Manfaat Pemuaian / Penerapan Prinsip Pemuaian dalam Kehidupan

Prinsip pemuaian dapat dimanfaatkan dengan menerapkan dalam kehidupan sehari-hari. Penerapan dan pemanfaatan prinsip pemuaian dipergunakan pada teknologi konstruksi, rel dan roda roli kereta api, bimetal, pengelingan, pemasangan kaca, dan lain-lain. Berikut adalah penjelasannya:

a. Pemanfaatan Pemuaian Pada Teknologi Konstruksi

    Para ahli konstruksi dan arsitek bangunan, jembatan, dan jalan raya harus mengetahui sifat pemuaian dan penyusutan benda padat yang disebabkan oleh perubahan suhu. Jalan raya pada musim kemarau banyak yang rusak dan retak-retak, karena pemuaian baja dan aspalnya. Jembatan dan jalan raya dibuat dari besi baja yang saling disambungkan satu dengan yang lainnya. Selama proses penyambungan, ahli konstruksi harus benar-benar memperhitungkan sifat pemuaian dan penyusutan besi baja karena adanya perubahan suhu, baik di siang hari yang panas maupun di malam hari yang dingin.

• Konstruksi jembatan yang dibangun ini sangat memperhatikan sifat pemuaian besi baja yang digunakan pada jembatan
• Pemasangan besi baja pada jalan raya harus memperhatikan sifat pemuaian dan penyusutan agar jalan ini awet

Agar sambungan besi baja tidak melengkung akibat pemuaian atau pun penyusutan maka sambungan-sambungan besi baja tidak dipasang rapat, satu dengan yang lainnya. Harus ada rongga yang cukup di antara sambungan-sambungan tersebut agar tidak timbul kerusakan pada jembatan dan jalan yang disebabkan pemuaian dan penyusutan besi baja tersebut.

b. Pemanfaatan Pemuaian Pada Teknologi Transportasi

    Apabila kita melewati lintasan kereta api kami akan melihat rel melengkung. Sebagaimana halnya dengan jembatan dan jalan raya, besi baja yang digunakan untuk rel kereta api pun harus dipasang renggang berongga untuk mencegah terjadinya kecelakaan kereta api yang disebabkan oleh relnya melengkung akibat pemuaian dari pemanasan di siang hari.

    Selain pada rel kereta api, cara pemasangan ban roda lori kereta api pun menggunakan prinsip pemuaian. Sebelum dipanaskan, ukuran diameter ban sedikit lebih kecil daripada diameter rodanya. Apabila ban akan dipasang, harus dipanaskan terlebih dahulu supaya memuai. Selanjutnya, masukkan ban tersebut ke dalam roda. Setelah masuk, biarkan suhunya turun. Setelah dingin, ban menyusut dan akan melekat kuat pada rodanya, tanpa harus menggunakan baut.
    Konsep pemuaian juga digunakan untuk memasangkan as roda pada ban baja lokomotif. As roda lokomotif memiliki ukuran agak lebih besar dari lubang ban baja sehingga pada keadaan biasa as roda tidak dapat dimasukkan ke dalam ban baja. Untuk dapat memasukkannya, ban baja dipanaskan hingga memuai dan lubang roda membesar. Akibatnya, as roda dapat dimasukkan pada ban baja. Selanjutnya, pendinginan dilakukan sehingga ban baja akan menjepit as roda dengan kuat.

c. Pemanfaatan Pemuaian Pada Teknologi Bimetal

    Kita dapat membuat bimetal dari dua batang logam yang berbeda jenisnya dengan ukuran yang sama kemudian dijepit dengan kayu. Bimetal adalah alat yang terdiri dari dua logam yang berbeda nilai koefisien muai panjangnya atau yang berbeda kecepatan pemuaiannya, direkatkan menjadi satu. Misalnya bimetal terbuat dari besi dan tembaga sebelum dipanaskan bimetal itu dalam keadaan lurus kemudian setelah dipanaskan, bimetal akan melengkung ke arah logam (besi) yang nilai koefisien muai panjangnya kecil atau lambat memuai. Selanjutnya, apabila bimetal didinginkan akan melengkung ke arah logam (tembaga) yang nilai koefisien muai panjangnya besar atau cepat memuai.
Beberapa alat yang memanfaatkan keping bimetal dalam termostat, antara lain: setrika listrik, almari es, bel listrik, alarm kebakaran, lampu sen mobil atau motor, rice cooker, oven.

1) Termostat

    Ruangan hotel-hotel mewah yang terdapat di daerah sejuk atau dingin, seperti di kawasan Puncak-Bogor, Lembang-Bandung, atau daerah lainnya memiliki pengaturan panas ruangan. Apabila udara di ruangan dingin, lempengan bimetal akan menyusut, lurus, dan menyentuh lempengan logam biasa sehingga kedua ujung lempengan tersebut saling bersentuhan. Sentuhan antara kedua ujung logam itu menjadikan adanya kontak dengan arus listrik, arus listrik masuk dan rangkaian pemanas tertutup yang menyalakan pemanas sehingga ruangan menjadi hangat. Sebaliknya, apabila ruangan telah cukup hangat, maka lempengan bimetal akan mengembang dan kembali ke posisi semula, yaitu membengkok, tidak kontak dengan arus listrik, arus listrik terputus, sehingga rangkaiannya terbuka, pemanas terputus, dan pemanasan ruangan selesai.

2) Sakelar Otomatis pada Setrika Otomatis

    Suhu pada setrika secara otomatis, maka disebut setrika otomatis. Pada setrika otomatis terdapat alat untuk memutuskan dan menghubungkan arus listrik secara otomatis, yang disebut sakelar otomatis. Prinsip kerja sakelar otomatis dapat kamu amati pada gambar. Apabila suhu sudah cukup tinggi, bimetal akan melengkung menjauhi kontak (K), arus listriknya putus, setrika akan menjadi dingin. Ketika dingin, bimetal menyentuh kontak (K), maka arus listrik mengalir kembali, sehingga setrika kembali panas.

3) Alat Pemberitahu Kebakaran / Sensor Panas

    Apabila ada kenaikan suhu di sekitar alat ini, bimetal menyentuh kontak sehingga arus listrik mengalir menuju bel listrik. Bel listrik akan berbunyi, yang menandakan ada kebakaran atau panas.

4) Termometer Bimetal

    Termometer ini terbuat dari bimetal yang melengkung. Salah satu ujungnya dijepit sehingga tidak dapat bergerak. Ujung yang satunya lagi bebas bergerak dan dihubungkan dengan jarum penunjuk. Apabila suhu naik, bimetal menjadi lebih melengkung. Jarum penunjuk bergerak ke kanan. Sebaliknya apabila suhu turun, bimetal menjadi lebih lurus. Jarum bergerak ke kiri.
Berikut adalah gambar dari termometer bimetal:

5. Pengelingan

    Tahukah kamu apakah pengelingan itu? Pernahkah kamu mengamati sambungan kerangka kendaraan atau pintu gerbang besi? Proses penyambungan dua batang besi dengan menggunakan paku keling dinamakan pengelingan. Sebelum dikeling, dua buah lubang batang besi yang akan disambungkan dipanaskan terlebih dahulu sehingga lubangnya menjadi lebih besar dan paku keling dapat masuk ke dalam lubang tersebut. Setelah itu, pemanasan dihentikan, kemudian paku keling ditempa dengan menggunakan palu khusus sampai kedua lembaran batang besi yang disambungkan merapat. Setelah suhu batang berkurang, paku keling akan menyusut sehingga menjepit kedua batang besi dan menempel dengan kuat. Pengelingan dapat kita jumpai pada pembuatan badan kapal laut.

d. Cara Pemasangan Kaca Jendela

    Tentunya kita pernah menyaksikan tukang kayu pada saat membuat daun jendela atau bingkai jendela. Pada bingkai ada celah yang dibuat untuk menempatkan kaca. Kaca dipasang pada bagian itu dengan ukuran kaca lebih kecil sedikit daripada ruang atau tempat kaca. Hal ini bertujuan untuk menjaga keamanan kaca agar tidak pecah, saat mengalami pemuaian pada siang hari atau pada musim kemarau.

Pemasangan kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi kaca sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat kaca tersebut dipasang. Hal ini penting sekali untuk menghindari terjadinya pembengkokan pada bingkai.

e. Pemasangan Jaringan Listrik dan Telepon
    Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke tiang lainnya sehingga saat udara dingin panjang kabel akan sedikit berkurang dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur, maka saat terjadi penyusutan kabel akan terputus.