Zat dan Wujudnya

ZAT DAN WUJUDNYA

A. Wujud Zat

Ketika kamu mengumpulkan sekelompok benda berdasarkan sifatnya, langkah yang dapat dilakukan diantaranya: amati karekteristik benda tersebut, catat persamaan dan perbedaannya, masukkan benda yang memiliki ciri sama dalam satu kelompok lalu berilah nama benda tersebut.

Zat disebut juga materi. Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan  menempati ruang. Sedangkan massa adalah ukuran yang menunjukkan jumlah materi suatu benda. 

Massa suatu materi tidak tidak dipengaruhi oleh gaya gravitasi Bumi. Oleh karena itu, massa suatu materi (benda) akan selalu tetap dimanapun tempatnya. Sebaliknya, berat materi akan berubah-ubah, tergantung pada tempatnya. Berat adalah ukuran yang menyatakan besarnya gaya gravitasi Bumi yang dialami oleh suatu materi. Materi yang mempunyai sifat-sifat tertentu yang khas disebut dengan zat.

Ditinjau dari wujudnya zat dibedakan menjadi tiga, yaitu:

1. Zat Padat, seperti kayu, tanah dan pasir.
2. Zat Cair, seperti air dan minyak.
3. Zat Gas, seperti udara.

·         Zat Padat

Ciri-ciri partikel zat padat, yaitu:

1. Bentuk dan volumenya selalu tetap
2. Susunan partikelnya teratur dan sangat berdekatan
3. Partikel tidak dapat bergerak bebas
4. Gaya tarik-menarik antar partikel sangat kuat.

·         Zat Cair

Ciri-ciri partikel zat cair, yaitu:

1. Bentuk berubah sesuai dengan wadahnya, tapi volumenya selalu tetap
2. Susunan partikelnya tidak teratur dan jarak antar partikel agak renggang
3. Partikel-partikelnya dapat bergerak agak bebas, sehingga dapat bergeser dari tempatnya, tetapi tidak lepas dari kelompoknya.
4. Gaya tarik-menarik antar partikelnya lebih lemah

·         Zat Gas

Ciri-ciri partikel gas, yaitu:

1.      Bentuk dan volumenya selalu berubah mengikuti wadah dan ruangannya

2.      Susunan partikelnya tidak terartur dan jarak antar partikel sangat berjauhan

3.      Gaya tarik-menarik antar partikelnya sangat lemah

4.    Menekan ke segala arah.

5.    Pergerakan antar partikel sangat bebas.

6.    Dapat memenuhi ruangan.

7.    Dapat dengan mudah ditekan/dipadatkan.

Untuk mempermudah mengetahui perbedaan ciri ketiga zat tersebut dapat dilihat pada tabel berikut :

Pembeda	Zat padat	Zat cair	Zat gas
Bentuk dan volume	Tetap	bentuk berubah, volume tetap	Berubah
Susunan partikel	rapat dan teratur	kurang rapat dan kurang teratur	tidak teratur
Jarak antar partikel	dekat	kurang dekat	berjauhan
Gaya tarik antar partikel	Kuat	kurang kuat	Lemah
Gerak	Terbatas	agak bebas	Bebas

Gambar : Susunan partikel zat padat, zat cair, dan gas

Partikel-partikel gas bergerak secara acak, dapat bertabrakan atau bertumbukan dan sangat cepat sehingga aroma kopi, aroma masakan, parfum dan bau-bauan lannya dapat kita rasakan walaupun jarak kita cukup jauh dengan sumber bau. Pergerakan partikel dari daerah yang partikelnya lebih banyak ke tempat yang lebih sedikit sampai keadaannya seimbang disebut dengan difusi. 

Difusi juga terjadi pada zat cair karena partikel zat cair dapat bergerak. Kejadian tersebut dapat kita lihat ketika kita mencelupkan teh celup kedalam segelas air.

Aroma dan bau-bauan masuk melalui rongga hidung atau nostril saat bernapas. Aroma dan bau-bauan kemudian masuk melalui rambut-rambut halus atau silia yang ada di ujung saraf pembau. Aroma dan bau-bauan itu melalui saraf disalurkan ke otak sehingga kita mengetahui bau tersebut.

Anjing sering dilatih oleh polisi untuk membantu menemukan obat-obatan terlarang atau seorang buronan karena anjing memiliki sel penciuman yang jumlahnya mencapai 220 juta sel reseptor penciuman, sedangkan manusia hanya memiliki 5 juta sel reseptor indera pembau.

Namun anjing bukanlah binatang yang memiliki indera penciuman paling tajam. Penelitian terakhir menunjukkan bahwa gajah Afrika adalah makhluk dengan gen penciuman terbanyak, yaitu 2000 gen, sedangkan manusia hanya memiliki 350 gen dan anjing 1100 gen.

B. Perubahan Wujud Zat

Diagram perubahan wujud

Gambar diagram perubahan wujud zat

Mencair, menguap, dan menyublim adalah perubahan wujud yang memerlukan kalor, sedangkan mengembun, menkristal, dan membeku adalah perubahan wujud yang melepas kalor.

Jenis Perubahan Wujud

Perubahan wujud zat digolongkan jadi enam peristiwa sebagai berikut :

·         Membeku

Peristiwa perubahan struktur dari cair menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Contoh peristiwa mencair yaitu air yang dimasukkan dalam fridge akan menjadi es batu, lilin cair yang didinginkan.

·         Mencair

Peristiwa perubahan struktur zat dari padat akhirnya menjadi cair. Dalam peristiwa indonesia zat memerlukan energi panas. Contoh peristiwa mencair adalah pada batu es yang berubah menjadi air, lilin yang dipanaskan.

·         Menguap

Peristiwa perubahan wujud zat dari cair berubah menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas. Contohnya air yang direbus jika dibiarkan lama-kelamaan akan habis, bensin yang dibiarkan berada pada kawasan terbuka lama-lama juga tetao habis berubah menjadi gas.

·         Mengembun

Peristiwa perubahan struktur dari gas menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Contoh mengembun adalah ketika kita menyimpan es batu pada sebuah gelas maka periode luar gelas akan basah, atau rumput di area pada pagi hari akhirnya menjadi basah padahal sore harinya tidak hujan

·         Menyublim

Peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas. Contoh menyublim adalah pada kapur barus (kamper) yang disimpan pada lemari pakaian lama-lama akan habis.

·         Mengkristal

Peristiwa perubahan struktur dari gas menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Contoh mengkristal adalah pada peristiwa berubahnya uap menjadi salju.

Titik leleh dan titik beku

Titik Leleh : Suhu pada saat suatu padatan berubah menjadi cairan

Titik Beku : Suhu pada saat suatu cairan berubah menjadi padatan

titik leleh dan titik beku suatu zat adalah sama. Untuk titik leleh dan titik beku air adalah 0°C

Titik Didih : Suhu ketika cairan mengalami proses mendidih, dilepaskan ke udara dalam bentuk gas. Titik didih air adalah 100°C

1.       Kohesi, adhesi, dan meniskus

Kohesi adalah gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang sejenis, sedangkan adhesi adalah gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang tidak sejenis. Meniskus  merupakan bentuk zat cair di dalam tabung, seperti tampak pada gambar berikut.

a.       Meniscus cekung terjadi karena gaya kohesi partikel-partikel air lebih kecil dibandingkan dengan gaya adhesi antara partikel-partikel air dengan partikel-partikel kaca.

b.      Meniscus cembung terjadi karena gaya kohesi antara partikel raksa lebih besar dibandingkan dengan gaya adhesi antara partikel-partikel raksa dengan partikel-partikel kaca.

2.       Kapilaritas

Kapilaritas ialah peristiwa naik atau turunnya suatu zat cair melalui celah sempit ataupun di dalam pipa kapiler.
Contohnya ialah :

• Akan Naiknya minyak tanah pada sumbu kompor
• Meresapnya air melalui spons maupun kain  dan kertas
• Naiknya air dari akar sampai dengan daun pada tanaman melalui pembuluh angkut.

C.  Massa Jenis Zat

Apersepsi

Amatilah tayangan video pada link Video tentang fenomena dua warna air laut Suramadu

Massa jenis  adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis setiap materi berbeda-beda, yang dapat dijadikan sebagai penanda suatu zat. Massa jenis suatu zat yang sama tetap sama, walaupun ukurannya berbdea.

1.       Menentukan Massa Jenis Suatu Benda

Perhatikan gambar berikut untuk membandingkan massa dari empat materi yang volumenya sama.

Dari gambar tersebut, kita dapat mengetahui materi mana yang paling rapat atau dengan kata lain yang massa jenisnya paling tinggi. Jika dibandingkan massa 1 kg besi dengan massa 1 kg kapas adalah sama, hanya saja akan dibutuhkan banyak sekali kapas agar dapat mencapai massa 1 kg, sementara besi hanya dibutuhkan sedikit, nah dengan demikian yang berbeda antara besi 1 kg dengan kapas 1 kg adalah volumenya.

 Massa jenis adalah massa yang dimiliki oleh suatu benda setiap satuan massa, maka secara matematis dapat ditulis :

Berikut adalah contoh soal untuk menentukan massa jenis suatu benda :

Massa benda        : m   = 2 kg = 2000 g

Volume benda     : V    = Panjang x lebar x tinggi

                                            = 5 cm x 4 cm x 2, 5 cm = 50 cm³

 Massa jenis           : ρ     =  = 2000 g / 50 cm³

                                            = 40 g/cm³

Contoh soal :

1.      Seorang anak menemukan sebuah logam seperti pada gambar, setelah ditimbang ternyata massa dan volumenya diperlihatkan pada alat ukur berikut :

    

Massa jenis logam tersebut adalah . . . .

A.  0,5435 kg/m³

B. 13,2 kg/m³

C. 543,5 kg/m³

D. 13.200 kg/m³

                      

 Sekilas info sains

Pada tahun 250 sebelum Masehi di kota Syacuse diperintahkan oleh seorang raja yang bernama Hiero. Raja Hiero ingin membuat suatu mahkota emas untuk dirinya. Ia sendiri yang menimbang emas murni lalu memerintahkan seorang pandai besi untuk membuatkannya mahkota yang hanya terbuat dari ema situ. Pandai besi membuat mahkota yang sangat indah dan raja Hiero mengenakan dengan penuh kepuasan. Namun ada beberapa orang disekitar raja yang mengatakan bahwa pandai besi itu sering bersikap curang sehingga perlu dicek lagi kandungan mahkota raja tersebut apakah seluruhnya mengandung emas murni.

Raja Hiero pun memanggil seorang ahli Matematika yang jenius bernama Archimedes untuk menyelidiki kandungan mahkotanya. Archimedes menyanggupi permintaan raja Hiero walaupun sangat sulit. Berhari-hari ia memikirkan cara menyelidiki hal ini. Pada suatu saat, Ketika mandi Archimedes mencelupkan dirinya ke bak yang penuh berisi air. Dia menyadari ada air yang tumpah keluar saat ia mencelupkan diri ke bak itu. Ia pun menemukan bahwa jumlah air yang tumpah sama dengan volume tubuhnya yang masuk dalam air. Karena sangat senang ia telah menemukan cara untuk menyelesaikan tugas raja. Karena sangat senang, ia pun keluar dari pemandian dan berteriak dalam bahasa Yunani, ‘’EUREKA! EUREKA! ‘’ dalam artinya adalah ‘’aku menemukannya’’

                                           

2.        Mengapung dan Tenggelam

Massa jenis benda > massa jenis cairan : benda tenggelam

Massa jenis benda < massa jenis cairan : benda mengapung

 Soal Latihan

1.      Perhatikan benda-benda pada gambar berikut!

Sifat ketiga benda pada gambar di atas yang benar adalah ... .

	Benda 1		Benda 2		Benda 3
	Volume	Bentuk	Volume	Bentuk	Volume	Bentuk
A B C D	tetap tetap tetap tetap	berubah tetap tetap tetap	Tetap berubah tetap berubah	Tetap tetap berubah berubah	berubah berubah berubah berubah	Berubah tetap berubah berubah

2.      Perhatikan gambar partikel zat dan uraian pada tabel berikut!

 

	P	Q	R
(1)	Gaya tarik partikelnya kuat	Gaya tarik partikelnya lemah	Gaya tarik partikelnya sangat lemah
(2)	Gerak partikelnya tidak bebas	Gerak partikelnya kurang bebas	Gerak partikelnya sangat bebas
(3)	Voume zat tidak menyesuaikan tempatnya	Voume zat tidak menyesuaikan tempatnya	Voume zat menyesuaikan tempatnya
(4)	Massa zat tetap	Massa zat tetap	Massa zat berubah menyesuaikan tempatnya

Hubungan antara gambar partikel dan keterangan pada tabel yang tepat ditunjukkan oleh nomor … .

A.    (1) dan (2)

B.     (1) dan (3)

C.     (2) dan (4)

D.    (3) dan (4)

3.     Ketika kita berada di dalam mobil saat hujan lebat, tiba-tiba kaca mobil penuh dengan embun sehingga mengganggu penglihatan pengemudi. Hal yang dapat dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan ….

A.     menurunkan suhu AC mobil agar uap air di dalam mobil tidak mengembun.

B.      menurunkan suhu AC mobil agar air di dalam mobil tidak menguap

C.      menaikkan suhu AC mobil agar air di permukaan kaca berubah menjadi uap

D.     menaikkan suhu AC mobil agar uap air dari luar mobil tidak masuk ke dalam

4.      Perhatikan gambar perubahan wujud zat berikut!
     

Perubahan wujud zat yang membutuhkan energi ditunjukkan oleh ....

A.      X dan  Y

B.      X dan Z

C.       Y dan Z

D.      Y saja

5.      Perhatikan gambar es yang mencair berikut!

 

Kejadian dan penjelasan yang benar berdasarkan gambar tersebut adalah pada saat menerima kalor, es akan mencair. Volume dan massa jenis air dan es pada saat mencair yang benar adalah ....

A.         massa jenis es > air, pada saat esmencair terjadi pemuaian volume

B.          massa jenis es < air, pada saat esmencair terjadi penyusutan volume

C.          massa jenis es > air, pada saat esmencair terjadi penyusutan volume

D.         massa jenis es < air, pada saat esmencair terjadi pemuaian volume

6.      Perhatikan gambar berikut!

Apabila sebagian es mencair, keadaan yang terjadi adalah ....

A.   sisa es akan tenggelam di dasar gelas, massa jenis es > dari pada massa jenis air

B.    sisa es akan tenggelam di dasar gelas, massa jenis es < dari pada massa jenis air

C.    sisa es akan mengapung dipermukaan air, massa jenis es > dari pada massa jenis air

D.   sisa es akan mengapung dipermukaan air, massa jenis es < dari pada massa jenis air.

7.      Air akan naik lebih tinggi di dalam pipa kapiler dibandingkan di dalam pipa dengan lebar lubang yang relative besar. Hal ini disebabkan ….

A.    kohesi lebih besar dari pada adhesi

B.     adhesi lebih besar dari pada kohesi

C.     kohesi dan adhesi sama kuat

D.    tidak adanya adhesi

8.      Perhatikan gambar berikut!

Massa jenis balok tersebut adalah….

A. 2,7 kg/m³                   

B.  2,8 g/cm³.                   

C.  2.700 kg/m³                

D. 2.800 g/cm³

9.      Seorang anak menemukan suatu logam M di jalan. Kemudian ia menimbang massa dan mengukur volume benda tersebut seperti pada gambar berikut

Benda	Massa jenis (kg/m3)
Aluminium	2 700
Seng	7 140
Besi	7 900
Kuningan	8 400

Berdasarkan hasil pengukuran dan tabel massa jenis benda, maka jenis logam M tersebut adalah . ...

A.    kuningan

B.     seng

C.     besi

D.    aluminium

10.  Perhatikan tabel pengukuran massa dan volume berikut ini!

Posisi yang benar dari benda-benda tersebut ketika dimasukkan ke dalam zat cair (massa jenis zat cair 1 g/cm³) adalah ....

SOAL ONLINE

Share this post