Materi
A.
MATERI
a.
Pengertian materi
Materi disebut juga zat
adalah sesuatu yang memiliki massa, volume dan sifat-sifat.
b.
Wujud materi
Menurut wujudnya materi
dikelompokkan menjadi tiga yaitu : padat, cair dan gas.
Materi yang tergolong dalam wujud gas, misalnya : udara,
gas bumi, gas elpiji, uap air, gas kapur, kapur barus.
Materi dalam wujud cair misalnya : air, minyak goreng,
alkohol, bensin, solar, larutan gula, air laut.
Materi dalam wujud
padat misalnya : baja, batu dan kapur.
c.
Sifat Materi
Jenis materi dikenal berdasarkan sifat-sifatnya dan
dibedakan menjadi dua macam, yaitu sifat kimia dan sifat fisika
1. Sifat fisika : Yaitu
sifat materi yang berkaitan dengan peristiwa fisika,
misalnya : massa jenis,
titik didih, titik lebur, kalor lebur, rasa, warna, dan bau
Contoh : – Hidrogen
sulfida, zat yang tidak dapat dilihat, karena tidak dapat dilihat tetapi
dikenal dengan baunya.
- Air massa jenisnya 1
gram siap dan titik didihnya 100oC
- Besi melebur pada
1500oC
2. Sifat Kimia : Sifat
kimia adalah sifat suatu materi yang berkaitan dengan
peristiwa kimia yang
meliputi
2.1. Keterbakaran :
Tingkat kemudahan suatu materi dapat terbakar,
misalnya :
- Asbes, besi,
aluminium, air tidak bisa terbakar
- Minyak lebih mudah
terbakar dari pada kayu
2.2. Kereaktipan :
Mudah atau tidaknya suatu materi bereaksi, misalnya
tingkat keterbakaran,
inisasi, peruraian dan pembentukan.
Misalnya : – Zat-zat
yang dapat terionisasi soda abu (kostik soda), asam sulfat, asam clorida, garam
dapur, kalium sulfat.
- Zat-zat yang dapat
terurai
- Batu kapur dipanasi
terurai menjadi kapur tohor
(kapur sirih dan gas
karbon dioksida).
- Mercuri oksida
dipanasi menjadi logam mercuri dan gas oksigen.
3. Perubahan Materi
Materi dapat mengalami perubahan jika dipengaruhi oleh
energi kalor, listrik atau kimia perubahan materi dibedakan dalam dua macam
yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia
a. Perubahan fisika :
Suatu materi mengalami perubahan fisika, jika jenisnya
tidak berubah, meskipun sifat-sifat fisikanya mengalami perubahan.
Misalnya : Es jika
dipanasi berubah air selanjutnya menjadi uap.
Dalam peristiwa ini terjadi perubahan wujud, yaitu pada
menjadi cair akhirnya menjadi, tetapi jenis zat tetap yaitu air.
b. Perubahan Kimia
Suatu materi mengalami
perubahan kimia jika jenis zat berubah
Perubahan kimia disebut
juga reaksi kimia atau reaksi
Misalnya :
1. Batu kapur dipanasi
menjadi kapur sohor dan karbon dioksida.
Batu kapur, kapur sohor
dan karbon dioksida tiga zat yang berbeda
Pada peristiwa ini zat
sebelum dan sesudah reaksi jenisnya berbeda
2. Kertas dibakar, zat
yang terjadi sesudah pembakaran, abu, asap disertai energi kalor dan cahaya.
Zat sebelum dibakar
kertas, zat setelah dibakar abu dan asap yang berbeda jenisnya dengan zat
sebelum dibakar yaitu kertas.
Klasifikasi materi
Zat-zat yang kita temukan di alam semesta ini hanya ada dua
kemungkinan, yaitu adalah zat tunggal dan campuran
· Zat
tunggal
Zat tunggal adalah materi yang memiliki susunan partikel
yang tidak mudah dirubah dan memilik komposisi yang tetap. Zat tunggal dapat
diklasifikasikan sebagai unsur dan senyawa. Zat tunggal berupa unsur
didefinisikan sebagai zat yang tidak dapat diuraikan menjadi zat lain yang
lebih sederhana. Unsur besi tidak bisa diuraikan menjadi zat lain, jika ukuran
besi ini diperkecil, maka suatu saat akan didapatkan bagian terkecil yang tidak
dapat dibagi lagi dan disebut dengan atom besi.
Unsur di alam dapat dibagi menjadi dua bagian besar yaitu
unsur logam dan bukan logam (bukan logam).
Unsur logam umumnya berbentuk padat kecuali unsur air raksa
atau mercury (Hg), menghantarkan arus listrik dan panas. Logam permukaannya
mengkilat dapat ditempa menjadi plat ataupun kawat. Saat ini kita lebih
mengenal dengan nama aliasnya, seperti unsur Ferum dengan lambang Fe yang kita
kenal dengan Besi. Aurum dengan lambang Au adalah unsur Emas, dan Argentum (Ag)
untuk unsur Perak.
Unsur bukan logam memilki sifat yang berbeda seperti; tidak
dapat menghantarkan arus listrik, panas dan bersifat sebagai isolator.
Permukaan atau penampang unsurnya tidak mengkilat kecuali unsur Karbon. Wujud
unsur ini berupa gas, sehingga tidak dapat ditempa. Secara umum unsur bukan
logam juga sudah kita kenal, seperti Oksigen dengan lambang O, Nitrogen dengan
lambang N, dan unsur Sulfur dengan lambng S, dalam istilah kita adalah
Belerang.
Zat tunggal berupa senyawa didefinisikan sebagai zat yang
dibentuk dari berbagai jenis unsur yang saling terikat secara kimia dan
memiliki komposisi yang tetap. Senyawa terdiri dari beberapa unsur, maka
senyawa dapat diuraikan menjadi unsur-unsurnya dengan proses tertentu.
Contoh senyawa yang paling mudah kita kenal adalah air. Senyawa air diberi
lambang H2O. Senyawa air terbentuk oleh dua jenis unsur yaitu unsur Hidrogen
(H) dan unsur Oksigen (O), dengan komposisi 2 unsur H dan satu unsur O.
Gambar 1.11 menjelaskan perbedaan unsur dan senyawa.
Di alam senyawa dapat dikelompokkan menjadi dua bagian
yaitu senyawa Organik dan senyawa Anorganik, pengelompokkan didasari pada
unsur-unsur pembentuknya
Senyawa Organik didefinisikan sebagai senyawa yang dibangun
oleh unsur karbon sebagai kerangka utamanya. Senyawa-senyawa ini umumnya
berasal dari makhluk hidup atau yang terbentuk oleh makhluk hidup (organisme).
Senyawa ini mudah kita jumpai seperti ureum atau ure
terdapat pada air seni (urin). Gula pasir atau sakarosa yang banyak terdapat
didalam tebu dan alkohol merupakan hasil fermentasi dari lautan gula.
Senyawa Anorganik adalah senyawa-senyawa yang tidak disusun
dari atom karbon, umumnya senyawa ini ditemukan di alam, beberapa contoh
senyawa ini seperti garam dapur (Natrium klorida) dengan lambang NaCl,
alumunium hdroksida yang dijumpai pada obat maagh, memiliki lambang Al(OH)3.
Demikian juga dengan gas yang terlibat dalam proses respirasi yaitu gas oksigen
dengan lambang O 2 dan gas karbon dioksida dengan lambang CO2. Asam juga
merupakan salah satu senyawa anorganik yang mudah kita kenal misalnya asam
nitrat (HNO3), asam klorida (HCl) dan lainnya.
· Campuran
Campuran adalah materi yang disusun oleh beberapa zat
tunggal baik berupa unsur atau senyawa dengan komposisi yang tidak tetap. Dalam
campuran sifat dari materi penyusunnya tidak berubah.
Contoh sederhana dari
campuran dapat kita jumpai di dapur misalnya saus tomat. Campuran ini
mengandung karbohidrat, protein, vitamin C dan masih banyak zat zat lainnya. Sifat
karbohidrat, protein dan vitamin C tidak berubah.
Campuran dapat kita bagi menjadi dua jenis, yaitu campuran
homogen dan campuran heterogen. Campuran homogen adalah campuran serba sama
yang materi-materi penyusunnya berinteraksi, namun tidak membentuk zat baru.
Untuk lebih jelasnya kita perhatikan contohnya larutan gula dalam sebuah gelas
Larutan ini merupakan campuran air dengan gula, jika kita
coba rasakan, maka rasa larutan diseluruh bagian gelas adalah sama manisnya,
baik yang dipermukaan ditengah maupun dibagian bawah. Campuran homogen yang
memiliki pelarut air sering disebut juga dengan larutan.
Campuran homogen dapat pula berbentuk sebagai campuran
antara logam dengan logam, seperti emas 23 karat merupakan campuran antara
logam emas dan perak. Kedua logam tersebut memadu sehingga tidak tampak lagi
bagian emas atau bagian peraknya. Campuran logam lain seperti perunggu, alloy,
amalgam dan lain sebagainya.
Campuran heterogen adalah campuran serbaneka, dimana
materi-materi penyusunnya tidak berinteraksi, sehingga kita dapat mengamati
dengan jelas dari materi penyusun campuran tersebut.
Campuran heterogen tidak memerlukan komposisi yang tetap
seperti halnya senyawa, jika kita mencampurkan dua materi atau lebih maka akan
terjadi campuran. Contoh yang paling mudah kita amati dan kita lakukan adalah
mencampur minyak dengan air, kita dapat menentukan bagian minyak dan bagian air
dengan indera mata kita. Perhatikan pula susu campuran yang kompleks, terdiri
dari berbagai macam zat seperti protein, karbohidrat, lemak, vitamin C dan E
dan mineral
Pengenalan
Unsur dan Sistem Periodik Unsur
Unsur adalah zat murni yang dapat
diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa.
Penulisan lambang unsur mengikuti aturan sebagai berikut:
1.
Lambang unsur diambil dari singkatan
nama unsur. Beberapa lambang unsur berasal dari bahasa Latin atau Yunani nama
unsur tersebut. Misalnya Fe dari kata ferrum (bahasa latin)
sebagai lambang unsur besi.
2.
Lambang unsur ditulis dengan satu huruf
kapital.
3.
Untuk Unsur yang dilambangkan dengan
lebih dengan satu huruf, huruf pertama lambang ditulis dengan huruf kapital dan
huruf kedua/ketiga ditulis dengan huruf kecil.
4.
Unsur-unsur yang memiliki nama dengan
huruf pertama sama maka huruf pertama lambang unsur diambil dari huruf pertama
nama unsur dan huruf kedua diambil dari huruf lain yang terdapat pada nama
unsur tersebut. Misalnya, Ra untuk radium dan Rn untuk radon.
Pada suhu kamar (25 C) unsur dapat berwujud Padat,
Cair,dan Gas, secara umum unsur terbagi menjadi dua kelompok yaitu:
· Unsur
Logam: umumnya unsur logam diberi nama akhiran ium.
Umumnya logam ini memiliki titik didih tinggi, mengilap, dapat
dibengkokan , dan dapt menghantarkan panas atau arus listrik.
· Unsur
Non Logam: umumnya memiliki titik didih rendah, tidak
mengkilap,kadang-kadang rapuh tak dapat dibengkokkan dan sukar menghantarkan
panas atau arus listrik.
Senyawa adalah zat yang terbentuk dari
penggabungan unsur-unsur dengan pembagian tertentu. Senyawa dihasilkan dari
reaksi kimia antara dua unsur atau lebih melalui reaksi pembentukan. Misalnya,
karat besi (hematit) berupa Fe2O3 dihasilkan oleh reaksi besi (Fe) dengan
oksigen (O). Senyawa dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui
reaksi penguraian.
Senyawa mempunyai sifat yang berbeda dengan unsur-unsur
pembentuknya. Senyawa hanya dapt diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya
melalui reaksi kimia. Pada kondisi yang sama, senyawa dapat memiliki wujud
berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Sifat fisika dan kimia senyawa berbeda
dengan unsur-unsur pembentuknya. Misalnya reaksi antara gas hidrogen dan gas
oksigen membentuk senyawa air yang berwujud cair.
Campuran adalah gabungan dari
dua zat atau lebih yang hasil penggabungan nya masih mempunyai sifat yang sama
dengan zat aslinya. Misalnya, campuran antara air dan gula menghasilkan cairan
yang berasa manis.
Campuran dapat berupa gabungan unsur, senyawa, atau
keduanya. Campuran Homogen memiliki komposisi maupun wujud yang seragam.
Misalnya air gula dan santan. Sebaliknya campuran heterogen memiliki komposisi
yang tidak seragam. Misalnya, campuran antara air dan pasir. Campuran dapat
dipisahikan menjadi zat-zat penyusun berdasarkan perbedaan sifat zat-zat
penyusunnya, misalnya dengan penyaringan.
Penulisan unsur dipermudah dengan adanya lambang unsur.
Bagaimana mempermudah penulisan susunan senyawa? Caranya dengan menggunakan rumus
kimia, yaitu gabungan lambang unsur sesuai unsur yang menyusun senyawa.
Misalnya, lambang unsur natrium adalah Na dan lambang unsur
klorin adalah Cl. Jika natrium direaksikan dengan klorin akan menghasilkan
senyawa natrium klorida dengan rumus kimia NaCl. Nama umum NaCl
ialah garam dapur.
Sistem periodik unsur modern disusun berdasarkan kenaikan
nomor atom dan kemiripan sifat. Lajur horizontal, yang selanjutnya disebut
periode, disusun menurut kenaikan nomor atom, sedangkan lajur vertikal, yang
selanjutnya disebut golongan, disusun menurut kemiripan sifat.
Unsur segolongan bukannya mempunyai sifat yang sama,
melainkan mempunyai kemiripan sifat. Setiap unsur memiliki sifat khas yang
membedakannya dari unsur lainnya. Unsur-unsur dalam sistem periodik dibagi
menjadi dua bagian besar, yaitu unsur-unsur yang menempati golongan A yang
disebut unsur golongan utama, dan unsur-unsur yang menempati golongan B yang
disebut unsur transisi (James E. Brady, 1990).
Sistem periodik unsur modern yang disebut juga sistem
periodik bentuk panjang, terdiri atas 7 periode dan 8 golongan. Periode 1, 2,
dan 3 disebut periode pendek karena berisi sedikit unsur, sedangkan periode
lainnya disebut periode panjang. Golongan terbagi atas golongan A dan golongan
B. Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan golongan B disebut
golongan transisi. Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA.
Golongan B mulai terdapat pada periode 4.
Dalam sistem periodik unsur yang terbaru, golongan ditandai dengan golongan 1 sampai dengan golongan 18 secara berurutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini, maka unsur transisi terletak pada golongan 3 sampai dengan golongan 12.
Dalam sistem periodik unsur yang terbaru, golongan ditandai dengan golongan 1 sampai dengan golongan 18 secara berurutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini, maka unsur transisi terletak pada golongan 3 sampai dengan golongan 12.
a. Periode
Sistem periodik unsur modern mempunyai 7 periode. Unsur-unsur
yang mempunyai jumlah kulit yang sama pada konfigurasi elektronnya, terletak
pada periode yang sama.
Nomor Periode = Jumlah
Kulit
b. Golongan
Sistem periodik unsur
modern mempunyai 8 golongan utama (A).
Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai elektron
valensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, maka
unsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama (golongan
utama/A).
Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai elektron
valensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, maka
unsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama (golongan
utama/A).
Nomor Golongan = Jumlah
Elektron Valensi
Energi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha).
Satuan energi menurut Satuan Internasional (SI) adalah joule, satuan energi
yang lain: erg, kalori, dan kWh. Satuan kWh biasa digunakan untuk menyatakan
energi listrik, dan kalori biasanya untuk energi kimia.
Konversi satuan energi:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 joule = 1 watt sekon
1 kWh = 3.600.000 joule
Konversi satuan energi:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 joule = 1 watt sekon
1 kWh = 3.600.000 joule
Beberapa bentuk energi
antara lain:
- Energi kimia adalah energi yang terkandung dalam zat, misal makanan, bahan bakar atau aki.
- Energi listrik, berasal dari arus listrik.
- Energi cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, misal yang dipancarkan dari matahari atau lampu pijar.
- Energi bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, misal gitar yang dipetik atau bel listrik.
- Energi nuklir berasal dari reaksi pembelahan atom (reaksi fisi) atau penggabungan atom (reaksi fusi).
- Energi mekanik dimiliki benda karena sifat geraknya, misal air terjun.
- Energi kimia adalah energi yang terkandung dalam zat, misal makanan, bahan bakar atau aki.
- Energi listrik, berasal dari arus listrik.
- Energi cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, misal yang dipancarkan dari matahari atau lampu pijar.
- Energi bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, misal gitar yang dipetik atau bel listrik.
- Energi nuklir berasal dari reaksi pembelahan atom (reaksi fisi) atau penggabungan atom (reaksi fusi).
- Energi mekanik dimiliki benda karena sifat geraknya, misal air terjun.
Hukum kekekalan energi “Energi tidak dapat diciptakan dan
tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk
yang lain”
ENERGI MEKANIK
Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda
karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi
kinetik.
Secara matematis dapat dituliuskan :
Em = Ep + Ek
dimana Em = Energi Mekanik
Secara matematis dapat dituliuskan :
Em = Ep + Ek
dimana Em = Energi Mekanik
Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan.
Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika massa batu lebih besar maka energi yang dimiliki juga lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini disebut energi potensial bumi.
Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:
Ep = m.g.h
dimana :
Ep = Energi potensial
m = massa benda
g = gaya gravitasi
h = tinggi benda
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan.
Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika massa batu lebih besar maka energi yang dimiliki juga lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini disebut energi potensial bumi.
Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:
Ep = m.g.h
dimana :
Ep = Energi potensial
m = massa benda
g = gaya gravitasi
h = tinggi benda
Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.
Secara matematis dapat dirumuskan:
Ek = 1/2 ( m.v2 )
dimana :
Ek = Energi kinetik
m = massa benda
v = kecepatan benda
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.
Secara matematis dapat dirumuskan:
Ek = 1/2 ( m.v2 )
dimana :
Ek = Energi kinetik
m = massa benda
v = kecepatan benda
Sifat
Fisika, Cabang-cabang Fisika, dan Hubunan Dengan Ilmu Lain
A.
Sifat Fisika
·
Sifat fisika merupakan sifat materi yang
dapat dilihat secara langsung dengan indra.
·
Sifat fisika adalah perubahan yang
dialami suatu benda tanpa membentuk zat baru
·
Sifat fisika diantaranya adalah : wujud
zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, massa jenis, kekerasan, kelarutan,
kekeruhan dan kekentalan.
1. Wujud Zat
Wujud zat terbagi atas zat padat, cair, dan gas.
·
Zat
Padat
Zat padat mempunyai sifat bentuk dan volumenya tetap. Bentuk yang
tetap dikarenakan partikel-partikel pada zat padat saling berdekatan (rapat),
tersusun teratur dan mempunyai gaya tarik antar partikel yang sangat kuat.
volumenya tetap dikarenakanbpartikel pada zat padat dapat bergerak dan berputar
pada kedudukannya saja.
·
Zat
Cair
Zat cair mempunyai sifat bentuk yang berubah-ubah dan volumenya
tetap. Bentuknya yang berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat cair
berdekatan tetapi renggang, tersusun teratur, dan gaya tarik antar partikel
agak lemah. Volumenya tetap dikarenakan partikel pada zat cair mudah berpindah,
tetapi tidak dapat meninggalkan kelompoknya.
·
Zat
Gas
Zat gas mempunyai sifat bentuk dan volume yang berubah-ubah.
Bentuknya berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat gas berjauhan,
tersusun tidak teratur, dan gaya tarik antar partikel sangat lemah. Volumenya
berubah-ubah karena partikel pada zat gas dapat bergerak bebas meninggalkan
kelompoknya.
2. Kekeruhan (Turbidity)
Kekeruhan terjadi pada zat cair. Kekeruhan cairan disebabkan
adanya partikel suspensi yang halus. Jika sinar cahaya dilewatkan pada cairan
yang keruh, maka intensitasnya akan berkurang karena dihamburkan. Hal ini
bergantung pada konsentrasinya. Alat untuk mengetahui intensitas cahaya pada
zat cair yang keruh atau untuk mengukur tingkat kekeruhan disebut turbidimetry.
3. Kekentalan (Viskositas)
Kekentalan adalah ukuran
ketahanan zat cair untuk mengalir. Untuk mengetahui kekuatan mengalir (flow
rate) zat cair, digunakan alat viskometer. Flow
rate digunakan untuk menghitung indeks viskositas. Viskositas cairan
terjadi karena gesekan molekul-molekul.
Viskositas juga sangat
dipengaruhi oleh struktur molekul cairan. Jika struktur molekulnya kecil dan
sederhana maka molekul tersebut dapat bergerak cepat, contohnya air. Dan
sebaliknya, jika molekulnya besar dan saling bertautan, maka zat tersebut akan
bergerak sangat lambat, contohnya oli. Molekul-molekul cairan yang bergerak
cepat, dikatakan memiliki viskositas/kekentalan rendah, sedangkan apabila
molekul cairan bergerak lambat, maka dikatakan memiliki viskositas/kekentalan
yang tinggi.
4. Titik Didih
Titik didih merupakan suhu ketika suatu zat mendidih. Mendidih
berbeda dengan menguap, Mendidih terjadi pada suhu tertentu yaitu pada titik
didih, sedangkan menguap terjadi pada suhu berapa saja di bawah titik didih.
Contohnya, pada saat kita menjemur pakaian, maka airnya menguap bukan mendidih,
sedangkan apabila kita memanaskan air di kompor hanya pada titik suhu tertentu
air tersebut dapat mendidih. titik didih berbagai zat berbeda, bergantung pada
struktur dan sifat bahan.
5. Titik Leleh
Titik leleh merupakan suhu
ketika zat padat berubah menjadi zat cair. Misalnya garam dapur jika dipanaskan
akan meleleh menjadi cairan. Perubahan ini dipengaruhi oleh struktur kristal
pada zat tersebut. Zat cair dan zat gas juga memiliki titik leleh, tetapi
perubahannya tidak dapat diamati pada suhu kamar.
6. Kelarutan
Larutan merupakan campuran
homogen yang terdiri dari dua komponen, yaitu pelarut dan terlarut. Pelarut
merupakan zat yang melarutkan, dan biasanya jumlahnya lebih banyak, sedangkan
zat terlarut adalah zat yang dilarutkan, biasanya dengan jumlah yang lebih
sedikit. Kelarutan dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya sebagai
berikut :
a) Suhu
Pada saat kita melarutkan kopi dan gula, akan lebih cepat larut
dalam air panas dibandingkan dengan air dingin. Mengapa demikian? Kenaikan suhu
menyebabkan energi kinetik partikel zat bertambah sehingga partikel pada suhu
yang tinggi akan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan suhu yang rendah.
Kondisi ini menyebabkan terjadinya tumbukan antara partikel zat pelarut dengan
partikel zat terlarut.
b) Volume Pelarut
Pada saat kita melarutkan 2 sendok gula kedalam 100 mL air,
dan 2 sendok gula kedalam 500 mL air, maka gula tersebut akan lebih cepat larut
dalam 500 mL air, mengapa demikian?. Semakin besar volume pelarut, maka jumlah
partikel pelarut akan semakin banyak. kondisi ini memungkinkan lebih banyak
terjadinya tumbukan antara zat pelarut dengan zat terlarut, sehingga zat padat
pada umumnya akan lebih cepat larut.
c) Ukuran Zat Terlarut
Apabila kita melarutkan 2 sendok gula pasir kedalam 100 mL
air, dan 1 sendok gula batu kedalam 100 mL air, mengapa yang lebih cepat larut
adalah 2 sendok gula pasir?. Hal ini karena gula pasir halus memiliki ukuran
partikel yang lebih kecil sehingga memiliki permukaan sentuh yang lebih luas
dibandingkan gula batu. Jadi, makin kecil ukuran zat terlarut, makin besar
kelarutan zat tersebut.
d) Jenis zat terlarut
e) Jenis Pelarut
B.
Cabang-Cabang Ilmu Fisika
Cabang-Cabang
ilmu fisika sangat banyak, antara lain adalah :
1.
Mekanika adalah cabang
ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak. Mekanika klasik terbagi atas dua
bagian, yaitu Kinematika dan Dinamika.
·
Kinematika
membahas bagaimana suatu objek dapat bergerak tanpa menyelidiki sebab-sebab apa
yang menyebabkan suatu objek dapat bergerak
·
Dinamika
mempelajari bagaimana suatu objek dapat bergerak dengan menyelidiki
penyebabnya.
2.
Mekanika Kuantum
adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom
dan subatom.
3.
Mekanika Fluida
adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang fluida (dapat berupa cairan
dan gas)
Yang berkaitan dengan Listrik dan Magnet :
4.
Elektronika
adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan
cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam satu alat
seperti komputer, peralatan elektronik, semikonduktor, dan lain-lain.
5.
Teknik Elektro atau
Teknik Listrik adalah salah satu bidang ilmu teknik mengenai aplikasi listrik
untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.
6.
Elektrostatis
adalah ilmu yang mempelajari tentang listrik statis
7.
Elektrodinamis
adalah ilmu yang mempelajari tentang listrik dinamis
8.
Bioelektromagnetik
adalah disiplin ilmu yang mempelajari tentang fenomena listrik, magnetik, dan
elektromagnetik yang muncul pada jaringan makhluk hidup
9.
Termodinamika
adalah kajian tentang energi atau panas yang berpindah
10. Fisika
Inti adalah ilmu fisika yang mengkaji atom/bagian-bagian
atom
11. Fisika
Gelombang adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang
gelombang
12. Fisika
Optik (Geometri) adalah ilmu fisika yang mempelajari
tentang cahaya
13. Kosmografi/Astronomi
adalah
ilmu yang mempelajari tentang berbintangan dan benda-benda angkasa
14.
Fisika Kedokteran (Fisika Medis)
membahas bagaimana penggunaan ilmu fisika dalam bidang kedokteran (medis),
diantaranya :
·
Biomekanika
meliputi gaya dan hukum fluida dalam tubuh
·
Bioakuistik
(bunyi dan efeknya pada sel hidup/ manusia)
·
Biooptik
(mata dan penggunaan alat optik)
·
Biolistrik
(sistem listrik pada sel hidup terutama pada jantung manusia)
15. Fisika
Radiasi adalah ilmu fisika yang mempelajari setiap proses di
mana energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap
oleh benda lain.
16.
Fisika lingkungan
adalah ilmu yang mempelajari kaitan fenomena fisika dengan lingkungan. beberapa
di antaranya antara lain :
·
Fisika tanah dalam/Bumi
·
Fisika tanah permukaan
·
Fisika udara
·
Hidrologi
·
Fisika gempa (seismografi fisik)
·
Fisika laut (oseanografi fisik)
·
Meteorologi
·
Fisika awan
·
Fisika Atmosfer
17.
Geofisika
adalah perpaduan antara ilmu fisika, geografi, kimia, dan matematika. Dari segi
Fisika yang dipelajari adalah :
·
Ilmu gempa atau Seismologi
yang mempelajari tentang gempa
·
Magnet bumi
·
Gravitasi
termasuk pasang surut dan anomali gravitasi bumi
·
Geo-Elektro
(aspek listrik bumi), dll
selain yang diuraikan di atas, seiring
perkembangan zaman, ilmu fisika telah menjadi bagian dari segi kehidupan
misalnya :
·
Ekonomifisika yang
merupakan aplikasi fisika dalam bidang ekonomi
·
Fisika Komputasi
adalah solusi persamaan-persamaan Fisika- Matematik dengan menggunakan, dan
lain-lain yang mengakibatkan Fisika itu selalu ada dalam berbagai aspek.
C. Hubungan Fisika dengan Ilmu Pengetahuan Lain
Fisika merupakan ilmu yang sangat
fundamental diantara semua Ilmu Pengetahuan Alam. Misalnya saja pada Kimia,
susunan molekul dan cara-cara praktis dalam mengubah molekul tertentu menjadi
yang lain menggunakan metode penerapan hukum-hukum Fisika. Biologi juga harus
bersandar ketat pada ilmu fisika dan kimia untuk menerangkan proses-proses yang
berlangsung pada makhluk hidup.
Tujuan mempelajari Ilmu Fisika adalah
agar kita dapat mengetahui bagian-bagian dasar dari benda dan mengerti
interaksi antara benda-benda, serta mampu menjelaskan mengenai
fenomena-fenomena alam yang terjadi. Walaupun fisika terbagi atas beberapa
bidang, hukum fisika berlaku universal. Tinjauan suatu fenomena dari bidang
fisika tertentu akan memperoleh hasil yang sama apabila di tinjau dari bidang
fisika lain.
Selain itu, konsep-konsep dasar fisika
tidak saja mendukung perkembangan fisika itu sendiri, tetapi juga mendukung
perkembangan ilmu lain dan teknologi. Ilmu fisika menunjang riset murni maupun
terapan. Ahli-ahli geologi dalam risetnya menggunakan metode-metode gravimetri,
akustik, listrik dan mekanika. peralatan modern di rumah-rumah sakit menerapkan
prinsip ilmu fisika dan Ahli-ahli astronomi memerlukan optik spektografi dan
teknik radio.
Pengukuran,
Besaran dan Dimensi
PENGUKURAN
Pengukuran
adalah membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain sebagai patokan. Dalam
pengukuran, terdapat 2 faktor utama, yaitu perbandingan dan patokan (standar).
Sebagai contoh, Adi dan Budi ingin mengukur panjang meja dengan menggunakan
jengkal tangan. Kita bandingkan hasil pengukuran meja menggunakan tangan Adi,
dengan tangan Budi. Ternyata, hasil pengukuran meja denga tangan Adi sebesar 25
jengkal, sedangkan tangan Budi sebesar 30 jengkal. Dengan demikian, pengukuran
juga dapat didefinisikan suatu proses membandingkan suatu besaran dengan
besaran lain (sejenis) yang dipakai sebagai satuan (pembanding dalam
pengukuran).
Pengukuran
dapat dilakukan dengan 2 cara :
1)
Pengukuran Langsung
Suatu pengukuran dengan menggunakan alat
ukur dan langsung memberikan hasilnya.
Contoh : pengukuran panjang meja
2)
Pengukuran Tidak Langsung
Suatu pengukuran dengan menggunakan
cara dan perhitungan terlebih dahulu, baru memberikan hasilnya.
Contoh : Pengukuran Benda-Benda kuno
Pengukuran
Berdasarkan Sistem Metrik dan SI
Setelah abad ke-17, para ilmuwan
menggunakan sistem pengukuran yang pada awalnya disebut sistem pengukuran
metrik. Sistem ini merupakan satuan yang dahulu dipakai dalam dunia
pendidikan dan pengetahuan. Sistem metrik dikelompokkan menjadi Sistem
Metrik Besar atau MKS (Meter Kilogram Second), yang pada tahun 1960
satuan ini dipergunakan dan diresmikan menjadi Sistem Internasional (SI) atau
biasa disebut dengan Sistem Metrik Kecil atau CGS (Centimeter
Gram Second).
Sistem Metrik diusulkan menjadi SI, karena
satuan-satuan dalam sistem ini dihubungkan dengan bilangan pokok 10, sehingga
lebih memudahkan penggunaannya. Berikut akan adalah tabel awalan sistem metrik
yang digunakan dalam SI.
 |
awalan
satuan metrik dalam besaran panjang
|
a)
Sistem Internasional untuk Panjang
Hasil pengukuran besaran panjang
biasanya dinyatakan dalam satuan meter, centimeter, milimeter atau kilometer.
Satuan Besaran dalam sistem SI adalah Meter. Pada mulanya satu
meter ditetapkan sama dengan panjang sepersepuluh juta (1/10000000) dari jarak
kutub utara ke khatulistiwa melalui Paris. Kemudian dibuatlah batang meter
standar dari campuran Platina-Iridium. Satu meter didefinisikan sebagai jarak
dua goresan pada batang ketika bersuhu 0ºC.
Namun, batang meter standar dapat
berubah dan rusak karena dipengaruhi oleh suhu, serta menimbulkan
kesulitan dalam menentukan ketelitian pengukuran. Oleh karena itu, pada tahun
1960 definisi satu meter diubah. Satu meter didefinisikan sebagai jarak
1650763,72 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom gas
krypton-86 dalam ruang hampa pada suatu lucutan listrik.
Pada Tahun 1983, Konferensi
Internasional tentang timbangan dan ukuran memutuskan bahwa satu meter
merupakan jarak yang ditempuh cahaya pada selang waktu 1/299792458 sekon.
Penggunaan kecepatan cahaya ini, karena nilainya dianggap selalu konstan.
b)
Sistem Internasional untuk Massa
Besaran massa dalam satuan SI
dinyatakan dalam satuan kilogram (Kg). Pada mulanya, para ahli mendefinisikan
satu kilogram sebagai massa sebuah silinder yang terbuat dari bahan campuran
Platina dan Iridium yang disimpan di Sevres, dekat Paris. Untuk mendapatkan
ketelitian yang lebih baik, massa satu kilogram didefinisikan sebagai massa
satu liter air murni pada suhu 4oC.
c)
Sistem Internasional untuk Waktu
Besaran waktu dinyatakan dalam satuan
detik atau sekon dalam SI. Pada awalnya satuan waktu dinyatakan atas dasar
waktu rotasi bumi pada porosnya, yaitu 1 hari. Satu detik didefinisikan sebagai
1/26400 kali satu hari rata-rata. Satu hari rata-rata sama dengan 24 jam = 24 x
60 x 60 = 86400 detik. Karena satu hari matahari tidak selalu tetap dari waktu
ke waktu, maka pada tahun 1956 para ahli menetapkan definisi baru. Satu detik
adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan
getaran sebanyak 9192631770 kali.
d)
Sistem Internasional untuk Suhu
Satu
Kelvin adalah 1/273,16 suhu titik tripel air
e)
Sistem Internasional untuk Kuat Arus Listrik
Satu Ampere adalah arus tetap yang
dipertahankan untuk tetap mengalir pada dua batang penghantar sejajar dengan
panjang tak terhingga dan dengan luas penampang yang dapat diabaikan dan
dipisahkan sejauh satu meter dari vakum, yang akan menghasilkan gaya sebesar
2x10^-7 N m^-1.
f)
Sistem Internasional untuk Intensitas Cahaya
Satu candela adalah intensitas cahaya
yang besarnya sama dengan intensitas sebuah sumber cahaya pada satu arah
tertentu yang memancarkan radiasi monokhromatik dengan frekuensi 540 x 10^12 Hz
dan memiliki intensitas pancaran pada arah tersebut sebesar 1/683 watt per
steradian.
g)
Sistem Internasional Jumlah Zat
satu mol sama dengan jumlah zat yang
mengandung satuan elementer sebanyak jumlah atom didalam 0,012 kg karbon -12.
satuan elementer dapat berupa atom, molekul, ion, elektron, dll.
BESARAN
Besaran adalah sesuatu yang dapat
diukur dan dinyatakan dalam angka serta mempunyai nilai satuan. Sistem satuan
dalam besaran fisika prinsipnya bersifat standar/baku, yaitu bersifat tetap,
berlaku universal, dan dapat digunakan setiap saat dengan tetap. Besaran dalam
fisika dikelompokkan menjadi 2, yaitu Besaran Pokok dan Besaran
Turunan.
1.
Besaran Pokok
Besaran Pokok adalah besaran yang
sudah ditetapkan terlebih dahulu. Berikut ini merupakan tabel Besaran pokok
dalam sistem Metrik dengan satuan MKS (Meter Kilogram Second) dan CGS
(Centimeter Gram Second) :
N0
|
Besaran
Pokok
|
Satuan
SI/MKKS
|
Singkatan
|
Satuan
Sistem CGS
|
Singkatan
|
1
|
Panjang
|
meter
|
m
|
centimeter
|
cm
|
2
|
Massa
|
kilogram
|
kg
|
gram
|
g
|
3
|
Waktu
|
detik
|
s
|
detik
|
s
|
4
|
Suhu
|
kelvin
|
K
|
Kelvin
|
k
|
5
|
Kuat
arus listrik
|
ampere
|
A
|
stat
ampere
|
statA
|
6
|
Intensitas
cahaya
|
candela
|
Cd
|
candela
|
Cd
|
7
|
Jumlah
zat
|
kilo
mol
|
kmol
|
mol
|
mol
|
2.
Besaran Turunan
Besaran Turunan merupakan besaran yang
dijabarkan dari besaran-besaran pokok. Contohnya : Luas, Kecepatan, Percepatan,dll.
Berikut tabel besaran turunan beserta satuannya :
N0
|
Besaran
Turunan
|
Penjabaran
dari Besaran Pokok
|
Satuan
dalam MKKS
|
1
|
Luas
|
Panjang
× Lebar
|
m2
|
2
|
Volume
|
Panjang
× Lebar × Tinggi
|
m3
|
3
|
Massa
Jenis
|
Massa
: Volume
|
kg/m3
|
4
|
Kecepatan
|
Perpindahan
: Waktu
|
m/s
|
5
|
Percepatan
|
Kecepatan
: Waktu
|
m/s2
|
6
|
Gaya
|
Massa
× Percepatan
|
newton
(N) = kg.m/s2
|
7
|
Usaha
|
Gaya
× Perpindahan
|
joule
(J) = kg.m2/s2
|
8
|
Daya
|
Usaha
: Waktu
|
watt
(W) = kg.m2/s3
|
9
|
Tekanan
|
Gaya
: Luas
|
pascal
(Pa) = N/m2
|
10
|
Momentum
|
Massa
× Kecepatan
|
kg.m/s
|
DIMENSI
Dimensi menyatakan sifat fisis suatu
besaran, atau dengan kata lain dimensi merupakan simbol dari besaran pokok.
Dimensi dapat dipakai untuk mengecek rumus-rumus fisika. Rumus Fisika yang
benar, harus mempunyai dimensi yang sama pada kedua ruas.
Dimensi Besaran fisika diwakili dengan
simbol, misalnya M, L dan T. M mewakili Massa (mass), L mewakili Panjang
(Length), dan T mewakili waktu (Time). Ada 2 macam dimensi, yaitu
Dimensi Primer dan Dimensi Sekunder. Dimensi Primer meliputi M
(untuk satuan massa), L (untuk satuan Panjang), dan T (untuk satuan waktu). Dimensi
Sekunder adalah dimensi dari semua besaran turunan yang dinyatakan dalam
dimensi primer. Contoh Dimensi Sekunder : Dimensi Gaya = M L T^2 (kuadrat).
Didalam suatu pengukuran ada dua
kemungkinan yang akan terjadi yaitu mendapat angka yang terlalu kecil, atau
angka yang terlalu besar. Untuk menyederhanakan permasalahan tersebut maka
dalam pertemuan pada tahun 1960-1975 komite internasional menetapkan awalan pada
satuan-satuan tersebut.
Manfaat
dimensi dalam Fisika, adalah :
1. Dapat
digunakan untuk membuktikan dua besaran sama atau tidak. Apabila dua besaran
sama, jika keduanya memiliki dimensi yang sama atau keduanya merupakan besaran
vektor atau skalar.
2. dapat
digunakan untuk menentukan persamaan yang pasti salah atau mungkin benar.
3. dapat
digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika kesebandingan
besaran fisis tersebut dengan besaran-besaran fisis lainnya diketahui
Apa
perbedaan Satuan dengan Dimensi?
a)
Satuan
·
Satuan besaran fisis didefinisikan
dengan perjanjian, berhubungan dengan standar tertentu. (Contoh pada besaran
panjang dapat memiliki satuan meter, kaki, inci, mil, atau mikrometer).
·
Dua satuan yang berbeda dapat dikonversi
satu sama lain. (Contoh : 1 m = 39,37 in, angka 39,37 ini disebut sebagai
faktor konversi)
b)
Dimensi
·
Dimensi pada Besaran panjang hanya satu,
yaitu L
·
Tidak ada faktor konversi antar lambang
dimensi
Sumber
:
