Banyak benda yang dapat dilihat dan
dijumpai di kehidupan sehari-hari. Misalnya pensil, kacamata, batu, kursi, air,
balon berisi udara, tabung LPG berisi gas, es, baja, dan daun. Berbagai macam
benda yang kita jumpai memiliki kesamaan, yaitu benda-benda tersebut memerlukan
ruang atau tempat untuk keberadaannya. Air di dalam gelas, menempati ruang
bagian dalam gelas itu, batu di pinggir jalan menempati ruang di pinggir jalan
di mana ruangan itu tidak ditempati oleh benda lain sebelum batu itu
disingkirkan.
Udara dalam balon menempati ruang
bagian dalam balon itu. Manusia juga menempati ruang, misalkan dalam lift hanya
cukup ditempati paling banyak 10 orang dewasa, lebih dari itu ruang dalam lift
tidak mencukupi lagi. Benda atau zat juga memiliki massa, sebagai contoh batu
bila ditimbang dengan neraca menunjukkan nilai massa tertentu. Balon berisi
udara bila dibandingkan massanya dengan balon yang kempis, akan lebih berat
balon berisi udara. Hal itu menunjukkan bahwa udara memiliki massa. Dapat
disimpulkan bahwa zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati
ruangan. Menurut wujudnya zat digolongkan menjadi tiga yaitu;
A.
Zat Padat
Ciri zat padat yaitu bentuk dan volumenya tetap. Contohnya kelereng
yang berbentuknya bulat, dipindahkan ke gelas akan tetap berbentuk bulat.
Begitu pula dengan volumenya. Volume kelereng akan selalu tetap walaupun
berpindah tempat ke dalam gelas. Hal ini disebabkan karena daya tarik
antarpartikel zat padat sangat kuat. Pada umumnya zat padat berbentuk kristal
(seperti gula pasir atau garam dapur) atau amorf (seperti kaca dan batu
granit). Partikel zat padat memiliki sifat seperti berikut:
1. Letaknya
sangat berdekatan
2. Susunannya
teratur
3. Gerakannya
tidak bebas, hanya bergetar dan berputar di tempatnya
B.
Zat Cair
Zat cair memiliki volume tetap tetapi bentuk berubah-ubah sesuai
dengan yang ditempatinya. Apabila air dimasukkan ke dalam gelas, maka bentuknya
seperti gelas, apabila dimasukkan ke dalam botol akan seperti botol. Tetapi
volumenya selalu tetap. Hal ini disebabkan partikel-partikel penyusunnya agak
berjauhan satu sama lain. Selain itu, partikelnya lebih bebas bergerak karena
ikatan antar partikelnya lemah. Partikel zat cair memiliki sifat seperti
berikut:
1. Letaknya
berdekatan
2. Susunannya
tidak teratur
3. Gerakannya
agak bebas, sehingga dapat bergeser dari tempatnya, tetapi tidak lepas dari
kelompoknya
C.
Zat Gas
Ciri
dari gas di antaranya bentuk dan volume berubah sesuai dengan tempatnya. Gas
yang terdapat di balon memiliki bentuk dan volume yang sama dengan balon. Gas
yang terdapat di dalam botol, bentuk dan volumenya sama dengan botol.
Partikel-partikel gas bergerak acak ke segala arah dengan kecepatan bergantung
pada suhu gas, akibatnya volumenya selalu berubah. Partikel zat gas memiliki
sifat seperti berikut:
1. Letaknya
sangat berjauhan
2. Susunannya
tidak teratur
3. Gerakannya
bebas bergerak, sehingga dapat bergeser dari tempatnya dan lepas dari
kelompoknya, sehingga dapat memenuhi ruangan
Perubahan Wujud Zat
Setiap zat akan berubah apabila
menerima panas (kalor). Es dipanaskan akan mencair. Air dipanaskan akan menguap
menjadi uap air (gas). Apabila uap air didinginkan menjadi embun dan kembali
menjadi air. Air didinginkan menjadi es. Proses perubahan wujud zat tersebut
dapat diamati pada diagram.
Berdasarkan diagram tersebut, zat dari wujud yang satu ke wujud yang
lainnya dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Membeku yaitu perubahan wujud zat dari cair ke padat
2. Mencair atau melebur yaitu perubahan wujud zat dari padat ke
cair
3. Menyublim (mengkristal) yaitu perubahan wujud zat dari gas ke
padat
4. Menyublim yaitu perubahan wujud zat dari padat ke gas
5. Menguap yaitu perubahan wujud zat dari cair ke gas
6. Mengembun yaitu perubahan wujud zat dari gas ke cair
Adhesi dan Kohesi
Hal lain yang dapat kita ketahui
adalah adanya tarik-menarik antar partikel. Gaya tarik-menarik antarpartikel
dapat terjadi antara partikel-partikel yang sejenis dan antara
partikel-partikel yang tidak sejenis. Setetes air yang jatuh di kaca meja akan
berbeda bentuknya bila dijatuhkan pada sehelai daun talas. Mengapa demikian
Antara molekul-molekul air terjadi
gaya tarik-menarik yang disebut dengan gaya kohesi molekul air. Gaya kohesi
diartikan sebagai gaya tarik menarik antara partikel-partikel zat yang sejenis.
Pada saat air bersentuhan dengan benda lain maka molekul molekul bagian luarnya
akan tarik-menarik dengan molekul-molekul luar benda lain tersebut. Gaya
tarik-menarik antara partikel zat yang tidak sejenis disebut gaya adhesi. Gaya
adhesi antara molekul air dengan molekul kaca berbeda dibandingkan gaya adhesi
antara molekul air dengan molekul daun talas. Demikian pula gaya kohesi antar
molekul air lebih kecil daripada gaya adhesi antara molekul air dengan molekul
kaca. Itulah sebabnya air membasahi kaca dan berbentuk melebar. Namun air tidak
membasahi daun talas dan tetes air berbentuk bulat-bulat menggelinding di
permukaan karena gaya kohesi antarmolekul air lebih besar daripada gaya adhesi
antara molekul air dan molekul daun talas.
1. Gaya adhesi adalah gaya tarik-menarik dua partikel atau lebih
dari partikel yang tidak sejenis. Mengakibatkan sebuah zat dapat menempel pada
zat yang lain. Contoh: Air dapat menempel di kaca.
2. Gaya kohesi adalah gaya tarik menarik dua partikel atau lebih
dari partikel yang sejenis. Mengakibatkan sebuah zat tidak dapat menempel pada
zat yang lain. Contoh: Air tidak dapat menempel pada daun talas.
Meniskus
Gaya kohesi maupun gaya adhesi juga
mempengaruhi bentuk permukaan zat cair dalam wadahnya. Misalkan ke dalam dua
buah tabung reaksi masing-masing diisikan air dan raksa. Apa yang terjadi?
Permukaan air dalam tabung reaksi berbentuk cekung disebut meniskus cekung,
sedangkan permukaan raksa dalam tabung reaksi berbentuk cembung disebut
meniskus cembung.
Hal itu dapat dijelaskan bahwa gaya
adhesi molekul air dengan molekul kaca lebih besar daripada gaya kohesi antar
molekul air, sedangkan gaya adhesi molekul raksa dengan molekul kaca lebih
kecil daripada gaya kohesi antara molekul raksa. Meniskus cembung maupun
meniskus cekung menyebabkan sudut kontak antara bidang wadah (tabung) dengan
permukaan zat cair berbeda besarnya. Meniskus cembung menimbulkan sudut kontak
tumpul (> 90^o), sedangkan meniskus cekung menimbulkan sudut kontak lancip
(< 90^o)
Kapilaritas
Gaya kohesi dan gaya adhesi
berpengaruh pada gejala kapilaritas. Kapilaritas adalah gejala naik atau
turunnya cairan di dalam pipa kapiler atau pipa kecil. Sebuah pipa kapiler kaca
bila dicelupkan pada tabung berisi air akan dijumpai air dapat naik ke dalam
pembuluh kaca pipa kapiler, sebaliknya bila pembuluh pipa kapiler dicelupkan
pada tabung berisi air raksa akan dijumpai bahwa raksa di dalam pembuluh kaca
pipa kapiler lebih rendah permukaannya dibandingkan permukaan raksa dalam
tabung.
Jadi, kapilaritas sangat tergantung
pada kohesi dan adhesi. Air naik dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan adhesi
sedangkan raksa turun dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan kohesi. Sekarang
banyak dikembangkan teknologi yang mendasarkan pada gaya adhesi maupun kohesi.
Beberapa tekstil kain tiruan menghasilkan kain yang kohesif terhadap debu.
Jadi, pakaian dari bahan tersebut tidak mudah kotor. Di lain pihak, banyak
ditemukan bahan-bahan adhesif serbaguna, lem alteco, dan sejenisnya sangat
berguna bagi kehidupan. Bahkan, luka bekas operasi sekarang tidak perlu dijahit
melainkan cukup dilem dengan lem khusus yang adhesif dengan jaringan kulit dan
otot. Beberapa contoh gejala kapilaritas yang berkaitan dengan peristiwa alam
yaitu:
1. peristiwa naiknya air dari ujung akar ke daun pada tumbuhan
2. naiknya minyak tanah pada sumbu kompor
3. basahnya tembok rumah bagian dalam ketika hujan. Ketika terkena
hujan, tembok bagian luar akan basah, kemudian merembes ke bagian yang lebih
dalam.
Massa Jenis apaan sih?
Kamu tentu pernah minum air es atau
es teh. Perhatikan, mengapa es batu selalu mengapung dalam air? Pernahkah kamu
mencampur air dan minyak tanah? Mengapa minyak tanah selalu berada di atas air?
Semua logam tenggelam di air, tetapi kayu atau gabus terapung di air. Apa yang
menyebabkan semua ini
Massa jenis benda sering disebut
dengan kerapatan benda dan merupakan ciri khas setiap jenis benda. Massa jenis
tidak tergantung pada jumlah benda. Apabila jenisnya sama maka nilai massa
jenisnya juga sama. Misalnya, setetes air dan seember air mempunyai nilai massa
jenis sama yaitu 1 gram/cm^3. Berbagai logam memiliki nilai massa jenis besar
dikarenakan atom-atom dalam susunan molekulnya memiliki kerapatan yang besar.
Gabus atau sterofoam mempunyai massa jenis kecil karena susunan atom-atom dalam
molekulnya memiliki kerapatan kecil
Massa jenis dilambangkan dengan simbol ρ (dibaca rho), salah satu
huruf Yunani.
Keterangan:
ρ = massa jenis (kg/m^3 atau g/cm^3)
m = massa benda (kg atau gram)
V = volume benda m^3 atau cm^3)
4. Tabel berbagai
massa jenis zat
5. Dari tabel tersebut
dapat diketahui bahwa kerapatan logam tertentu seperti platina atau emas jauh
lebih besar dibandingkan zat-zat lainnya. Massa jenis berbagai zat berbeda-beda
walaupun benda-benda tersebut jumlah atau volumenya sama. Massa jenis zat yang
umum digunakan sebagai patokan adalah massa jenis air dan massa jenis raksa.
Massa jenis air dalam wujud cair, yaitu 1000 kg/m^3 atau 1 g/cm^3, sedangkan
raksa atau mercury memiliki massa jenis 13.600 kg/m^3 atau 13,6 g/cm^3.
6. Penting: 1000
kg/m^3 = 1 g/cm^3
Selain massa jenis, dikenal pula berat jenis. Berat jenis adalah
berat benda (w) tiap satuan volume (V). Bila berat jenis dapat dilambangkan
dengan S, dapat dinyatakan dengan persamaan
Keterangan:
S = berat jenis (N/m^3 atau dyne/cm^3)
w = berat benda (N atau dyne)
V = volume benda (m^3 atau cm^3)
Jadi, berat jenis benda adalah hasil kali antara massa jenis dengan
percepatan gravitasi.
Penggunaan Konsep Massa Jenis dalam Kehidupan Sehari-Hari
1.
Kapal
Selam
Tahukah
kamu mengapa es dapat terapung di air, sedangkan batu tenggelam dalam air? Es
memiliki massa jenis lebih kecil dari air, sehingga es dapat terapung dalam
air. Batu tenggelam dalam air karena memiliki massa jenis lebih besar daripada
air. Tahukah kamu mengapa kapal selam dapat terapung dan tenggelam di air?
Ketika terapung massa jenis total kapal selam lebih kecil dari air laut dan
sewaktu tenggelam massa jenis total kapal selam lebih besar dari air laut.
Kapal selam memiliki tangki pemberat yang berisi air dan udara. Tangki tersebut
terletak di antara lambung kapal sebelah dalam dan luar. Tangki dapat berfungsi
membesar atau memperkecil massa jenis total kapal selam. Ketika air laut
dipompa masuk ke dalam tangki pemberat, massa jenis kapal selam lebih besar dan
sebaliknya agar massa jenis total kapal selam menjadi kecil, air laut dipompa
keluar.
2.
Balon
Gas
Pernahkah
kamu melihat balon udara? Tahukah kamu, gas apa yang terdapat di dalamnya?
Balon gas berisi gas helium. Gas helium memiliki massa jenis yang lebih kecil
dari udara, sehingga balon gas bisa naik ke atas.
3.
Air
Minum Dingin di Dalam Lemari Es
Suatu
ketika kamu mungkin pernah melihat dalam botol air minum dingin yang berasal
dari lemari es terdapat endapan kapur. Kenapa hal itu dapat terjadi? Air yang
jernih dapat juga mengandung kapur, namun apabila dilihat langsung dengan mata
tidak kelihatan. Ketika air dingin massa jenis air lebih kecil dan terpisah
dari kapur sehingga kapur yang memiliki massa jenis lebih besar akan turun ke
bawah dan mengendap.
Menganalisis
Benda Terapung, Melayang, Dan Tenggelam
Dengan
membandingkan massa jenis zat cair dan benda yang dicelupkan kedalamnya, kamu
dapat mengetahui benda-benda tersebut terapung melayang, atau tenggelam.
LATIHAN SOAL
1.
Zat adalah …
2.
Zat yang memiliki sifat bentuk dan volumenya tetap adalah zat …
3.
Zat yang mempunyai sifat bentuk berubah-ubah dan volumenya tetap
adalah zat …
4.
Gas mempunyai sifat mudah dimampatkan daripada zat padat ataupun
zat cair. Hal ini disebabkan karena
5.
Zat pada umumnya apabila didinginkan terjadi …
6.
Dalam kehidupan sehari-hari manfaat peristiwa kapilaritas
adalah….
7.
Perubahan wujud zat dari cair menjadi padat disebut …
8.
Contoh peristiwa perubahan wujud zat dari gas menjadi padat
adalah …
9.
Tinta dapat melekat pada buku tulis. Hal ini menunjukkan bahwa
….
10. Permukaan air dalam gelas tampak cekung sebab …
