BAB IIMASSA DAN ZAT

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Gambar di atas merupakan sebuah kapal selam, walaupun sebagian besar terbuat dari besi akan tetapi tidak selalu tenggelam dalam air. Kapal selam dapat terapung dan melayang dalam air laut. Bagaimana peristiwa itu dapat terjadi?

22

Pembelajaran ini bertujuan agar Anda dapat :Menyimpulkan dari percobaan bahwa massa jenis adalah salah satu ciri khas suatu zat.Menghitung massa jenis suatu zat.Menggunakan konsep massa jenis untuk berbagai penyelesaian masalah dalam kehidupan sehari-hari.Menyelidiki terjadinya perubahan wujud suatu zat.Menafsirkan susunan dan gerak partikel pada berbagai wujud zat melalui penalaran.Membedakan kohesi dan adhesi berdasarkan pengamatan.Mengkaitkan peristiwa kapilaritas, meniskus cembung dan meniskus cekung dengan peristiwa alam yang relevan

A. Menyimpulkan dari percobaan bahwa massa jenis adalah salah satu ciri khas suatu Zat

Massa Jenis

Sebuah kelereng yang terbuat dari kaca dapat ditimbang massanya dan dihitung velumenya. Hasil perbandingan antara massa dan volume kelereng menunjukkan kerapatan molekul-molekul di dalam kelereng. Hasil tersebut tentunya berbeda dengan perhitungan yang didapat dari perbandingan massa suatu bola gabus dengan volumenya. Kerapatan molekul-molekul kelereng lebih tinggi daripada kerapatan molekul-molekul gabus. Dalam ilmu alam kerapatan sering disebut dengan massa

jenis. Pengertian massa jenis adalah massa tiap satuan volume. Massa jenis dilambangkan dengan simbol , salah satu huruf Yunani.

Jadi

Dengan keterangan, adalah massa jenis ( kg/m3 atau g/cm3), m adalah massa benda ( kg atau gram), dan V adalah volume benda (m3 atau cm3). Massa jenis merupakan ciri khas setiap benda. Untuk memahami massa jenis sebagai ciri khas suatu benda, lakukan unjuk kerja berikut ini.UNJUK KERJA 2.A Menyimpulkan bahwa massa jenis adalah salah satu ciri khas suatu ZatAlat dan bahan :1. Air sebanyak satu , dua dan tiga gelas2. Gelas ukur kimia3. Minyak goreng, minyak tanah, dan air masing – masing satu gelas4. TimbanganLangkah-langkah kerja :1. Timbanglah gelas ukur kimia yang kosong, masukan 1 gelas air, catatlah massa

gelas ukur yang kosong, volume air dan massa gelas ukur yang berisi air dalam table 2.1.

2. Ulangi langkah 1 untuk air sebanyak dua gelas dan tiga gelas3. Timbanglah gelas ukur kimia yang kosong, masukan 1 gelas minyak goreng.

Tulislah pada table 1 massa gelas ukur yang kosong, massa gelas ukur yang berisi minyak goreng, volume minyak goreng pada gelas ukur.

4. Tabel 2.1Massa gelas ukur kosong (MG) = … gr

Jumlah air

Massa Gelas ukur+air (MGA)

Massa air

(MA) = (MGA – MG)

Volume air ( V )

=

1 gelas gr gr ml gr/ml2 gelas gr gr ml gr/ml3 gelas gr gr ml gr/ml

23

Gambar 2.1. Bola Gabus

Gambar 2.2 Kerapatan molekul Zat Padat

5.Tabel 2.2Massa Gelas Ukur kosong (MG) = …. gr

Jenis benda

Massa Gelas ukur+air (MGA)

Massa air

(MA) = (MGA – MG)

Volume benda satu gelas ( V )

=

Air gr gr ml gr/mlMinyak goreng

gr gr ml gr/ml

Minyak tanah

gr gr ml gr/ml

Dari Tabel 2.1, Berapakah massa jenis air 1 gelas, 2 gelas dan 3 gelas ?, Apakah memiliki massa jenis yang sama ?, Jika sama, bagaimana kesimpulan Kamu, apakah massa jenis ditentukan oleh jumlahnya atau jenis zatnya.

Dari Tabel 2.2, Dengan jumlah yang sama, yaitu masing –masing 1 gelas, berapakah massa jenis air, minyak goreng dan minyak tanah ? Apakah memiliki massa jenis yang berbeda ?. Jika berbeda berilah alasan kamu mengapa benda – benda yang jumlah sama, tetapi memiliki massa jenis yang berbeda.

Massa jenis benda sering disebut dengan kerapatan benda, merupakan ciri khas setiap jenis benda. Tidak tergantung pada jumlah benda, asal jenisnya masih sama maka nilai massa jenisnya adalah tetap sama. Misalkan setetes air dan seember air mempunyai nilai massa jenis sama yaitu 1 gram/ cm3. Berbagai logam memiliki nilai massa jenis besar dikarenakan atom-atom dalam susunan molekulnya memiliki kerapatan yang besar.

Gabus atau stirofom tentunya mempunyai massa jenis kecil dikarenakan susunan atom-atom dalam molekulnya memiliki kerapatan kecil.

Beberapa nilai massa jenis benda dapat dilihat dalam tabel 1, sebagai berikut.

No Nama zat Massa jenis (g/cm3) Massa jenis (kg/m3) 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.

Air (suhu 4C)AlkoholAir raksa/mercuryAluminiumBesiEmasEsKuninganPerakPlatinaSeng

10,813,62,77,919,30,928,410,521,457,14

1.00080013.6002.7007.90019.3009208.40010.50021.4507.140

Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa kerapatan logam tertentu seperti platina atau emas sangat besar dibandingkan zat-zat lainnya. Massa jenis berbagai zat berbeda-beda karena walaupun benda-benda yang volumenya sama, jenis zatnya berbeda, maka massanya juga berbeda, sehingga massa jenis benda-benda tersebut

berbeda pula.UJI KOMPETENSI 1. Sediakanlah dua buah kelereng masing-

masing terbuat dari kaca dan besi dengan

24

Gambar 2.3. Kerapatan molekul kecil menunjukkan massa jenis kecil

Tabel 2.3 Massa Jenis Berbagai Zat

Gambar 2.4 Bekerja menyelediki massa jenis Zat

Gambar 2.5 Kelereng, Dadu dan Penggaris

Gambar 2.6. Menentukan massa jenis batu yang berbentuk tidak teratur

ukuran yang sama. Amatilah dan tentukan massa jenis kelereng mana yang lebih besar.

2. Apakah yang membedakan Air dengan Es. Sebagaiman Anda ketahui Es terbuat dari Air

3. Dari Unjuk Kerja A, mengapa massa jenis merupakan salah satu ciri khas suatu zat.

B. Menghitung massa jenis suatu zat.Massa jenis zat yang digunakan sebagai patokan adalah massa jenis air dan Air raksa. Massa jenis air dalam wujud cair, yaitu 1000 kg/m3 atau 1 g/cm3., sedangkan Air raksa atau mercury merupakan zat yang memiliki massa jenis yaitu 13.600 kg/m3

atau 13,6 g/cm3.Massa merupakan jumlah jumlah materi yang dikandung suatu benda.Untuk mengukur massa secara langsung akan terasa kesulitan, karena hasil pengukuran menggunakan alat neraca atau timbangan adalah menunjukkan berat dari benda tersebut. Oleh karena itu secara praktis kerapatan suatu benda dinyatakan dengan berat jenis. Berat jenis adalah berat benda (w) tiap satuan volume (V). Bila berat jenis dapat dilambangkan dengan S, dapat dinyatakan sebagai,

Dengan keterangan, S adalah berat jenis ( N/m3 atau dyne/cm3), w adalah berat benda ( N atau dyne), dan V adalah volume benda (m3 atau cm3).

Karena berat adalah hasil kali antara massa dengan percepatan gravitasi bumi, atau dapat ditulis sebagai berikut. w = m.gDengan w adalah berat benda (N), m adalah massa benda (kg), dan g adalah percepatan gravitasi bumi sebesar 9,8 m/s2 atau seringkali dibulatkan menjadi 10 m/s2.Dengan demikian berat jenis dapat ditulis dalam bentuk lain sebagai berikut.

S =

Karena = , maka dapat ditulis S = .g . Jadi berat jenis

benda adalah hasil kali antara massa jenis dengan percepatan gravitasi.Untuk memahami pengukuran massa jenis benda, benda yang memiliki bentuk teratur maupun tidak teratur lakukanlah kegiatan praktikum Mandiri berikut ini.

Kegiatan Praktikum Mandiri1. Sediakan sebuah dadu mainan dan sebuah kelereng.

Timbanglah kedua benda itu menggunakan neraca yang Anda miliki (misalnya timbangan tepung). Ukurlah sisi dadu dan garis tengah kelereng, kemudian hitunglah volume kedua benda itu. Selanjutnya tentukan massa jenis kelereng maupun dadu mainan.

2. Ulangi kegiatan 1, dengan menggunakan sebuah batu yang tidak teratur bentuknya. Gunakan gelas ukur dan air untuk menentukan volume batu, yaitu dari selisih volume sesudah batu dimasukkan ke dalam

25

gelas ukur dengan volume batu sebelum batu dimasukkan ke dalam gelas ukur. Tentukan massa jenis batu tersebut.

Contoh soal menghitung massa jenis benda.Tentukan volume air jika massa air a. 200 kg b. 500 gr. (massa jenis air 1000 Kg /m3 )Jawab :a. m = 200 Kg b. m = 500 gr = 0,5 Kg

= 0,2 m3

= 0,0005 m3

= 5 x 10-4 m3

UJI KOMPETENSI1. Air mempunyai massa jenis 1000 kg/m3 . Apabila massanya 500 kg berapakah

volumenya ?2. Es memiliki massa 800 kg dan massa jenisnya 920 kg/m3. Tentukan volume es

tersebut !3. Massa jenis air 1000 kg/m3 memiliki volume sama dengan 100 kg alkohol yang

mempunyai massa jenis 800 kg/m3. Hitunglah massa air!4. Sebuah balok kayu berukuran 10 cm x 0,2 m x 40 dm. Balok memiliki massa 2,4

kg. Hitunglah massa jenis balok ?

Pekerjaan Rumah 1. Sediakan kubus materi yang volumenya sama, tetapi zatnya berbeda ( kayu, besi,

kuningan, aluminium). Sediakan pula beberapa bola logam (gotri) dari bahan-bahan berbeda. Kemudian timbanglah benda-benda tersebut untuk menentukan besar massa masing-masing benda. Massa benda-benda tersebut manakah yang paling besar ? Manakah yang paling kecil ?

2. Hitunglah massa jenis masing-masing kubus pada soal nomer 1 tersebut. Manakah yang memiliki massa jenis paling besar ? Bagaimana kesimpulanmu ?

3. Bola bekel mempunyai jari-jari 7 cm, dan massanya 49 gram. Berapakah massa jenis bola bekel tersebut ?

C. Menggunakan konsep massa jenis untuk berbagai penyelesaian masalah dalam kehidupan sehari-hari .

Kapal SelamTahukah kamu mengapa kapal selam dapat terapung dan tenggelam, es dapat terapung serta batu tenggelam dalam air. Tentu saja kalian tahu, bukan ? kenapa es dapat terapung. Es memiliki massa jenis lebih kecil dari air, sehingga es dapat terapung dalam air. Batu tenggelam dalam air karena memiliki massa jenis lebih besar dari air. Demikian pula dengan kapal selam, 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 diantara 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.

26

Gambar 2.9 Udara juga memiliki massa

Balon Gas Balon gas berisi gas helium. Gas helium memiliki massa jenis yang lebih kecil dari udara, sehingga balon gas bisa naik ke atas.Tambang Biji Timah Tradisional.Kamu tentu mengenal timah, salah satu jenis logam. Timah digunakan untuk melapisi kemasan makanan atau minuman agar tidak karatan., misalnnya kemasan kaleng susu dilapisi timah agar tidak mudah rusak atau karatan. Timah berasal dari biji timah yang diolah, sehingga menjadi balok timah. Biji timah berbentuk pasir berwarna hitam dan terasa lebih berat dari pasir. Untuk mendulang timah secara tradisional yaitu memisahkan biji timah dengan pasir, biji timah yang bercampur dengan pasir dimasukan ke suatu wadah kemudian digoyang-goyang didalam air. Tentu saja karena biji timah bermassa jenis lebih besar akan berada dibawah pasir, ketika itulah biji timah akan terpisah dengan pasir.Air minum dingin di dalam lemari esSuatu ketika kamu mungkin pernah melihat dalam botol air minum dingin yang berasal dari lemari es terdapat endapan kapur. Kenapa hal ini dapat terjadi. Air yang jernih dapat juga mengandung kapur, namun 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 kebawah dan mengendap.UJI KOMPETENSI1. Suatu hari Bu Kadi minta tolong anaknya yang bernama Putri Afi untuk membeli

telur ayam di pasar. Sebelum berangkat ke pasar Bu Kadi berpesan agar membeli telur yang masih baru. Dapatkah kamu membantu Putri bagaimana caranya memilih telur yang masih baru ?

2. Semua batu bila dicelupkan ke dalam air secara langsung pasti tenggelam, kecuali batu apung. Mengapa hal itu bisa terjadi ?

D. Menyelidiki terjadinya perubahan wujud suatu zat

Massa dan Perubahan Wujud Zat Banyak sekali benda-benda yang dapat dilihat dan dijumpai di kehidupan sehari-hari. Misalnya buku, kacamata, pensil, batu, meja, kursi,air, balon berisi

udara, tabung LPG berisi gas, es, pipa, baja, tanah, daun, dan lain sebagainya. Benda-benda tersebut tesusun dari zat yang berbeda misalnya pensil dan batu, namun dapat pula tersusun dari zat yang sama, misalnya air dan es.Dari berbagai macam benda yang dijumpai, memiliki kesamaan yaitu benda-benda itu 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 dimana ruangan itu tidak dapat 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 8 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 timbangannya

27

Gambar 2.7. Benda-benda disekitar kita

Gambar 2.8 Air dalam gelas

Gambar 2.13 Molekul tersusun dari atom-atom

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.Ambillah balok kayu dan letakkan di lantai, amati bentuk dan hitunglah volumenya bila mungkin.Kemudian pindahkan ke atas meja, apakah terjadi perubahan pada bentuk maupun volumenya ? Ambillah sesendok air amati bentuknya dan perkirakan volumenya, kemudian tuangkan air tersebut ke sebuah piring, bagaimana perubahan yang terjadi pada bentuknya ? Apakah volumenya berubah ? Apabila minyak wangi disemprotkan ke suatu ruangan biasanya dengan cepat aromanya menyebar sampai ke setiap sudut ruangan itu. Hal itu membuktikan bahwa zat minyak wangi itu keluar dari bentuk semula yaitu botolnya langsung berubah bentuk memenuhi seluruh ruangan tersebut.Ternyata menurut bentuk wujudnya orang menggolongkan zat menjadi tiga wujud yaitu :1. zat padat2. zat cair3. zat gas.

Pada keadaan suhu ruangan ketiga wujud zat tersebut memiliki sifat-sifat seperti ditunjukkan tabel berikut ini.

Tabel 2.4 Sifat-sifat berbagai macam zat menurut wujudnya

Wujud Zat Sifat Bentuk Sifat Volume

Zat Padat Bentuk selalu tetap Volume selalu tetapZat Cair Bentuk berubah mengikuti

tempatnyaVolume selalu tetap

Zat Gas Bentuk berubah memenuhi tempatnya

Volume berubah

Perubahan wujud zat dapat berlangsung apabila mendapat pengaruh panas maupun tekanan baik dari luar zat maupun dari dalam zat itu sendiri. Pengaruh panas yang diserap zat dapat mengubah wujud zat dari padat ke cair maupun langsung ke bentuk gas, dapat juga mengubah wujud dari cair menjadi gas. Contohnya es dipanaskan akan berubah menjadi air, air bila direbus dapat berubah menjadi uap air.

Es kering (CO2 atau gas asam arang padat) bila dipanaskan langsung berubah menjadi gas CO2. Pengaruh panas yang dilepas zat dapat mengubah wujud zat dari gas menjadi cair atau langsung ke padat, maupun dari cair ke bentuk padat. Sehingga dapat

28

Padat Cair

Gas

Gambar 2.10 Tiga Macam Wujud Zat

Padat Cair Gas

Gambar 2.11 Perubahan wujud dipengaruhi oleh pemanasan

Gambar 2.12. Es kering (dry ice) adalah CO2 padat.

dikatakan perubahan wujud dari padat menjadi cair kemudian menjadi gas adalah perubahan menuju tingkat yang lebih tinggi. Begitu pula sebaliknya, perubahan wujud menuju ke tingkat rendah adalah perubahan yang mengarah ke wujud padat.Perubahan wujud biasanya tidak menghasilkan zat yang jenisnya baru, perubahan semacam itu disebut dengan perubahan fisika. Sebaliknya perubahan pada zat yang menghasilkan zat yang jenisnya baru dinamakan perubahan kimia. Kertas dibakar menjadi abu merupakan salah satu contoh perubahan kimia.Perubahan fisika dapat digambarkan secara skematik sebagai berikut.

Diagram tersebut dapat diungkapkan dengan pernyataan tentang perubahan wujud yang termasuk perubahan fisika, diantaranya sebagai berikut.

Membeku yaitu perubahan wujud zat dari cair ke padat. Mencair atau melebur yaitu perubahan wujud zat dari padat ke cair. Mengkristal yaitu perubahan wujud zat dari gas ke padat. Menyublim yaitu perubahan wujud zat dari padat ke gas. Menguap yaitu perubahan wujud zat dari cair ke gas. Mengembun yaitu perubahan wujud zat dari gas ke cair.Perubahan wujud sangat dipengaruhi oleh panas yang menyertainya. Contoh-contoh

berikut merupakan kejadian sehari-hari yang terkait dengan hal itu.Pada cuaca yang hangat atau sedang berolahraga keras, biasanya orang banyak berkeringat dan keringat terutama di bagian telapak kaki, telapak tangan, dan ketiak. Berkeringat adalah salah satu cara tubuh untuk mendinginkan diri. Air keringat yang dikeluarkan dari pori-pori tubuh menguap. Agar penguapan terjadi air harus mendapatkan panas, dan energi panas itu diperoleh dari kulit tubuh melalui air keringat. Jadi, selagi air menguap dari kulit, kulit kehilangan panas dan menjadi dingin. Jumlah air yang hilang dari proses

berkeringat ditentukan oleh jumlah pendinginan yang diperlukan tubuh.Apabila kulit kita terkena cairan spiritus atau bensin, biasanya terasa dingin bersamaan dengan menguapnya cairan tersebut dari kulit tubuh. Spiritus atau bensin cenderung menguap di udara terbuka. Untuk menguap cairan tersebut memerlukan panas yang diambil dari kulit tubuh. Akibatnya suhu kulit tubuh di tempat tersebut menjadi lebih rendah, dan kita merasakan dingin di bagian kulit itu.Berikut ini merupakan kegiatan praktikum mandiri untuk mengamati perubahan wujud Zat

Kegiatan Praktikum Mandiri1. Panaskan potongan-potongan lilin secukupnya di dalam sebuah mangkok kecil

menggunakan nyala api kompor spiritus. Ukur suhu menggunakan termometer

29

Menguap

Mengembun

MenyublimMengkristal

Mencair

Membeku

PADAT

ffgddgggg

CAIR GAS

S GAS

GAS

GAS

Gambar 2.14 Perubahan Wujud Zat

Gambar 2.15 Kegiatan Manusia dapat mengeluarkan keringat

Gambar 2.16 Cairan Spritus dikulit memerlukan panas tubuh untuk menguap

WARTA SAINSMENGAPA ES KERING TIDAK MENCAIREs kering atau karbon dioksida (CO2) beku, pada tekanan 1 atmosfer (tekanan dipermukaan bumi), berubah dari zat padat menjadi gas tanpa mencair terlebih dahulu. Es kering berbentuk cair hanya pada tekanan lebih dari 5,1 atmosfer.

Gambar 2.17 Menjemur Kain yang basah

pada saat lilin meleleh. Amati pola lelehan potongan lilin tersebut. Matikan nyala api, tunggu cairan lilin mendingin dan membeku kembali. Amati proses pembekuannya. Laporkan hasil pengamatanmu di selembar kertas folio !

2. Bungkuslah salah satu pergelangan tanganmu dengan plastik bening yang bersih. Ikat erat ujungnya sehingga tak ada lagi udara dari luar yang masuk ke dalam plasti. Tunggu beberapa saat sampai terjadi pengembunan di dinding bagian dalam plastik. Jelaskan mengapa hal itu bisa terjadi ?.

UJI KOMPETENSI1. Pada saat cuaca mendung hampir hujan, mengapa kita sering merasa gerah dan

kepanasan ? Jelaskan berdasarkan pelepasan panas akibat perubahan wujud dari gas ke cair.

2. Apabila es dalam ruang tertutup dipanaskan terus menerus akan mengalami perubahan wujud menjadi air dan kemudian menjadi uap air. Apa yang terjadi pada uap air itu bila pemanasan dilakukan terus tiada henti ? Wujud tingkat tinggi apakah sesudah wujud gas ? Jelaskan keadaan partikel-partikelnya !

3. Berilah contoh perubahan wujud pada peristiwa:a. Membeku b. Mencair c. Mengkristald. Menyublim e. Menguap f. Mengembun

4. Berdasarkan Gambar 2.14 tentang perubahan wujud Zat. Lengkapi kolom berikut ini dengan perubahan wujud Zat yang memerlukan panas dan yang melepaskan panas.

E. Menafsirkan susunan dan gerak partikel pada berbagai wujud zat melalui penalaran.

Partikel ZatMisalkan seseorang menjemur pakaian yang basah di terik matahari, tak berapa lama pakaian itu menjadi kering. Kemanakah air yang berada dalam pakaian basah tersebut ? Tentunya dapat dijawab bahwa air itu menguap. Apakah mata kita dapat melihat uap air itu ? Tentu tidak karena partikel-partikel

No PERUBAHAN WUJUD KETERANGAN1 Mencair Memerlukan panas2 Membeku …………………..3 Mengembun Melepaskan panas4 Menguap ………………….5. Mengkristal ………………….6. Menyublim ………………….

30

WARTA SAINS PLASMAPlasma seringkali dinamakan keadaan keempat dari materi, karena bukan termasuk dalam zat padat, cair atau gas. Plasma menyerupai gas yang sangat terionisasi.

Gambar 2.18.Susunan Molekul Plasma

Gambar 2.20 Susunan Molekul Zat Padat, Cair dan Gas

KILASAN SAINSPENGAWETAN DENGAN GARAM DAN GULAGaram dan gula dapat digunkan untuk menyerap air dari makanan. Semakin rendah kandungan air pada makanan itu, semakin sulit bakteri untuk hidup didalamnya. Sehingga dapat menunda atau mencegah makanan menjadi busuk.

uap air itu sedemikian kecilnya, sehingga tidak tampak oleh mata. Partikel-partikel kecil itu disebut molekul.

Kristal gula pasir masih kelihatan, tetapi bila dilarutkan dengan air maka molekul-molekul gula itu sudah tidak tampak oleh mata. Molekul diartikan sebagai bagian terkecil benda yang masih memiliki sifat zat semula. Molekul-molekul tersusun oleh partikel lebih kecil lagi yang disebut dengan atom. Atom dari bahasa Yunani atomos yang artinya adalah bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi.Perubahan pada zat misalnya perubahan wujud dapat dijelaskan dengan mudah menggunakan teori molekul atau teori atom yang sudah mengalami perkembangan pesat.Dua atom atau lebih secara kimia dapat bergabung membentuk molekul. Dapat dikatakan semua zat terdiri atas molekul-molekul atau atom-atom penyusunnya, seperti pada gambar 2.19.

Gambar 17. Atom-atom zat padat tersusun teratur

Zat padat mempunyai bentuk yang tetap, karena letaknya berdekatan dan teratur. Selain itu molekul-molekul zat padat tidak dapat bergerak bebas karena satu sama lain mempunyai gaya tarik menarik yang sangat kuat. Hal itulah yang menyebabkan molekul-molekul zat padat tidak mudah diceraiberaikan. Gerak molekul-molekul zat padat hanya sebatas gerak bergetar dan berputar pada tempatnya.Zat cair memiliki bentuk yang tidak tetap selalu menyesuaikan tempatnya. Hal itu disebabkan karena molekul-molekul zat cair letaknya berdekatan, tetapi gerakannya agak lebih bebas dibanding gerak molekul zat padat. Molekul-molekul zat cair

dapat dengan mudah berpindah tempat, namun tidak mudah meninggalkan kelompoknya karena masih ada gaya tarik menarik antar molekul-molekulnya. Untuk memahami bahwa Zat cair memiliki bentuk yang tidak tetap, lakukan kegiatan Praktikum Mandiri berikut ini.

Kegiatan Praktikum Mandiri

31

Zat Atom

Gambar 2.19 Zat terdiri dari Molekul dan Atom-atom penyusunnya

Gambar 2.18 Kristal Molekul

Siapkan segelas air dan sebuah mangkok kosong. Amati dan gambarkan bentuk air dalam gelas. Tuangkan seluruh air dari gelas ke dalam mangkok. Amatilah bentuk air dalam mangkok sekarang dan gambarlah !Zat gas memiliki bentuk dan volume yang berubah-ubah, karena molekul-molekul gas dapat bergerak bebas seperti pada gambar 2.20, jarak antara molekul-molekulnya berjauhan bila dibandingkan ukuran molekulnya sendiri sehingga gaya tarik menariknya sangat lemah.UJI KOMPETENSI1. Mengapa zat padat mempunyai bentuk dan volume yang tetap ? Jelaskan

menurut teori molekul.2. Mengapa zat cair mempunyai bentuk yang berubah-ubah ? Jelaskan menurut

teori molekul. 3. Mengapa gas mempunyai bentuk dan volume yang berubah-ubah ? Jelaskan

menurut teori molekul.4. Sebutkan perbedaan dan kesamaan molekul-molekul penyusun Air dan Es.

F. Membedakan kohesi dan adhesi berdasarkan pengamatan

Kohesi dan AdhesiSetetes air yang jatuh di kaca meja akan berbeda bentuknya bila dijatuhkan di 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 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 berbentuk

melebar. Namun air tidak membasahi daun talas melainkan tetes air berbentuk bulat-bulat menggelinding di permukaan karena gaya kohesi antar molekul air lebih besar daripada gaya adhesi antara molekul air dan molekul daun talas.

Gaya kohesi maupun gaya adhesi mempengaruhi bentuk permukaan zat cair dalam wadahnya. Misalkan ke dalam dua buah tabung reaksi masing-masing diisikan air dan air raksa. Apa yang terjadi ? Permukaan air dalam tabung reaksi berbentuk cekung disebut

meniskus cekung sedangkan permukaan air raksa dalam tabung reaksi berbentuk cembung disebut meniskus cembung, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.23. Hal itu dapat dijelaskan bahwa gaya adhesi molekul air dengan molekul kaca lebih besar daripada gaya kohesi antar molekul air, sedangkan gaya adhesi molekul air raksa dengan molekul kaca lebih kecil daripada gaya kohesi antara molekul air raksa.

32

Gambar 2.21. Gaya tarik-menarik antar molekul

Gambar 2.22 Gaya Adhesi antara tangan dan adonan tepung

Gambar 2.22 Gaya Adhesi terjadi pada molekul-molekul yang tidak sejenis

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), sedangkan meniskus cekung menimbulkan sudut kontak lancip (< 90).

Untuk mengamati peristiwa kohesi dan adhesi, lakukan kegiatan praktikum mandiri berikut ini.

Kegiatan Praktikum Mandiri

Sediakan setetes air raksa, letakkan di permukaan kaca meja. Amati, bagaimana bentuk air raksa di permukaan kaca ? Ambillah lidi gunakan ujungnya untuk menceraikan setetes air raksa tersebut menjadi beberapa bagian kecil-kecil. Amati, bagaimana bentuk pecahan-pecahan air raksa di permukaan kaca ? Laporkan pengamatanmu di selembar kertas folio !

AKTIVITAS SISWABerilah tanda “ < (lebih kecil) “ atau “ > (lebih besar) “ pada kolom keterangan untuk menunjukkan peristiwa-peristiwa berikut ini.

UJI KOMPETENSI1. Ambillah sebatang kapur. Tulislah pada papan kalimat “ADHESI DAN

KOHESI” Mengapa kapur dapat menempel pada papan tulis.2. Tuangkan sedikit minyak tanah kedalam air. Mengapa air dan minyak tidak dapt

bercampur.3. Sebutkan 3 contoh peristiwa adhesi lebih besar dari kohesi.4. Sebutkan 3 contoh peristiwa kohesi lebih besar dari adhesi.5. Berikan Alasan Anda kenapa air berbentuk meniskus cekung pada gambar 2.23.6. Berikan juga Alasan Anda kenapa air raksa berbentuk meniskus cembung pada

gambar 2.23.

No PERISTIWA KETERANGAN1 2

3

4

5.6.

Air di atas daun talasTembok/dinding rumah basah ketika musim hujanNaiknya minyak pada sumbu kompor minyakNaiknya air tanah melalui batang tumbuhan dan sampai ke daun.Gejala KapilaritasCat pada tembok

Adhesi ........kohesiAdhesi ........kohesi

Adhesi ........kohesi

Adhesi ........kohesi

Adhesi ........kohesiAdhesi ........kohesi

33

Gambar 2.23 Meniskus Cekung dan Cembung

G. Mengkaitkan peristiwa kapilaritas, meniskus cembung dan meniskus cekung dengan peristiwa alam yang relevan

KapilaritasGaya kohesi dan gaya adhesi juga berpengaruh pada gejala kapilaritas. Kapilaritas adalah gejala naik atau turunnya cairan di dalam pipa kapilar 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 jumpai bahwa air raksa di dalam pembuluh kaca pipa kapiler lebih rendah permukaannya dibandingkan permukaan air raksa dalam tabung. Jadi kapilaritas sangat tergantung pada kohesi dan adhesi. Air naik dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan adhesi sedangkan air raksa turun dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan kohesi. Perhatikan gambar berikut ini.

Sekarang benyak 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 yang adhesif yang 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 :1. Peristiwa naiknya air dari ujung akar ke daun pada tumbuh – 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. UJI KOMPETENSI Sebutkan 3 contoh peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari – hari.?Pekerjaan Rumah

1. Berikan masing-masing lima contoh dari perubahan fisika maupun perubahan kimia.2. Perubahan wujud melebur atau mencair memerlukan suhu tertentu yang harus

dicapai untuk memulai perubahan wujud. Suhu tersebut dinamakan titik lebur. Carilah dan buatlah tabel titik lebur berbagai zat padat ! Pilihlah zat padat jenis logam yang sudah kamu kenal.

3. Carilah contoh masing-masing lima peristiwa yang menjelaskan tentang gaya kohesi dan gaya adhesi !

KERJA PROYEK

Buatlah kliping dari koran lokal atau nasional yang menunjukan peristiwa penerapan konsep massa jenis dalam kehidupan sehari – hari, peristiwa perubahan wujud Zat, serta peristiwa yang berkaitan dengan kapilaritas.

34

Air Raksa Air dalam pipa kapiler

Raksa dalam pipa kapiler

aDR

Gambar 2.24. Perbedaan ketinggian permukaan air dan raksa dalam pipa kapiler

RINGKASAN Massa adalah jumlah materi yang dikandung suatu benda. Massa jenis adalah massa tiap satuan volume. Berat jenis adalah hasil kali antara massa jenis dengan percepatan gravitasi. Mencair atau melebur yaitu perubahan wujud zat dari padat ke cair. Mengkristal yaitu perubahan wujud zat dari gas ke padat. Menyublim yaitu perubahan wujud zat dari padat ke gas. Menguap yaitu perubahan wujud zat dari cair ke gas. Mencair yaitu perubahan wujud zat dari gas ke cair. Membeku yaitu perubahan wujud zat dari cair ke padat. Molekul adalah bagian terkecil benda yang masih memiliki sifat zat semula. Atom adalah bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Gaya kohesi adalah gaya tarik-menarik antara partikel-partikel zat yang sejenis. Gaya adhesi adalah gaya tarik-menarik antara partikel zat yang tidak sejenis.

SOAL-SOAL KOMPETENSI BAB II

SOAL ESSAY

1. Apakah yang dimaksud dengan massa jenis ? Apa bedanya dengan berat jenis ?2. Faktor apakah yang mempengaruhi massa jenis zat ?3. Sebutkan lima macam zat yang memiliki massa jenis paling besar !4. Suatu balok berukuran 3 m x 20 dm x 10 cm bermassa bermassa 2400 gr. Hitunglah

massa jenis balok dan nyatakan dalam satuan SI ?5. Sebuah batu bermassa jenis 1500 Kg/m3 dan ketika ditimbang bermassa 45 gram.

Batu dimasukan kedalam gelas ukur yang mula –mula berisi air sebanyak 50 ml. Berapakah skala yang ditunjukkan pada gelas ukur setelah batu dimasukan. Kedalam gelas ukur tersebut ? (Nyatakan hasilnya dalam ml ).

6. Mengapa telur bebek dapat melayang di dalam air garam ?. 7. Sebutkan benda-benda di sekitarmu yang termasuk benda padat, cair, dan gas !8. Jelaskan mengapa air dapat berada dalam tiga wujud padat, cair, dan gas ?9. Jika bensin tumpah dalam suatu ruangan, maka baunya segera tercium sampai ke

seluruh ruangan, Mengapa demikian ?10. Apakah yang dimaksud dengan kohesi dan adhesi, dan berilah masing –masing 2

contohnya.11. Apakah yang dimaksud dengan Kapilartitas dan berilah contohnya dalam kehidupan

sehari –hari.?12. Apa yang dimaksud dengan molekul ? apa pula atom itu?

SOAL PILIHAN GANDA

PILIHLAH JAWABAN YANG BENAR1. Nilai perbandingan antara massa dan volume disebut

a. kalor jenis b. massa benda c. berat jenis d. massa jenis2. Massa jenis zat 1200 kg/m3 jika massa benda 2400 kg, maka volumenya sebesar ….m3

a. 0,02 b. 0,2 c. 2 d. 203. Yang mempunyai massa jenis terbesar adalah …

35

a. massa 20 gr, volume 10 cm3 b. massa 60 gr, volume 20 cm3

c. massa 150 gr, volume 30 cm3 d. massa 60 gr, volume 6 cm3

4. Sebuah gelas ukur diisi air sampai 40 cm3 Jika sebuah batu massanya 160 gr dimasukan ke dalam gelas tersebut sehingga volume menjadi 80 cm3. Massa jenis batu sebesar ….gr/cm3.a. 2 b. 4 c. 8,5 d. 17

5. Sebuah kaleng kosong mempunyai massa 500 gram dan volumenya 400 cm3. Kemudian kaleng diisi dengan minyak sampai penuh dan ditimbang ternyata massa menjadi 820 gr. Massa jenis minyak sebesar …..gr/cm3 a. 0,8 b. 8 c. 80 d. 800

6. Jumlah materi pada suatu benda adalah a. berat b. massa c. zat d. mole

7. Semua yang memiliki massa dan menempati ruang disebut …a. massa b. zat c. berat d. gas

8. Volume tetap dan bentuk berubah adalah sifat ….a. zat padat b. gas c. zat cair d. zat padat –cair

9. Suatu zat sejenis mempunyai massa jenis …a. sama b. tidak sama c. belum tentu sama d. tergantung volumenya

10 Perubahan zat yang tidak menimbulkan zat baru disebut perubahan ….a. fisika b. kimia c. biologi d. eksoterm

11. Perubahan wujud yang melepaskan energi adalah …a. menguap b. membeku c. melebur d. mencair

12. Beras menjadi nasi . termasuk perubahan a. fisika b. kimia c. biologi d. endoterm

13. Gaya tarik antara molekul sejenis disebut …a. adhesi b. kapilaritas c. gravitasi d. kohesi

14. Yang termasuk kohesi, kecuali a. air dengan air c. raksa dengan raksab. tinta dengan tinta d. tinta dengan kertas

15. Air mengakibatkan meniscus …a. cembung b. cekung c. datar d. cekung datar

16. Jika kohesi lebih kuat dari adhesi maka terjadi meniscus …a. cekung b. cembung c. datar c. cembung – cekung

17. Naiknya minyak tanah pada sumbu kompor termasuk peristiwa …a. dehidrasi b. meniscus c. anomali minyak d. kapilaritas

18. Semakin kecil diameter pipa kenaikan permukaan air raksa semakin…a. rendah b. tinggi c. tetap d. tidak menentu

19. Bagian terkecil dari suatu unsur disebut …a. partikel b. molekul c. atom d. senyawa

20. Sudut kontak dari meniskus cembung yaitu …a. < 90o b. > 90o c. = 90o d. 180o

21. Yang termasuk unsur bukan logam adalah ….a. emas b. seng c. tembaga d. belerang

22. Zat tunggal yang tersusun hanya satu atom disebut …a. molekul b. senyawa c. unsur d. campuran

23. Sebuah benda massanya 8 Kg, massa jenis benda tersebut jika volumenya 4 m3 adalah … kg/m3

a. 2 b. 4 c. 8 d. 3224. Gas memiliki volume yang …

a. stabil b. tetap c. berubah d. tidak berubah25. Dibawah ini yang termasuk perubahan fisika , kecuali …

a. penguapan b. pengembunan c. pembekuan d. pembakaran26. Perhatikan bagan perubahan wujud zat berikut

Perubahan wujud yang ditunjukkan nomor 2, 4 dan 6 berturut-turut dinamakan …

36

66

1

2

55

4

313

Padat

Cair Gas

a. mencair, menguap, menyumblin c. menyublin, mengembun,membekub. menguap, menyublin, membeku d. lmengembun, menyublin, mencair

27. Sebuah balok berukuran 10 cm x 5 cm x 4 cm bermassa 100 gr dimasukan kedalam air yang bermassa jenis 1 gr/cm3 maka balok tersebut akan …a. melayang b. tenggelam c. terapung d. kadang-kadang tenggelam

28. Dari data berikut ini : 1. air 2. emas 3. kapur 4. raksa 5. kayuyang merupakan zat padat adalah …a. 1 ,2 b. 2, 4 c. 3, 4 d. 4, 5

29. Dari berikut ini yang termasuk sifat gas adalah …

30. Berikut ini merupakan contoh kapilaritas, kecuali a. naiknya minyak pada lampu teplokb. naiknya air dalam tembok pada musim hujanc. naiknya air tanah ke daun pada tumbuhand. naiknya minyak pada lampu petromak

31. Bejana berhubungan yang slah satunya berupa pipa kapiler, bila diisi dengan raksa maka permukaan raksa pada masing – masing bejana yan benar ditunjukkan seperti gambar.

.

32. Berikut ini merupakan zat yang mempunyai bentuk berubah dan volume tetap a. batu, pensil b. bensin, alkohol. c. es, kecap d. oksigen, nitrogen

33. Yang termasuk snyawa adalah …a. nitrogen b. udara c. gula d. air tanah

34. Pernyataan berikut ini yang benar untuk dua buah benda memiliki massa jenis sama adalah…a. massa dan volumenya sama, tetapi jenisnya berbeda.b. massa dan volumenya sama, tetapi wujudnya berbedac. massa dan volumenya berbeda, tetapi jenisnya samad. massa dan volumenya berbeda, tetapi bentuknya berbeda

35. Dari data berikut ini 1. Raksa 2. Es 3. Karbondioksida 4. Hidrogen 5. Alkohol yang termasuk zat cair adalah …

Letak molekul Gerak molekul Gaya tarik menarik molekul

abcd.

Berdekatan dan teraturBerdekatan,tidak teraturBerjauhan dan teraturBerjauhan, tidak teratur

Bergetar di tempatBerpindah tempatBebasSangat bebas

Sangat kuatKurang kuatLemahSangat lemah

37

a b c d

a. 1 dan 2 b. 1 dan 4 c.2 dan 4 d. 3 dan 536. Sebongkah es dimasukan ke dalam suatu wadah, kemudian dipanasi. Perubahan wujud

yang mungkin terjadi secara berurutan adalah …a.zat cair menjadi zat padat menjadi gasb. zat cair menjadi gas menjadi zat padatc. zat padat menjadi zat cair menjadi gasd. zat padat menjadi gas menjadi zat cair

37. Kapur barus didiamkan lama –kelamaan akan habis, perubahan wujud yang dialami kapur barus disebut …a. menyublin b. mengembun c. melebur d. menguap

38. Alkohol mempunyai sifat

39. Susunan molekul besi ditunjukan gambar …a. o oo o o o b. oo o oo c. o o o o o d. o o o

o oo o o oo o o o o o o oo o o o o oo o o o o o o o

40. Salah satu sifat dari zat penyusun senyawa adalah …a. masih dapat dilihat oleh mata c. masih dapat diuraikan lagib. terdiri dari atom atom sejenis d. berbeda dengan sifat senyawanya

Bentuk volumea.b.c.d.

tetaptetapberubahberubah

tetapberubahtetap berubah

38