Apabila suatu zat dipanaskan/suhunya dinaikkan, maka molekul-molekunya akan bergerak lebih cepat, akibatnya jarak antar molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat.
Jika suatu zat
diberikan kalor maka zat itu akan memuai atau bertambah besarnya tergantung
pada jenis bahan, ukuran benda mula-mula, dan besarnya perubahan suhu atau
kalor yang diberikan. Pemuaian dapat
terjadi pada zat padat, zat cair, dan zat gas. Pemuaian ada
tiga macam yaitu muai panjang, muai luas, dan muai volume. Zat padat mengalami
ketiga pemuaian tersebut sedangkan zat cair dan gas hanya mengalami muai volume
saja.
Pemuaian benda pada umumnya terjadi ke segala arah,
yaitu arah panjang, lebar, dan tebal. Pemuaian zat padat dipengaruhi oleh tiga
faktor, yaitu ukuran awal benda, perubahan suhu, dan karakteristik benda.
a)
Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang
terjadi pada benda-benda yang ukuran panjangnya jauh lebih besar daripada lebar
atau tebalnya. Misalnya, pemuaian pada rel kereta api. Secara matematis
pemuaian panjang dapat dinyatakan sebagai berikut:
Atau
Keterangan
:
= Pertambahan panjang (m) 
= Panjang awal (m)
= Panjang akhir (m)
= Koefisien muai panjang (K-1)
= Kenaikan suhu (K)
b)
Pemuaian Luas
Pemuaian luas terjadi
pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat
kecil dan dianggap tidak ada. Misalnya, pada pemanasan lempengan tipis logam.
Secara matematis pemuaian luas dapat dinyatakan sebagai berikut:
Atau
Keterangan
:
= Pertambahan luas (m2)
= Luas awal (m2)
= Koefisien muai Luas (K-1),
= Luas akhir (m2)= Kenaikan suhu (K)
c)
Pemuaian Volum
Pemuaian volum terjadi
pada benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar, dan tebal. Misalnya, pada
pemanasan kubus. Secara matematis pemuaian luas dapat dinyatakan sebagai
berikut:
= Pertambahan volum (m3)= Volum awal (m3)
= Volum akhir (m3)= Koefisien muai volum (K-1),
= Kenaikan suhu (K)
Pemuaian dapat dibagi berdasarkan jenis zat yang mengalami
pemuaian tersebut, antara lain:
1)
Pemuaian Zat Padat
Hampir semua zat padat akan memuai jika dipanaskan.
Setiap benda padat yang dipanaskan akan mengalami pemuaian
panjang, pemuaian
luas dan pemuaian
volume. Pemuaian itu dapat berupa bertambah panjang (linear),
bertambah luas, atau bertambah volumenya. Hal ini karena partikel-partikel
benda akan bergerak lebih cepat jika suhunya dinaikkan. Karena gerakan inilah
partikel membutuhkan ruang yang lebih luas untuk bergerak. Akibatnya, volume
zat padat tersebut bertambah besar.
Gambar : Contoh pemuaian zat padat yaitu kabel yang kendor ketika siang hari
2)
Pemuaian Zat Cair
Sifat zat cair adalah zat yang selalu mengikuti bentuk wadahnya. Jadi, wadah berarti volum. Oleh karena itu, zat cair hanya memiliki muai volum. Pemuaian zat cair mengalami pemuaian volum lebih besar dibandingkan pemuaian zat padat. Hampir semua zat akan memuai jika dipanaskan dan akan menyusut jika didinginkan. Namun, air memiliki pengecualian. Pada suhu sampai , air akan mengalami penyimpangan atau yang disebut anomali air.
Gambar : Contoh pemuaian pada zat cair yaitu ketika memanaskan air yang diisi penuh di dalam panci, lalu kemudian air mendidih, maka air akan tumpah.
2)
Pemuaian Gas
Pemuaian gas sama
seperti dengan pemuaian zat cair yaitu hanya memiliki muai volum. Pada saat
menentukan muai volum suatu gas yang disebabkan oleh kenaikan suhu, maka
tekanan gas harus dijaga agar tetap. Jika gas pada tekanan P1 ,
volum V1 , dan suhu mutlak T1, dipanaskan sehingga
tekanannya menjadi P2, volum V2, dan suhu mutlak T2,
maka hubungan antara kedua keadaan gas ini dinyatakan oleh hukum Boyle-Gay
Lussac. Secara matematis dapat dinyatak sebagai berikut:
Keterangan:
P1 = Tekanan pada keadaan 1 P2 = Tekanan pada
keadaan 2
V1 = Volume pada keadaan 1 V2 = Volume pada
keadaan 2
T1 = Suhu pada keadaan 1 T2 = Suhu
pada keadaan 2
Gambar : Contoh pemuaian pada gas yaitu balon udara yang mengembang dan dapat terbang karena udara di dalam balon dipanaskan
