Aluminium merupakan salah satu bahan konduktor yang paling populer yang digunakan dalam beberapa aplikasi teknologi. Dikenal karena sifatnya yang ringan, kuat, dan konduktifitas termal yang tinggi, aluminium sangat ideal untuk berbagai jenis aplikasi teknologi. Contoh kasus ini menyoroti satu aspek unik dari aluminium: cara aluminium bereaksi terhadap perubahan suhu.
Pemanasan Aluminium
Pada contoh ini, kita memanaskan sekeping aluminium dengan dimensi 40 cm x 30 cm dari suhu ruang 40°C sampai 140°C. Panjang dan lebar benda tentunya mempengaruhi perubahan suhu, namun, apakah suhu awal dan akhir juga akan berdampak? Dan jika iya, bagaimana pengaruhnya?
Pengaruh Suhu pada Aluminium
Pertama, kita harus memahami bahwa aluminium memiliki apa yang disebut “koefisien ekspansi termal”. Artinya, aluminium akan memanjang atau mengerut tergantung pada suhu. Jika suhu meningkat, aluminium akan memanjang. Sebaliknya, jika suhu turun, aluminium akan mengerut.
Nilai koefisien ekspansi termal aluminium adalah sekitar 22.2 x 10^-6 /°C. Artinya, untuk setiap perubahan suhu sebesar satu derajat Celsius, panjang aluminium akan berubah sebanyak 22.2 x 10^-6 kali panjang awal.
Jadi, jika kita memanaskan sekeping aluminium dari 40°C sampai 140°C, suhunya berubah sebanyak 100°C. Jika kita mengalikan perubahan suhu ini dengan koefisien ekspansi termal aluminium, kita dapat menghitung perubahan panjang aluminium.
Perubahan Dimensi Aluminium
Perubahan panjang = koefisien ekspansi termal x perubahan suhu x panjang awal
= 22.2 x 10^-6 /°C x 100°C x 40 cm
= 0.0888 cm
Demikian pula, perubahan lebar bisa dihitung dengan cara yang sama:
= 22.2 x 10^-6 /°C x 100°C x 30 cm
= 0.0666 cm
Jadi, jika kita memanaskan sekeping aluminium panjangnya 40 cm dan lebarnya 30 cm dari 40°C sampai 140°C, panjangnya akan bertambah sebesar 0.0888 cm dan lebarnya akan bertambah sebesar 0.0666 cm.
Kesimpulan
Pemanasan sekeping aluminium panjangnya 40 cm dan lebarnya 30 cm dari 40°C sampai 140°C akan menyebabkan ekspansi termal, memanjangkan dan memlebarkan lembaran tersebut dengan jumlah yang relatif kecil namun signifikan. Di dunia teknologi, perubahan kecil sekalipun bisa memiliki dampak besar, dan pemahaman akan prinsip-prinsip seperti ekspansi termal sangat penting bagi rekayasa dan desain yang efisien dan efektif.
