Bagaimana Pemuaian Volume Bisa Terjadi? | Fisika Kelas 11

Mengapa minuman dalam kemasan kaleng tidak pernah diisi penuh? Apakah supaya lebih hemat? Tentu saja bukan.  Hal ini disebabkan adanya pemuaian volume atau pertambahan ukuran. Wah, apa itu? Mari kita simak penjelasannya di artikel ini ya!

Pertambahan ukuran dapat berupa pertambahan panjang, luas, dan juga volume. Pertambahan ukuran bisa terjadi saat suatu benda dipanaskan. Mengapa bisa bertambah ukurannya? Coba simak ilustrasi berikut ini.

 Gambar 1. Ilustrasi molekul pada benda padat.

Setiap benda terdiri dari beberapa molekul seperti ilustrasi di atas. Pada benda padat, molekul bisa bergetar. Ketika benda padat dipanaskan, getaran molekul akan semakin cepat. Molekul-molekul tersebut bergerak sedikit demi sedikit menjauh satu sama lain. Dari luar, benda tersebut akan terlihat seperti bertambah ukurannya karena molekul-molekul yang semakin menjauh tadi. Hal inilah yang disebut sebagai pemuaian.

Gambar 2. Ilustrasi molekul pada benda cair.

RG Squad, perhatikan ilustrasi di atas. Pada zat cair, jarak antar molekul lebih renggang dari molekul zat padat. Namun, molekul akan bergerak lebih cepat dan menjauh satu sama lain jika dipanaskan. Maka, zat cair pun juga memuai ketika dipanaskan.

Nah, pemuaian yang terjadi pada kasus tersebut adalah pemuaian volume. Jadi, zat cair dan zat padat dapat mengalami pemuaian volume. Pemuaian tersebut bisa kita hitung, lho dengan rumus berikut.

Salah satu contoh pemuaian terjadi pada pengemasan minuman kaleng. Pada minuman kaleng, minuman tidak pernah diisi sampai penuh. Hal ini dilakukan untuk memberikan ruang jika memuai saat terkena panas. Biasanya, koefisien muai minuman lebih tinggi dari koefisien muai kaleng. Simak contoh di bawah ini:

Sebuah kaleng dengan volume 330 ml berisi minuman yang diisi penuh. Saat dibawa bepergian, minuman kaleng mengalami perubahan suhu dari 20 ºC hingga 40 ^oC. Jika kaleng terbuat dari aluminium dengan koefisien muai volume 7,5 x 10^-5/ ^oC dan air minuman memiliki koefisien muai volume air 4,4 x 10^-4/ oC, apakah kaleng mampu menampung pemuaian air?

Pembahasan :

Volume awal kaleng adalah 330 ml. Maka, volume kaleng ketika memuai adalah :

V_{t kaleng} = V₀ (1+γ.∆T)

V_{t kaleng} =330 (1+7,5.10^-5.(40-20))

V_{t kaleng} =330 (1+0,0015)

V_{t kaleng} =330 (1,0015)=330,495 ml

Volume awal air sama dengan kaleng, yaitu 330 ml. Maka, volume air ketika memuai adalah:

V_{t air} = V₀ (1+γ.∆T)

V_{t air} = 330 (1+4,4.10^-4.(40-20))

V_{t air} = 330 (1+0,0088)

V_{t air} = 330 (1,0088)=332,904 ml

Kita bisa melihat perbedaan volume akhir air yang lebih besar daripada volume akhir kaleng, yaitu sekitar 2,5 ml. Maka, kaleng tidak dapat menampung air yang memuai. Nah, kaleng tidak dapat diisi penuh dengan minuman supaya ada ruang pemuaian untuk minuman.

Okay sekarang RG Squad sudah tahu kan mengapa minuman kaleng tidak pernah terisi penuh? Hal ini disebabkan pemuaian volume air dalam kaleng. Ingat ya, yang mengalami pemuaian ialah air dan kalengnya. Nah, mau tahu penerapan ilmu fisika lainnya dalam kehidupan sehari-hari dengan lebih menyenangkan? Yuk, langsung tonton berbagai video pelajaran animasi untuk menambah pengetahuanmu di ruangbelajar!