Contoh Pemuaian dan Penyusutan beserta Perbedaannya Lengkap
Contoh Pemuaian dan Penyusutan beserta Perbedaannya Lengkap – Pemuaian dan penyusutan adalah dua konsep yang berhubungan dengan perubahan ukuran atau karakteristik benda.
Pemuaian dan penyusutan itu sendiri terjadi karena beberapa faktor, baik faktor suhu, cuaca, dan lain-lain.
Dalam artikel ini, Mamikos akan mengulas tentang contoh pemuaian dan penyusutan, lengkap dengan perbedaannya. Mari kita simak!
Apa itu Pemuaian dan Penyusutan?
Daftar Isi
Daftar Isi
Sebelum lebih jauh membahas contoh pemuaian dan penyusutan, Mamikos akan lebih dulu mengajak kamu memahami makna dari pemuaian dan penyusutan.
Pemuaian adalah proses ketika benda mengalami perubahan dimensi atau ukuran (panjang, luas, atau volume). Proses tersebut terjadi sebagai akibat dari perubahan suhu.
Ini terjadi ketika suhu naik, dan benda memuai, atau ketika suhu turun, dan benda mengerut.
Sementara itu, penyusutan adalah penurunan kualitas atau ukuran suatu benda seiring berjalannya waktu atau akibat penggunaan berkelanjutan.
Ini tidak berkaitan dengan perubahan suhu, melainkan dengan faktor-faktor seperti gesekan, keausan, dan ketahanan material.
Pemuaian sendiri memiliki tiga jenis utama. Berikut adalah penjelasannya:
1. Pemuaian Panjang (linear)
Pemuaian jenis ini terjadi ketika panjang benda berubah saat suhunya berubah.
Contohnya adalah penggunaan rel kereta api yang panjangnya diperhitungkan untuk mengakomodasi perubahan panjang ketika dipanaskan.
Rumus dari pemuaian panjang adalah:
Lt = L0 (1 + α + Δt)
Keterangan
Lt adalah panjang akhir (ditulis dengan satuan m, cm)
L0 adalah panjang awal (ditulis dengan satuan m, cm)
α adalah koefisien pemuaian linier atau panjang (ditulis dengan satuan /°C)
Δt adalah perbedaan suhu (ditulis dengan satuan °C)
2. Pemuaian Luas (Superfisial)
Pemuaian luas atau superfisial terjadi ketika luas permukaan benda berubah saat suhunya berubah.
Contohnya adalah ketika memasak menggunakan panci atau wajan, yang akan mengalami pemuaian luas saat dipanaskan.
Rumus dari pemuaian luas adalah:
At = A0 (1 + β + Δt)
Keterangan
At adalah luas akhir (ditulis dengan satuan m2, cm2)
A0 adalah luas awal (ditulis dengan satuan m2, cm2)
β adalah 2α, yaitu koefisien muai luas (ditulis dengan satuan /°C)
Δt adalah selisih suhu (ditulis dengan satuan °C)
3. Pemuaian Volumetrik (Kubik)
Pemuaian volumetrik atau kubik terjadi ketika volume benda berubah ketika suhunya berubah.
Pemuaian ini adalah pemuaian yang paling umum dan sering digunakan dalam berbagai aplikasi teknik.
Misalnya, ketika sebuah benda padat dipanaskan, volumenya akan bertambah.
Rumus dari pemuaian volume adalah:
Vt = V0 (1 + γ + Δt)
Keterangan
Vt adalah volume akhir (ditulis dengan satuan m3, cm3)
V0 adalah volume awal (ditulis dengan satuan m3, cm3)
γ adalah 3α, yaitu koefisien muai volume (ditulis dengan satuan /°C)
Δt adalah selisih suhu (ditulis dengan satuan °C)
Apa Penyebab Pemuaian dan Penyusutan?
Setelah memahami pengertian pemuaian dan penyusutan beserta rumus-rumusnya, sekarang Mamikos akan menjelaskan apa saja faktor-faktor penyebab pemuaian dan penyusutan.
Faktor-faktor Penyebab Pemuaian
Pemuaian bisa terjadi karena beberapa faktor. Berikut adalah penjelasannya:
1. Perubahan Suhu
Perubahan suhu adalah faktor utama yang mempengaruhi pemuaian.
Ketika suhu naik, partikel dalam benda meningkatkan geraknya, sehingga menyebabkan peningkatan jarak antara partikel, yang akhirnya mengakibatkan benda mengalami pemuaian..
Sebaliknya, ketika suhu turun, partikel bergerak lebih lambat, menyebabkan benda mengerut.
2. Koefisien Pemuaian
Faktor penyebab kedua dari pemuaian adalah koefisiensi.
Setiap bahan memiliki koefisien pemuaian linier, luas, dan volumetrik yang berbeda, yang menentukan sejauh mana benda akan memuai atau mengerut ketika terpapar perubahan suhu.
Koefisien ini adalah konstanta bahan, artinya nilai koefisien tersebut adalah nilai tetap yang terkait dengan bahan tertentu dan digunakan untuk menghitung perubahan dimensi atau ukuran benda karena pemuaian akibat perubahan suhu.
3. Jenis Bahan
Jenis bahan juga memengaruhi sejauh mana pemuaian terjadi.
Bahan-bahan berbeda memiliki sifat-sifat yang berbeda dalam hal pemuaian.
Misalnya, logam umumnya memiliki koefisien pemuaian linier yang lebih tinggi daripada bahan non-logam.
4. Dimensi Awal Benda
Ukuran dan dimensi awal benda juga memainkan peran.
Benda yang lebih panjang atau lebih besar akan mengalami pemuaian yang lebih signifikan ketika terpapar perubahan suhu yang sama, jika dibandingkan dengan benda yang lebih kecil.
Faktor-faktor Penyebab Penyusutan
Sama seperti pemuaian, penyusutan juga dipengaruhi oleh berbagai faktor. Berikut adalah faktor-faktor penyebab penyusutan:
1. Penggunaan Berkelanjutan
Penyusutan terjadi akibat penggunaan berkelanjutan benda atau komponen dalam sistem fisik.
Gesekan, tekanan, dan keausan dapat menyebabkan benda mengalami penyusutan.
Sebagai contoh, roda mobil yang digunakan secara intensif akan mengalami penyusutan ban karena gesekan dengan jalan.
2. Ketahanan Material
Kualitas dan ketahanan material benda adalah faktor kunci dalam penyusutan.
Bahan yang kurang tahan terhadap tekanan atau gesekan akan mengalami penyusutan lebih cepat daripada bahan yang lebih kuat.
3. Faktor Lingkungan
Faktor lingkungan seperti suhu, kelembapan, dan keberadaan bahan kimia tertentu dapat memengaruhi penyusutan.
Misalnya, pengaruh lingkungan korosif atau kimia dapat mempercepat kerusakan atau penyusutan pada komponen.
4. Waktu
Penyusutan sering berkaitan dengan faktor waktu.
Semakin lama benda atau komponen digunakan, semakin besar kemungkinan penyusutan terjadi.
Contoh-contoh Penyusutan dan Pemuaian
Setelah memahami arti dan faktor penyebab penyusutan dan pemuaian, sekarang Mamikos akan menjelaskan tentang contoh-contoh penyusutan dan pemuaian.
Baik sadar atau tidak, penyusutan maupun pemuaian sama-sama sering kita temui di kehidupan sehari-hari. Berikut adalah contoh-contohnya:
Contoh-contoh Pemuaian
1. Pemuaian Bahan Konstruksi
Contoh pertama dari pemuaian adalah memuainya bahan konstruksi.
Ketika suhu eksternal naik, bahan konstruksi seperti beton atau logam pada jembatan atau bangunan memuai, sehingga perlu diperhitungkan dalam perencanaan konstruksi.
2. Pemuaian Rel Kereta Api
Contoh kedua pemuaian dan paling umum adalah pemuaian rel kereta api.
Rel kereta api terbuat dari baja, yang akan memuai saat terkena panas dan mengerut saat suhunya turun.
Ini adalah contoh penting dalam perencanaan sistem transportasi supaya tidak mengganggu operasi kereta api yang menyebabkan kerusakan atau bahkan kecelakaan.
3. Termometer
Termometer yang menggunakan bahan dengan koefisien pemuaian linier yang diketahui (biasanya cairan dalam tabung kaca) akan menunjukkan perubahan dalam skala suhu ketika terpapar pada suhu yang berbeda.
4. Jembatan Gantung
Jembatan gantung yang panjang terbuat dari kabel baja.
Saat suhu naik, kabel baja akan memuai, yang memengaruhi tegangan pada kabel dan memungkinkan jembatan untuk tetap stabil.
Demikian pula, saat suhu turun, kabel akan mengerut.
5. Pipa Air Panas
Ketika air panas mengalir melalui pipa logam, pipa tersebut akan memuai akibat suhu tinggi.
Oleh karena itu, sistem perpipaan air panas dirancang untuk mengakomodasi pemuaian pipa agar tidak merusak sistem.
6. Jalanan dan Jalan Raya
Jalanan dan jalan raya terbuat dari aspal atau beton.
Pemuaian aspal atau beton saat terkena suhu panas dapat menyebabkan jalan raya menjadi lebih panjang dan memuai.
Ini adalah faktor yang harus diperhitungkan dalam perencanaan dan pemeliharaan jalan, supaya saat suhu naik tidak merusak struktur jalan, seperti retak atau merusak permukaan.
7. Lemari Pendingin
Kompresor dalam lemari pendingin menghasilkan panas saat beroperasi.
Hal ini dapat memanaskan lemari pendingin, yang pada gilirannya memungkinkan pemuaian pada bagian dalam dan luar lemari.
Contoh-contoh Penyusutan
1. Penyusutan Ban Mobil
Ban mobil mengalami penyusutan seiring penggunaan.
Gesekan dengan jalan dan tekanan yang diberikan oleh kendaraan akan menyebabkan ban menjadi lebih tipis dan akhirnya memerlukan penggantian.
2. Penyusutan Baterai
Contoh kedua dari penyusutan adalah menyusutnya baterai.
Baterai digunakan dalam berbagai perangkat elektronik, dan seiring waktu, kapasitas baterai akan berkurang karena siklus pengisian dan pengosongan berulang.
3. Penyusutan Alat Elektronik
Alat elektronik seperti komputer atau ponsel juga mengalami penyusutan.
Komponen-komponen dalam alat ini mengalami keausan dan perubahan kualitas seiring penggunaan jangka panjang.
4. Penyusutan Bangunan
Bangunan dapat mengalami penyusutan seiring waktu akibat pengaruh elemen, seperti hujan, angin, atau perubahan suhu, serta karena penggunaan dan keausan.
5. Penyusutan Lintasan pada Gramofon
Gramofon klasik menggunakan jarum untuk membaca rekaman vinyl.
Penggunaan berulang dan gesekan jarum pada rekaman dapat menyebabkan penyusutan rekaman vinyl itu sendiri.
6. Penyusutan Bahan Bakar dalam Tangki
Tangki penyimpanan bahan bakar, seperti tangki bensin pada kendaraan, dapat mengalami penyusutan karena penguapan bahan bakar dari permukaan tangki.
Ini berarti volume bahan bakar dalam tangki akan berkurang seiring waktu.
7. Penyusutan Peralatan Listrik
Komponen elektronik seperti resistor atau kapasitor dapat mengalami penyusutan seiring waktu akibat faktor-faktor seperti panas, tegangan, dan umur pakai.
Hal ini dapat memengaruhi kinerja peralatan elektronik.
Jadi, Apa Perbedaan Pemuaian dan Penyusutan?
Setelah memahami pengertian, faktor penyebab, hingga contoh-contoh pemuaian dan penyusutan, sampailah kita pada pembahasan terakhir, yaitu perbedaan pemuaian dan penyusutan.
Berikut adalah perbedaan dari pemuaian dan penyusutan:
1. Penyebab Utama
Penyebab utama pemuaian adalah perubahan suhu.
Ketika suhu meningkat, benda memuai, dan ketika suhu turun, benda mengerut.
Sementara itu, penyusutan terutama disebabkan oleh penggunaan berkelanjutan benda atau komponen dalam sistem fisik.
Gesekan, tekanan, keausan, dan pengaruh lingkungan dapat mempengaruhi penyusutan.
2. Hubungan dengan Suhu
Pemuaian selalu terkait dengan perubahan suhu. Semakin besar perubahan suhu, semakin besar pemuaian yang akan terjadi.
Sementara penyusutan tidak berkaitan dengan perubahan suhu. Penyusutan terjadi seiring berjalannya waktu atau akibat penggunaan, dan suhu tidak selalu menjadi faktor utamanya.
3. Matematika
Pemuaian dapat dihitung dengan menggunakan rumus-rumus pemuaian yang melibatkan koefisien pemuaian (α, β, atau γ), panjang awal (L0), luas awal (A0), atau volume awal (V0), dan perubahan suhu (Δt).
Sebaliknya, penyusutan biasanya tidak dihitung dengan rumus matematis tertentu seperti pemuaian.
Penyusutan lebih berkaitan dengan perubahan fisik dan kualitas benda yang teramati.
4. Faktor Waktu
Pemuaian terjadi seketika sebagai respons terhadap perubahan suhu, dan efeknya dapat berkurang ketika suhu kembali normal.
Sedangkan penyusutan berkaitan dengan penggunaan benda seiring waktu. Semakin lama benda digunakan, semakin besar kemungkinan penyusutan terjadi.
Penutup
Itu dia artikel tentang pemuaian dan penyusutan, lengkap dengan pengertian, faktor penyebab, contoh, hingga perbedaannya.
Semoga penjelasan kali ini bisa bermanfaat untukmu, ya.
Jangan lupa untuk mengakses website dan media sosial resmi Mamikos, supaya kamu bisa mendapatkan informasi menarik lainnya.
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: