Pernah tidak kamu lihat rel kereta yang dibuat dengan celah kecil di antara sambungannya? Atau mungkin kamu pernah dengar kenapa kabel listrik di siang hari kelihatan lebih kendur dibanding pagi atau malam hari?
Bahkan ketika kamu masak dan tutup panci terasa lebih susah dibuka setelah dipanaskan, itu juga salah satu efeknya. Semua fenomena itu punya satu penyebab utama yang sama, yaitu pemuaian.
Pemuaian adalah proses bertambahnya ukuran suatu benda ketika dipanaskan. Tapi supaya tidak hanya sekadar hafal definisi, kita bahas dari dasar dulu biar benar-benar paham, bukan cuma menghafal istilah.
Baca juga: 4 Alasan Kenapa Kamu Perlu Join Ultimate Privat Buat SNBT
Semua Berawal dari Atom yang Selalu Bergerak
Setiap benda di sekitar kita, mulai dari batu, air, udara, gadget, baju, sampai tubuh kita sendiri, semuanya tersusun dari partikel kecil yang disebut atom. Atom ini tidak pernah diam. Mereka selalu bergetar, bergerak, dan saling berinteraksi satu sama lain.
Di dalam sebuah benda, atom-atom ini posisinya saling berdekatan dan diikat oleh gaya tarik antar partikel. Nah, selama suhunya normal, getaran atom terjadi dengan stabil sehingga jaraknya juga stabil. Tapi cerita mulai beda saat suhu naik.
Begitu sebuah benda dipanaskan, energi panas akan berpindah ke atom-atom penyusunnya. Akibatnya, atom-atom tadi jadi makin aktif, getarannya makin kencang, geraknya makin luas.
Karena gerakannya makin liar, jarak antar atom jadi terdorong makin jauh. Nah, jarak yang bertambah inilah yang bikin ukuran benda ikut membesar atau memuai.
Jadi simpel banget sebenarnya:
- Panas masuk
- Atom bergetar makin kencang
- Gaya tarik antar atom dilawan oleh energi tersebut
- Jarak antar atom melebar
- Benda pun ikut membesar
Itulah inti dari kenapa benda bisa memuai.
Tidak Semua Benda Memuai dengan Cara yang Sama
Walaupun prinsipnya sama, setiap benda tidak memuai dengan tingkat yang sama. Ada yang memuainya sedikit, ada yang signifikan. Hal ini dipengaruhi oleh jenis zatnya, susunan partikelnya, dan sifat materialnya.
Secara umum, pemuaian dibagi jadi tiga berdasarkan wujud zat.
1. Pemuaian pada Benda Padat
Padatan punya susunan partikel yang paling rapat dan paling teratur. Karena itu, ruang gerak atomnya tidak sebesar zat cair atau gas. Tapi ketika dipanaskan, tetap saja mereka memuai.
Contoh paling gampang:
- Rel kereta dibuat dengan celah sambungan agar tidak melengkung saat memuai
- Logam pada jembatan diberi sambungan khusus
- Tutup botol logam pada botol kaca lebih mudah dibuka setelah disiram air panas karena logam memuai lebih cepat dibanding kaca
Kalau tidak diberi ruang untuk memuai, benda padat bisa melengkung, retak, atau bahkan pecah. Makanya insinyur sipil, teknisi, dan perancang bangunan harus paham konsep ini.
2. Pemuaian pada Zat Cair
Zat cair punya jarak antar partikel yang lebih longgar dibanding padat. Gerakannya lebih bebas sehingga saat dipanaskan, pemuaiannya lebih terasa.
Contoh nyata:
- Air dalam panci yang mendidih permukaannya naik
- Termometer menggunakan zat cair seperti alkohol atau raksa yang naik saat suhu tubuh meningkat
- Volume bahan bakar bertambah saat suhu panas
Menariknya, air punya sifat unik. Pada suhu tertentu, air justru menyusut sebelum akhirnya memuai kembali. Tapi itu pembahasan yang lebih dalam dan biasanya dibahas di bab khusus.
3. Pemuaian pada Gas
Nah, kalau gas pemuaiannya paling ekstrem. Partikel gas bergerak super bebas dengan jarak antar partikel yang jauh. Saat dipanaskan, kecepatannya meningkat drastis dan volumenya bisa bertambah sangat besar.
Contoh gampangnya:
- Ban kendaraan terasa lebih keras setelah dipakai lama karena panas dari gesekan membuat udara di dalam ban memuai
- Balon udara bisa terbang karena udara panas di dalamnya mengembang dan lebih ringan
Jadi bisa kita simpulkan kalau urutan tingkat pemuaian adalah gas paling besar, lalu cair, dan padat paling kecil.
Baca juga: Kalau Penemuan Sains Tak Pernah Ada, Kita Bakal Kayak Apa Sih?
Pemuaian itu Nyata di Hidup Kita, Bukan Sekadar Teori Kelas
Kadang pelajaran fisika terasa ribet karena kita merasa tidak ada hubungannya dengan hidup sehari-hari. Padahal, pemuaian ini sering banget kita temui.
Beberapa contoh yang mungkin sering kamu lihat:
- Kaca jendela pecah saat kena panas ekstrem Kalau kaca dipasang terlalu rapat tanpa ruang sedikit pun, saat panas terik dan kaca memuai, tekanannya tidak punya tempat keluar sehingga bisa pecah.
- Tutup botol kaca yang susah dibuka Tinggal siram sedikit air panas ke tutup logamnya. Logam memuai lebih cepat daripada kaca, jadi longgar dan gampang dibuka.
- Kabel listrik dibuat agak kendur Saat siang hari kabel akan memuai dan mengendur, malam hari suhu turun, kabel menyusut dan kembali kencang. Kalau dari awal dibuat terlalu tegang, bisa putus saat menyusut.
- Rel kereta tidak dibuat rapat Ada celah kecil yang memang didesain khusus untuk memberi ruang saat rel memuai karena panas matahari.
Dari sini kelihatan banget kalau pemuaian itu bukan cuma konsep, tetapi sesuatu yang benar-benar diperhitungkan dalam kehidupan nyata.
Jadi, Apa yang Sebenarnya Mengontrol Besar Kecilnya Pemuaian?
Setidaknya ada beberapa faktor penting:
- Jenis bahan, apakah logam, kaca, kayu, atau lainnya
- Besarnya suhu yang diberikan, makin panas makin besar pemuaiannya
- Bentuk benda, apakah panjang, luas permukaan, atau volumenya yang lebih diperhitungkan
Karena itu, di fisika kita mengenal koefisien muai panjang, luas, dan volume. Masing-masing menunjukkan seberapa besar kecenderungan suatu benda untuk memuai.
Biarpun kedengarannya teknis, intinya hanya satu, setiap bahan punya karakter dan kepekaan yang berbeda terhadap panas.
Baca juga: Daftar 6 Perusahaan Paling Menarik untuk Para Lulusan Aktuaria
Kenapa Kita Harus Paham Pemuaian?
Jawaban simpelnya, karena ini dasar dari banyak teknologi dan struktur yang kita gunakan. Orang teknik sipil butuh ini untuk membuat jembatan. Dokter butuh konsep ini saat memakai termometer.
Teknisi pesawat terbang memperhitungkan ini agar mesin aman bekerja di suhu tinggi. Bahkan di dunia industri, pemuaian menentukan proses produksi logam, konstruksi bangunan, sampai desain alat rumah tangga.
Kalau kamu masih sekolah, memahami ini juga bikin pelajaran fisika terasa lebih make sense dan tidak cuma jadi hafalan rumus.
Butuh Bimbingan Belajar Biar Konsep Kayak Gini Tidak Bikin Pusing?
Sekarang kita bisa bilang kalau pertanyaan sederhana “Kenapa benda bisa memuai?” ternyata punya jawaban yang cukup panjang. Semua berawal dari atom yang tidak pernah diam.
Saat panas masuk, getaran makin kuat, jarak antar atom melebar, dan akhirnya benda bertambah ukuran. Prosesnya kelihatan sederhana, tapi dampaknya besar banget buat kehidupan kita.
Kalau kamu ngerasa materi kayak gini sering bikin bingung kalau belajar sendirian, santai saja, kamu tidak sendirian kok. Banyak siswa yang sebenarnya paham dasarnya, tapi butuh pendampingan supaya konsepnya benar-benar nyantol dan bisa dipakai saat ujian.
Ultimate Privat siap jadi partner belajarmu. Di sini kamu bisa ikut les privat dengan tutor yang sabar, jelas, enak diajak diskusi, dan siap bantu kamu paham konsep, bukan cuma hafal rumus.
Cocok banget buat kamu yang lagi persiapan UTBK, ujian sekolah, atau butuh pendalaman materi. Kalau kamu mau daftar atau mau tanya-tanya dulu juga boleh banget. Silakan hubungi nomor ini: 0899-8702-889 (klik disini).
Belajar jadi lebih santai, paham, dan tidak bikin stres. Jangan ragu buat mulai langkah kecil menuju hasil yang lebih besar.
