BAHAN AJAR
Standar Kompetensi
1. Memahami prosedur ilmiah untuk mempelajari benda-benda
alam dengan menggunakan peralatan
Kompetensi Dasar
1.1. Mendeskripsikan besaran pokok dan
besaran turunan beserta satuannya.
1.2. Mendeskripsikan pengertian suhu
dan pengukurannya
1.3. Melakukan pengukuran dasar secara teliti dengan menggunakan
alat ukur yang sesuai dan sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari
BAB1
BESARAN POKOK
Berapakah
tinggi dan berat badanmu? Tentu saja kamu dapat mengukur secara langsung tinggi
badanmu dengan alat ukur meteran pita, misalnya 165 cm. Bagaimana dengan berat
badanmu? Di dalam pembicaraan kita sehari-hari yang dimaksud dengan berat badan
adalah massa, sedangkan dalam Fisika pengertian berat dan massa berbeda. Berat
badan dapat kita tentukan dengan menggunakan alat timbangan berat badan.
Misalnya, setelah ditimbang berat badanmu 50 kg atau dalam Fisika bermassa 50
kg. Tinggi atau panjang dan massa adalah sesuatu yang dapat kita ukur dan dapat
kita nyatakan dengan angka dan satuan. Panjang dan massa merupakan besaran
Fisika. Jadi, besaran Fisika adalah ukuran fisis suatu benda yang dinyatakan
secara kuantitas.
A. Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Besaran
Fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.
Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun,
besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok.
Sistem satuan besaran Fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu
bersifat tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan
tepat. Sistem satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para
ilmuwan di Sevres, Paris. Sistem satuan yang digunakan dalam dunia pendidikan
dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang dikelompokkan menjadi sistem
metrik besar atau MKS (Meter Kilogram Second) yang disebut sistem internasional
atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).
Besaran pokok dan besaran turunan beserta dengan satuannya dapat dilihat dalam
Tabel berikut.
1. Besaran Pokok
Selain
tujuh besaran pokok di atas, terdapat dua besaran pokok tambahan, yaitu sudut
bidang datar dengan satuan radian (rad) dan sudut ruang dengan satuan steradian
(sr)
2. Besaran Turunan
3. Konversi Satuan
Di
samping satuan sistem metrik, juga dikenal satuan lainnya yang sering dipakai
dalam kehidupan sehari-hari, misalnya liter, inci, yard, feet, mil, ton, dan
ons. Satuan-satuan tersebut dapat dikonversi atau diubah ke dalam satuan sistem
metrik dengan patokan yang ditentukan. Konversi besaran panjang menggunakan
acuan sebagai berikut:
1
mil = 1760 yard (1 yard adalah jarak pundak sampai ujung jari tangan orang
dewasa).
1
yard = 3 feet (1 feet adalah jarak tumit sampai ujung jari kaki orang dewasa).
1
feet = 12 inci (1 inci adalah lebar maksimal ibu jari tangan orang dewasa).
1
inci = 2,54 cm
1
cm = 0,01 m
Satuan
mil, yard, feet, inci tersebut dinamakan satuan sistem Inggris. Untuk besaran
massa berlaku juga sistem konversi dari satuan sehari-hari maupun sistem
Inggris ke dalam sistem SI. Contohnya sebagai berikut.
1 ton =
1000 kg
1 ons
(oz) = 0,02835 kg
1 kuintal
= 100 kg
1 pon
(lb) = 0,4536 kg
1 slug =
14,59 kg
Satuan
waktu dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi ke dalam sistem SI yaitu
detik atau sekon. Contohnya sebagai berikut.
1 tahun =
3,156 x 10^7 detik
1 jam =
3600 detik
1 hari =
8,640 x 10^4 detik
1 menit =
60 detik
Besaran
turunan memiliki satuan yang dijabarkan dari satuan besaran-besaran pokok yang
mendefinisikan besaran turunan tersebut. Oleh karena itu, seringkali dijumpai
satuan besaran turunan dapat berkembang lebih dari satu macam karena
penjabarannya dari definisi yang berbeda. Sebagai contoh, satuan percepatan
dapat ditulis dengan m/s^2 dapat juga ditulis dengan N/kg. Satuan besaran turunan
dapat juga dikonversi. Perhatikan beberapa contoh di bawah ini!
1 dyne =
10^-5 newton
1 erg =
10^-7 joule
1 kalori
= 0,24 joule
1 kWh =
3,6 x 10^6 joule
1 liter =
10^-3 m^3 = 1 dm^3
1 ml = 1
cm^3 = 1 cc
1 atm =
1,013 x 10^5 pascal
1 gauss =
10^-4 tesla
UJI KOMPETENSI
Latihan
Yuk!!
1.
Adik sakit demam. Badannya terasa hangat. Ibu bermaksud
mengukur panas badan adik. Alat ukur apa yang harus digunakan ibu? Sebutkan
besaran pokok apa yang diukur!
2.
Kakak mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 54 km/jam.
Dia hendak membeli bensin sebanyak 2 liter di pom bensin. Tulislah satuan
besaran-besaran yang ada pada tersebut dalam SI dan lambang dimensinya!
3.
Konversikan satuan-satuan berikut ini!
0,01 m dalam satuan μm
1000 km dalam satuan mm
25,4 cm dalam satuan inci
3 feet dalam satuan cm dan m
10 g dalam satuan mg dan kg
3 ons dalam satuan g dan kg
30 sekon dalam satuan menit
Pengukuran Panjang, Massa, dan Waktu
B. ALAT UKUR
Peranan
pengukuran dalam kehidupan sehari-hari sangat penting. Seorang tukang jahit
pakaian mengukur panjang kain untuk dipotong sesuai dengan pola pakaian yang
akan dibuat dengan menggunakan meteran pita. Penjual daging menimbang massa
daging sesuai kebutuhan pembelinya dengan menggunakan timbangan duduk. Seorang petani
tradisional mungkin melakukan pengukuran panjang dan lebar sawahnya menggunakan
satuan bata, dan tentunya alat ukur yang digunakan adalah sebuah batu bata.
Tetapi seorang sarjana mengukur lebar jalan menggunakan alat meteran kelos
untuk mendapatkan satuan meter.
1. Pengukuran Besaran Panjang
Alat ukur
yang digunakan untuk mengukur panjang benda haruslah sesuai dengan ukuran
benda. Sebagai contoh, untuk mengukur lebar buku kita gunakan pengaris,
sedangkan untuk mengukur lebar jalan raya lebih mudah menggunakan meteran
kelos.
a. Pengukuran Panjang dengan Mistar
Penggaris
atau mistar berbagai macam jenisnya, seperti penggaris yang berbentuk lurus,
berbentuk segitiga yang terbuat dari plastik atau logam, mistar tukang kayu,
dan penggaris berbentuk pita (meteran pita). Mistar mempunyai batas ukur sampai
1 meter, sedangkan meteran pita dapat mengukur panjang sampai 3 meter. Mistar
memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1 cm. Posisi mata harus melihat tegak lurus
terhadap skala ketika membaca skala mistar. Hal ini untuk menghindari kesalahan
pembacaan hasil pengukuran akibat beda sudut kemiringan dalam melihat atau
disebut dengan kesalahan paralaks.
b. Pengukuran Panjang dengan Jangka
Sorong
Bagaimanakah
mengukur kedalaman suatu tutup pulpen? Untuk mengukur kedalaman tutup pulpen
dapat kita gunakan jangka sorong. Jangka sorong merupakan alat ukur panjang
yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01
cm. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter cincin dan diameter
bagian dalam sebuah pipa. Bagian-bagian penting jangka sorong yaitu:
1. rahang
tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm
2. rahang
geser yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius mempunyai selisih 1
mm.
Menggunakan Jangka Sorong
Langkah
pertama. Tentukan terlebih dahulu skala utama. Pada gambar terlihat skala nol
nonius terletak di antara skala 2,4 cm dan 2,5 cm pada skala tetap. Jadi, skala
tetap bernilai 2,4 cm.
Langkah
kedua. Menentukan skala nonius. Skala nonius yang berimpit dengan skala tetap
adalah angka 7. Jadi, skala nonius bernilai 7 x 0,01 cm = 0,07 cm.
Langkah
ketiga. Menjumlahkan skala tetap dan skala nonius. Hasil pengukuran = 2,4 cm +
0,07 cm = 2,47 cm. Jadi, hasil pengukuran diameter baut sebesar 2,47 cm.
c. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer
Sekrup
Tahukah
kamu alat ukur apa yang dapat digunakan untuk mengukur benda berukuran kurang
dari dua centimeter secara lebih teliti? Mikrometer sekrup memiliki ketelitian
0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur benda
yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur ketebalan plat,
diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil. Bagian-bagian dari
mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar, dan silinder bergerigi.
Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala terkecil untuk
skala putar sebesar 0,01 mm.
Menggunakan Mikrometer Sekrup
Langkah
pertama. Menentukan skala utama, terlihat pada gambar skala utamanya adalah 1,5
mm.
Langkah kedua.
Perhatikan pada skala putar, garis yang sejajar dengan skala utamanya adalah
angka 29. Jadi, skala nonius sebesar 29 x 0,01 mm = 0,29 mm.
Langkah
ketiga. Menjumlahkan skala utama dan skala putar. Hasil pengukuran = 1,5 mm +
0,29 mm = 1,79 mm. Jadi hasil pengukuran diameter kawat adalah 1,79 mm.
2. Pengukuran Besaran Massa
Pernahkah
kamu pergi ke pasar? Ketika di pasar kamu mungkin akan melihat berbagai macam
alat ukur timbangan seperti dacin, timbangan pasar, timbangan emas, bahkan
mungkin timbangan atau neraca digital. Timbangan tersebut digunakan untuk
mengukur massa benda. Prinsip kerjanya adalah keseimbangan kedua lengan, yaitu
keseimbangan antara massa benda yang diukur dengan anak timbangan yang
digunakan. Dalam dunia pendidikan sering digunakan neraca O’Hauss tiga lengan
atau dua lengan.
Menggunakan Neraca O’Hauss
Sekantong
plastik terigu ditimbang dengan neraca O’Hauss tiga lengan. Posisi lengan
depan, tengah, dan belakang dalam keadaan setimbang ditunjukkan pada gambar
berikut ini.
Dari
gambar dapat diketahui bahwa:
posisi
anting depan 5,5 gram
posisi
anting tengah 20,0 gram
posisi
anting belakang 200,0 gram
Jadi,
massa terigu adalah 225,5 gram
3. Pengukuran Besaran Waktu
Ketika
bepergian kita tidak lupa membawa jam tangan. Jam tersebut kita gunakan untuk
menentukan waktu dan lama perjalanan yang sudah ditempuh. Berbagai jenis alat
ukur waktu yang lain, misalnya: jam analog, jam digital, jam dinding, jam atom,
jam matahari, dan stopwatch. Dari alat-alat tersebut, stopwatch termasuk alat
ukur yang memiliki ketelitian cukup baik, yaitu sampai 0,1 s.
UJI KOMPETENSI
Latihan
Yuk!!
Sebuah
baut diukur panjang dan diameternya masing-masing menggunakan jangka sorong dan
mikrometer. Adapun massanya diukur dengan neraca. Hasil pengukuran digambarkan
berikut ini. Berapakah panjang, diameter, dan massa baut tersebut?
LATIHAN KEGIATAN SISWA
(LKS)
Pengukuran Besaran Panjang
Tujuan: Menjelaskan cara kerja alat
ukur panjang
Alat dan bahan:Mistar, jangka sorong,
mikrometer sekrup, tabung reaksi, pensil, dan kertas karton
Langkah kerja
1.
Ukurlah diameter luar, diameter dalam, dan kedalaman tabung
reaksi. Ukur pula panjang dan lebar benda lainnya dengan menggunakan ketiga
alat tersebut.
2.
Masukkan hasil pengukuran pada tabel berikut.
Pertanyaan
1.
Apakah semua besaran benda dapat diukur dengan ketiga alat
ukur tersebut? Mengapa demikian?
2.
Apakah hasil pengukuran dari ketiga alat ukur tersebut sama?
Mengapa demikian?
3.
Apa yang dapat kamu simpulkan
LATIHAN KEGIATAN SISWA
(LKS)
Pengukuran Besaran Massa
Latihan Yuk!!
Sebuah
baut diukur panjang dan diameternya masing-masing menggunakan jangka sorong dan
mikrometer. Adapun massanya diukur dengan neraca. Hasil pengukuran digambarkan
berikut ini. Berapakah panjang, diameter, dan massa baut tersebut?
Pengukuran
Besaran Massa
Tujuan
Menjelaskan cara kerja alat ukur massa
Alat dan bahan: Neraca O’hauss dan timbangan badan
Langkah kerja
1.
Sediakan neraca O'hauss dan timbangan badan.
2.
Timbanglah beberapa benda, misalnya beberapa buku pada
neraca O'hauss dan timbangan badan.
3.
Masukkan hasilnya pada tabel pengamatan berikut ini.
Pertanyaan
1.
Dengan menimbang satu buku, berapa massa yang ditunjukkan
oleh neraca dan timbangan badan?
2.
Berapa buku maksimal yang dapat ditampung oleh neraca
O'hauss dan timbangan badan?
3.
Mana yang lebih akurat, neraca O'hauss atau timbangan badan?
4.
Apa yang dapat kamu simpulkan?
BAB 2
SUHU DAN PENGUKURANYA
Kalian
tentunya pernah mandi menggunakan air hangat, bukan? Untuk mendapatkan air
hangat tersebut kita mencampur air dingin dengan air panas. Ketika tangan kita
menyentuh air yang dingin, maka kita mengatakan suhu air tersebut dingin.
Ketika tangan kita menyentuh air yang panas maka kita katakan suhu air tersebut
panas. Ukuran derajat panas dan dingin suatu benda tersebut dinyatakan dengan
besaran suhu. Jadi, suhu adalah suatu besaran untuk menyatakan ukuran derajat
panas atau dinginnya suatu benda.
A. Termometer sebagai Alat Ukur Suhu
Suhu
termasuk besaran pokok. Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda
adalah termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair
dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol. Pertimbangan
dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah sebagai
berikut:
1.
raksa tidak membasahi dinding kaca,
2.
raksa merupakan penghantar panas yang baik,
3.
kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas
yang kecil cukup dapat mengubah suhunya,
4.
jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ºC dan
titik didihnya 357ºC.
Pengukuran
suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan termometer alkohol. Alkohol
memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -114ºC. Namun demikian,
termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi
sebab titik didihnya hanya 78ºC. Pada pembuatan termometer terlebih dahulu
ditetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah. Titik tetap termometer
tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer. Di antara kedua titik tetap tersebut
dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur
dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air mendidih.
B. penetapan titik tetap
pada skala termometer.
Termometer
Celcius. Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka
100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.
Termometer
Reaumur. Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80.
Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.
Termometer
Fahrenheit. Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka
212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik
tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.
Termometer
Kelvin. Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini
disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi
total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan
angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan
titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.
Perbandingan
skala antara temometer Celcius, termometer Reaumur, dan termometer Fahrenheit
adalah:
C : R : F
= 100 : 80 : 180
C : R : F
= 5 : 4 : 9
C. Menentukan Skala Suatu Termometer
Kita
dapat menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang kita
buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat
menentukan titik tetap kedua termometer berada dalam keadaan yang sama.
Misalnya, kita akan menentukan skala termometer X dan Y. Termometer X dengan
titik tetap bawah Xb dan titik tetap atas Xa. Termometer Y dengan titik tetap
bawah Yb dan titik tetap atas Ya. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua
termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada
tekanan 1 atmosfer.
Dengan
membandingkan perubahan suhu dan interval kedua titik tetap masing-masing
termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.
Keterangan:
Xa =
titik tetap atas termometer X
Xb =
titik tetap bawah termometer X
Tx = suhu
pada termometer X
Ya =
titik tetap atas termometer Y
Yb =
titik tetap bawah termometer Y
Ty = suhu
pada termometer Y
UJI KOMPETENSI
Latihan Yuk!!
1.
Suatu benda diukur suhunya menggunakan termometer Reaumur,
diperoleh hasil 50ºR. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer
a) Celcius, b) Fahrenheit, c) Kelvin
2.
Suhu es yang sedang melebur dan suhu air mendidih apabila
diukur dengan termometer A masing-masing besarnya 10ºA. Suhu suatu benda diukur
dengan termometer skala Celcius sebesar 50º C. Berapa suhu benda tersebut jika
diukur dengan termometer A?
3.
Membuat Termometer Sederhana
LATIHAN KEGIATAN SISWA
(LKS)
THERMOMETER
Tujuan: Menetapkan skala suatu hermometer
Alat dan bahan
1.
Termometer raksa yang belum diberi skala
2.
Es batu, air panas, satu set alat pemanas, labu didih, gelas
dan corong kaca
3.
Kain lap, spidol, kertas milimeter, dan penggaris
Langkah kerja
1.
Masukkan es ke dalam gelas atau corong kaca, kemudian
masukkan termometer. Biarkan beberapa saat sampai kedudukan raksa stabil/tidak
turun lagi. Kemudian pada kedudukan raksa tersebut diberi tanda angka 0 (nol)
dengan spidol. Tanda ini sebagai titik tetap bawah termometer dengan nilai 0°C.
2.
Masukkan air panas ke labu didih, kemudian panaskan sampai
airnya mendidih. Masukkan termometer ke dalam air yang sedang mendidih hingga
tampak raksa naik dan berhenti pada tempat tertinggi. Selanjutnya beri tanda
angka 100 dengan spidol. Tanda ini sebagai titik tetap atas termometer dengan
nilai 100°C.
3.
Ambil termometer dan keringkan termometer dengan kain lap.
Letakkan termometer di atas kertas milimeter. Dengan bantuan penggaris,
letakkan titik tetap bawah dan titik tetap atas pada kertas milimeter. Bagi
jarak antara titik tetap bawah dan titik tetap atas menjadi sepuluh bagian yang
sama. Tandai dengan angka secara berurutan dari titik bagian itu mulai dari 0,
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, sampai 100.
Pertanyaan
1.
Dari penetapan skala tadi, coba kamu ukur suhu pada air
panas, dan air dari es yang telah melebur. Berapa derajat suhunya?
2.
Ganti termometer dengan termometer yang telah jadi. Apakah
hasilnya sama dengan termometer buatanmu tadi?
3.
Apa yang dapat kamu simpulkan?
BAB 3
WUJUD ZAT DAN PERUBAHANYA
Standar Kompetensi:
3. Memahami wujud zat dan perubahannya
Kompetensi Dasar:
3.1.
Menyelidiki sifat-sifat zat berdasarkan wujudnya dan penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari.
3.2.
Mendeskripsikan konsep massa jenis dalam kehidupan sehari-hari.
3.3.
Melakukan percobaan yang berkaitan dengan pemuain dalam kehidupan sehari-hari.
3.4.
Mendeskripsikan peran kalor dalam mengubah wujud zat dan suhu suatu benda serta
penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
A. Wujud Zat
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
1. 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
2. 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
3.
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
B. 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
UJI KOMPETENSI
Latihan Yuk!!
1.
Pada saat cuaca mendung dan hampir turun hujan, mengapa kita
sering merasa gerah dan kepanasan?
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?
Tingkatan wujud apakah sesudah wujud gas?Jelaskan keadaan partikel-partikelnya!
3.
Berdasarkan skema perubahan wujud zat, sebutkan perubahan
wujud apa saja yang memerlukan panas dan yang melepaskan panas?
LATIHAN KEGIATAN SISWA
(LKS)
Perubahan Wujud Zat
Tujuan: Mengamati perubahan wujud zat
pada parafin
Alat dan bahan:
1.
Beker glass/gelas kimia
2.
Pembakar Bunsen
3.
Tripod/kaki tiga beserta kasa asbesnya
4.
Parafin/lilin
5.
Korek api
Langkah kerja
1.
Masukkan parafin ke dalam gelas kimia.
2.
Susunlah peralatan yang sudah disiapkan seperti pada gambar.
3.
Nyalakan pembakar Bunsen
4.
Amatilah perubahan wujud parafin pada saat dipanaskan.
5.
Setelah mendidih padamkanlah nyala apinya.
6.
Amatilah perubahan wujud parafin setelah nyala api
dipadamkan.
Pertanyaan
1.
Berdasarkan kegiatan yang telah kamu lakukan, jelaskan
perubahan wujud apa sajakah yang terjadi pada parafin?
2.
Apa yang dapat kamu simpulkan?
3.
Gaya Antar Partikel
C. 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.
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.
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.
1. 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)
2.
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:
peristiwa
naiknya air dari ujung akar ke daun pada tumbuhan
naiknya
minyak tanah pada sumbu kompor
basahnya
tembok rumah bagian dalam ketika hujan. Ketika terkena hujan, tembok bagian
luar akan basah, kemudian merembes ke bagian yang lebih dalam.
UJI KOMPETENSI
Latihan Yuk!!
1.
Jelaskan mengapa tulisan kapur dapat menempel di papan
tulis?
2.
Sebutkan 3 contoh peristiwa yang menunjukkan adhesi lebih
besar dari kohesi?
3.
Sebutkan 3 contoh peristiwa yang menunjukkan kohesi lebih
besar dari adhesi?
4.
Jelaskan mengapa air yang dituangkan dalam gelas berbentuk
meniskus cekung, sedangkan air raksa berbentuk meniskus cembung?
5.
Apa yang dimaksud dengan kapilaritas?
6.
Sebutkan tiga contoh peristiwa kapilaritas dalam kehidupan
sehari-hari!
LATIHAN KEGIATAN SISWA
(LKS)
Kohesi dan Adhesi
Tujuan:
1. Mengamati peristiwa kohesi dan adhesi
2. Mengamati meniskus cekung dan meniskus cembung
Alat dan bahan
1.
Meja kaca
2.
Air
3.
MINYAK /OLI
4.
Lidi
5.
Pipa kapiler
Langkah Kerja
Percobaan 1
1.
Siapkan setetes air dan raksa, kemudian letakkan di
permukaan kaca meja pada posisi yang berbeda.
2.
Amatilah bentuk air dan raksa di permukaan kaca.
3.
Amatilah masing-masing bentuk tetesan air dan raksa di
permukaan kaca tersebut.
Percobaan 2
1.
Siapkan dua buah pipa kapiler, masing-masing diisi dengan
air dan satu lagi dengan MINYAK dengan jumlah yang sama.
2.
Amatilah bentuk meniskus yang terjadi pada pipa kapiler yang
diisi dengan air dan pipa kapiler yang diisi dengan MINYAK
Pertanyaan
1.
Bagaimana bentuk air di permukaan kaca?
2.
Bagaimana bentuk raksa di permukaan kaca?
3.
Bagaimana bentuk meniskus yang terjadi pada pipa kapiler
yang dimasukkan air?
4.
Bagaimana bentuk meniskus yang terjadi pada pipa kapiler
yang dimasukkan raksa?
5.
Bagaimana keadaan permukaan air pada pipa kapiler
dibandingkan dengan keadaan raksa yang berada pada pipa kapiler?
6.
Apa yang dapat kamu simpulkan?
D. Massa Jenis
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?
Dengan
memperhatikan hasil kegiatan percobaan tadi, diskusikan kembali tentang
permisalan dua kantong plastik ukuran sama yang diisi kapas dan pasir, ketika
kamu membahas massa. Meskipun volumenya sama, yaitu satu kantong plastik,
ternyata pasir memiliki massa yang lebih besar dibanding kapas. Berdasarkan hal
ini, dikatakan massa jenis pasir lebih besar daripada massa jenis kapas. Massa
jenis merupakan perbandingan antara massa dan volume.
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)
Tabel
berbagai massa jenis zat
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.
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.
1. Penggunaan Konsep Massa Jenis dalam Kehidupan Sehari-Hari
a.
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.
b. 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.
c. 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.
Uji kompetensi
Latihan
Yuk!!
1.
Apakah yang membedakan antara air dengan es? Sebagaimana
kamu ketahui es terbuat dari air.
2.
Air mempunyai massa jenis 1000 kg/m^3. Apabila massanya 500
kg, berapakah volumenya?
3.
Es memiliki massa 800 kg dan massa jenisnya 920 kg/m^3.
Tentukan volume es tersebut!
4.
Massa jenis air 1000 kg/m^3 memiliki volume sama dengan 100
kg alkohol yang mempunyai massa jenis 800 kg/m^3. Hitunglah massa air!
5.
Sebuah balok kayu berukuran 10 cm × 0,2 m × 40 dm. Balok memiliki
massa 2,4 kg. Hitunglah massa jenis balok!
6.
Suatu hari Bu Nani menyuruh anaknya yang bernama Sinta untuk
membeli telur ayam di pasar. Sebelum berangkat ke pasar ibunya berpesan agar
membeli telur yang masih baru. Dapatkah kamu membantu Sinta cara memilih telur
yang masih baru?
7.
Semua batu bila dicelupkan ke dalam air secara langsung
pasti tenggelam, kecuali batu apung. Mengapa hal itu bisa terjadi?
LATIHAN KEGIATAN SISWA
(LKS)
Massa Jenis Zat
Tujuan
1.
Memahami pengukuran massa jenis pada benda yang memiliki
bentuk tidak teratur
2.
Mengetahui suatu benda dapat terapung atau tenggelam dalam
suatu zat cair
Alat dan bahan
1.
Gelas ukur atau tabung ukur
2.
Neraca O’hauss
3.
Air
4.
Batu kali
5.
Pecahan genteng
6.
Paku
7.
Kayu gabus
Langkah Kerja
1.
Dengan menggunakan neraca lengan, ukurlah massa 200 ml air.
2.
Bandingkan massa dan volume air tersebut. Catatlah hasilnya.
3.
Timbanglah batu kali dengan neraca. Catat hasilnya pada
tabel.
4.
Isilah gelas ukur atau tabung ukur dengan air. Catat volume
air mula-mula (Vo).
5.
Masukkan batu kali ke dalam gelas ukur. Catatlah volume air
setelah batu kali dimasukkan (V1).
6.
Bandingkan massa dan volume batu kali tersebut. Catatlah
hasilnya.
7.
Ulangi langkah 3 sampai dengan 6 untuk pecahan genteng,
paku, dan kayu gabus.
Pertanyaan
1.
Berapakah nilai masing-masing perbandingan massa dan volume
air yang kamu peroleh apabila dinyatakan dalam satuan SI?
2.
Berapakah nilai masing-masing perbandingan massa dan volume
benda yang kamu peroleh apabila dinyatakan dalam satuan SI?
3.
Bagaimana perbandingan antara massa jenis air dan massa
jenis benda-benda yang tadi kamu ukur?
4.
Apa yang dapat kamu simpulkan?
LATIHAN UJI KOMPETENSI
Wujud Zat dan Perubahannya
1. Semua
yang memiliki massa dan menempati ruang disebut .…
a. massa
b. zat
c. berat
d. gas
2. Di
bawah ini termasuk perubahan fisika, kecuali ….
a.
penguapan
b.
pengembunan
c.
pembekuan
d.
pembakaran
3.
Perubahan wujud yang melepaskan energi adalah .…
a.
menguap
b.
membeku
c.
melebur
d.
mencair
4.
Perhatikan bagan perubahan wujud zat berikut!
Perubahan
wujud yang ditunjukkan nomor 2, 4, dan 6 berturut-turut dinamakan …
a.
mencair, menguap, menyublim
b.
menguap, menyublim, membeku
c.
menyublim, mengembun, membeku
d.
mengembun, menyublin, mencair
5.
Sebongkah es dimasukkan ke dalam suatu wadah, kemudian dipanasi. Perubahan
wujud yang mungkin terjadi secara berurutan adalah .…
a. zat
cair menjadi zat padat menjadi gas
b. zat
cair menjadi gas menjadi zat padat
c. zat
padat menjadi zat cair menjadi gas
d. zat
padat menjadi gas menjadi zat cair
6. Gaya
tarik antara molekul sejenis disebut ….
a. adhesi
b.
kapilaritas
c.
gravitasi
d. kohesi
7.
Berikut ini termasuk kohesi, kecuali ....
a. air
dengan air
b. tinta
dengan tinta
c. raksa
dengan raksa
d. tinta
dengan kertas
8.
Meniskus cembung terjadi pada keadaan berikut, kecuali ….
a. air di
daun talas
b.
tetesan air dalam minyak tanah
c. raksa
di atas kaca
d.
spiritus di dalam tabung reaksi
9. Zat
yang tersusun hanya satu atom disebut ….
a.
molekul
b.
senyawa
c. unsur
d. campuran
10.
Sebuah balok berukuran 10 cm x 5 cm x 4 cm bermassa 100 g dimasukkan ke dalam
air yang bermassa jenis 1 g/cm^3 maka balok tersebut akan ….
a.
melayang
b.
tenggelam
c.
terapung
d.
kadang-kadang tenggelam
11.
Berikut ini merupakan contoh kapilaritas, kecuali ....
a.
naiknya minyak pada lampu teplok
b.
naiknya air dalam tembok pada musim hujan
c.
naiknya air tanah ke daun pada tumbuhan
d.
naiknya minyak pada lampu petromak
12.
Bejana berhubungan yang salah satunya berupa pipa kapiler, bila diisi dengan
raksa maka permukaan raksa pada masing-masing bejana yang benar ditunjukkan
seperti gambar ....
13.
Berikut ini yang termasuk senyawa adalah ….
a.
nitrogen
b. udara
c. gula
d. air
tanah
14. Nilai
perbandingan antara massa dan volume disebut ....
a. kalor
jenis
b. massa
benda
c. berat
jenis
d. massa
jenis
15.
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 berbeda
c. massa
dan volumenya berbeda, tetapi jenisnya sama
d. massa
dan volumenya berbeda, tetapi bentuknya berbeda
16. Suatu
zat sejenis mempunyai massa jenis ….
a. sama
b. tidak
sama
c. belum
tentu sama
d. tergantung
volumenya
17. Massa
jenis zat 1200 kg/m^3 jika massa benda 2400 kg, maka volumenya sebesar … m^3.
a. 0,02
b. 0,2
c. 2
d. 20
18.
Berikut ini yang mempunyai nilai massa jenis terbesar adalah .…
a. massa
20 g, volume 10 cm^3
b. massa
60 g, volume 20 cm^3
c. massa
150 g, volume 30 cm^3
d. massa
60 g, volume 6 cm^3
19.
Sebuah gelas ukur diisi air sampai 40 cm^3. Jika sebuah batu massanya 160 g
dimasukkan ke dalam gelas tersebut sehingga volume menjadi 80 cm^3. Massa jenis
batu sebesar … g/cm^3.
a. 2
b. 4
c. 8,5
d. 17
20.
Sebuah kaleng kosong mempunyai massa 500 gram dan volumenya 400 cm^3. Kemudian
kaleng diisi dengan minyak sampai penuh dan ditimbang ternyata massa menjadi
820 g. Massa jenis minyak sebesar … g/cm^3.
a. 0,8
b. 8
c. 80
d. 800
BAB 4
Pemuaian Zat
Kereta
api merupakan alat transportasi darat yang relatif aman dan nyaman serta dapat
mengangkut penumpang dalam jumlah yang banyak. Kereta berjalan di atas rel.
Pada sambungan rel kereta api terdapat sebuah celah, Mengapa harus ada celah?
Celah tersebut pada malam hari lebar, sedangkan siang hari menjadi sempit
karena terkena sinar matahari.
Sebagian
besar zat akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Bila
suatu zat dipanaskan (suhunya dinaikkan) maka molekul-molekulnya akan bergetar
lebih cepat dan amplitudo getaran akan bertambah besar, akibatnya jarak antara
molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian adalah
bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat tersebut. Pemuaian dapat
terjadi pada zat padat, cair, dan gas.
A. Pemuaian Zat Padat
Coba kamu
amati bingkai kaca jendela di ruang kelasmu! Adakah bingkai jendela yang
melengkung? Tahukah kamu apa sebabnya? Bingkai jendela tersebut melengkung
tidak lain karena mengalami pemuaian. Pemuaian yang terjadi pada benda,
sebenarnya terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Namun demikian, untuk
mempermudah pemahaman maka pemuaian dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian
panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.
1. Pemuaian Panjang
Pernahkah
kamu mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan siang hari? Kabel
jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari.
Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar matahari.
Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat
adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang
mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.
Alat
Musschenbroek
Besarnya
panjang logam setelah dipanaskan adalah s
ebesar
ebesar
Besarnya
panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang 1 m disebut
koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu, dan koefisien
muai panjang dinyatakan dengan persamaan
Keterangan:
L =
Panjang akhir (m)
L0 =
Panjang mula-mula (m)
ΔL =
Pertambahan panjang (m)
α =
Koefisien muai panjang (/ºC)
Δt =
kenaikan suhu (ºC)
Beberapa
Koefisien Muai Panjang Benda
2. Pemuaian Luas
Jika yang
dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan
mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan
mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang. Pertambahan luas zat padat untuk
setiap kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m^2 disebut koefisien muai luas (β).
Hubungan antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas
suatu zat adalah
Keterangan:
A = Luas
akhir (m2)
Δ0 =
Pertambahan luas (m2)
A0 = Luas
mula-mula (m2)
β =
Koefisien muai luas zat (/º C)
Δt =
Kenaikan suhu (ºC)
Besarnya
β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.
3. Pemuaian Volume
Jika
suatu balok mula-mula memiliki panjang P0, lebar L0, dan tinggi h0 dipanaskan
hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan
luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar
dimana
Keterangan:
V =
Volume akhir (m^3)
V0 =
Volume mula-mula (m^3)
ΔV =
Pertambahan volume (m^3)
γ =
Koefisien muai volume (/ºC)
Δt =
Kenaikan suhu (ºC)
B. Pemuaian Zat Cair
Pada zat cair
tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai
ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair
itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing
jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama
tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat
cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik pertemuan
antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel.
Anomali
Air
Khusus
untuk air, pada kenaikan suhu dari 0º C sampai 4º C volumenya tidak bertambah,
akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh
karena itu, pada suhu 4ºC air mempunyai volume terendah. Hubungan volume dengan
suhu pada air dapat digambarkan pada grafik berikut.
Pada suhu
4ºC, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa
jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0ºC – 4ºC akan menyusut,
dan bila suhunya dinaikkan dari 4ºC ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap
benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi
pada air itu disebut anomali air. Hal yang sama juga terjadi pada bismuth
dengan suhu yang berbeda. Lakukan kegiatan berikut untuk menyelidiki kecepatan
pemuaian pada berbagai macam zat cair.
C. Pemuaian pada Gas
Mungkin
kamu pernah menyaksikan mobil atau motor yang sedang melaju di jalan tiba-tiba
bannya meletus?. Ban mobil tersebut meletus karena terjadi pemuaian udara atau gas
di dalam ban. Pemuaian tersebut terjadi karena adanya kenaikan suhu udara di
ban mobil akibat gesekan roda dengan aspal.
Pemuaian
pada gas adalah pemuaian volume yang dirumuskan sebagai
γ adalah
koefisien muai volume. Nilai γ sama untuk semua gas, yaitu 1/273 ºC^-1
Pemuaian
gas dibedakan tiga macam, yaitu:
a.
pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal),
b.
pemuaian gas pada tekanan tetap (isobar), dan
c.
pemuaian gas pada volume tetap (isokhorik).
1. Pemuaian Gas pada Suhu Tetap (Isotermal)
Pernahkah
kalian memompa ban dengan pompa manual. Apa yang kalian rasakan ketika baru
pertama kali menekan pompa tersebut? Apa yang kalian rasakan ketika kalian
menekannya lebih jauh? Awalnya mungkin terasa ringan. Namun, lama kelamaan
menjadi berat. Hal ini karena ketika kita menekan pompa, itu berarti volume gas
tersebut mengecil. Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle, yaitu gas
di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan
volume gas adalah tetap. Dirumuskan sebagai:
Keterangan:
P =
tekanan gas (atm)
V =
volume gas (L)
2. Pemuaian Gas pada Tekanan Tetap
(Isobar)
Pemuaian
gas pada tekanan tetap berlaku hukum Gay Lussac, yaitu gas di dalam ruang
tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu
mutlak gas. Dalam bentuk persamaan dapat dituliskan sebagai:
Keterangan:
V =
volume (L)
T = suhu
(K)
3. Pemuaian Gas Pada Volume Tetap
(Isokhorik)
Pemuaian
gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac, yaitu jika volume gas di dalam
ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.
Hukum Boyle-Gay Lussac
dirumuskan sebagai
dirumuskan sebagai
Dengan
menggabungkan hukum boyle dan hukum Gay Lussac diperoleh persamaan
Keterangan:
P =
tekanan (atm)
V =
volume (L)
T = suhu
(K)
UJI KOMPETENSI
Latihan
Yuk!!
1.
Batang logam panjangnya 300 cm dipanaskan dari 25ºC hingga
225ºC mengalami pertambahan panjang sebesar 0,6 cm. Berapa pertambahan batang
logam yang sama dengan panjang 200 cm dan dipanaskan dari 20ºC hingga suhu
320ºC
2.
Sekeping aluminium panjangnya 40 cm dan lebarnya 30 cm
dipanaskan dari 40ºC sampai 140ºC. Jika koefisien muai panjang aluminium adalah
2,5 x 10^-5 /º C, berapakah luas keping aluminium setelah dipanaskan?
3.
Besi berbentuk kubus pada suhu 20ºC memiliki panjang rusuk
10 cm. Kubus tersebut dipanaskan hingga suhu 220ºC. Berapa volume kubus pada
suhu 220ºC jika koefisien muai panjang besi 1,2 x 10^5/ºC?
4.
Jelaskan pengertian anomali air!
5.
Apa yang dimaksud dengan titik tripel dan titik kritis?
6.
Sebutkan tiga contoh pemanfaatan prinsip pemuaian zat cair
dalam kehidupan sehari-hari!
7.
Suatu gas suhunya 27ºC dipanaskan pada tekanan tetap. Berapa
suhu gas tersebut saat volume gas menjadi 3 kali volume semula?
8.
Gas di dalam ruang tertutup pada suhu 27ºC dan tekanan 2 atm
memiliki volume 2,4 L. Berapa volume gas tersebut pada suhu 227ºC dan tekanan 3
atm?
9.
Sejumlah gas dengan volume 4 L pada tekanan 1,5 atm dan
suhunya 27ºC. Kemudian gas tersebut dipanaskan hingga suhunya 47ºC dan
volumenya 3,2 L. Berapakah tekanan gas setelah dipanaskan?
LATIHAN KEGIATAN SISWA
(LKS)
Pemuaian Zat Cair
Tujuan:
Menyelidiki
kecepatan pemuaian pada berbagai macam zat cair
Alat dan bahan
1.
Labu erlenmeyer berpipa kecil (4 buah)
2.
Wadah air
3.
Sumber panas
4.
Air
5.
Eter
6.
Bensin
7.
Alkohol
Langkah kerja
1.
Siapkan empat buah labu erlenmeyer berpipa kecil. Isi
masing-masing labu dengan air, eter, bensin, dan alkohol dengan volume yang
sama.
2.
Siapkan wadah yang agak besar dan isilah dengan air.
3.
Masukkan labu tersebut pada wadah berisi air kemudian
panaskan wadah tersebut.
4.
Setelah beberapa saat, amatilah tinggi permukaan zat cair
pada labu.
Pertanyaan
1.
Bagaimana hasil pengamatan terhadap tinggi permukaan zat
cair pada labu? Samakah tinggi masing-masing zat cair tersebut?
2.
Apa yang dapat kamu simpulkan berkaitan dengan pemuaian pada
zat cair berdasarkan hasil kegiatan di atas?
D. Penerapan Konsep Pemuaian Zat
Penerapan
Konsep Pemuaian Zat dalam Kehidupan Sehari-Hari
Prinsip
pemuaian zat banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah
beberapa contoh penerapannya:
1. Pemasangan Kaca Jendela
Pemasangan
kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi kaca sebab koefisien muai kaca
lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat kaca tersebut dipasang. Hal ini
penting sekali untuk menghindari terjadinya pembengkokan pada bingkai.
2. Pemasangan Sambungan Rel Kereta Api
Penyambungan
rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel
lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel akan memuai hingga akan bertambah
panjang. Dengan diberikannya ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi
desakan antar rel yang akan mengakibatkan rel menjadi bengkok.
3. Pemasangan Bingkai Besi pada Roda
Pedati
Bingkai
roda pedati pada keadaan normal dibuat sedikit lebih kecil daripada tempatnya
sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara langsung pada tempatnya.
Untuk memasang bingkai tersebut, terlebih dahulu besi harus dipanaskan hingga
memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga
memudahkan untuk dilakukan pemasangan bingkai tersebut. Ketika suhu mendingin,
ukuran bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada tempatnya.
4. Pemasangan Jaringan Listrik dan
Telepon
Kabel
jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke tiang lainnya
sehingga saat udara dingin panjang kabel akan sedikit berkurang dan mengencang.
Jika kabel tidak dipasang kendur, maka saat terjadi penyusutan kabel akan
terputus.
5. Keping Bimetal
Keping
bimetal adalah dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang
berbeda yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap
perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan kedua
keping pada posisi lurus. Jika suhu naik kedua keping akan mengalami pemuaian
dengan pertambahan panjang yang berbeda. Akibatnya keping bimetal akan
membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien muai panjang yang kecil.
Keping
bimetal dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan misalnya pada termometer
bimetal, termostat bimetal pada seterika listrik, saklar alarm bimetal, sekring
listrik bimetal. Pemanfaatan pemuaian zat yang tidak sama koefisien muainya
dapat berguna bagi industri otomotif, misalnya pada bimetal yang dipasang
sebagai saklar otomatis atau pada lampu reting kendaraan.
UJI KOMPETENSI
Latihan Yuk!!
1.
Sebutkan 5 contoh penerapan prinsip pemuaian zat dalam
kehidupan sehari-hari!
2.
Apa yang dimaksud dengan keping bimetal? Jelaskan prinsip
kerjanya?
Pemuaian Zat
1.
Apabila suatu benda diberi kalor, maka benda itu akan ....
a.
menyusut volumenya
b. pasti
berubah wujud
c. pasti
bertambah suhunya
d. bisa
berubah wujud atau bertambah suhunya
2. Alat
berikut ini digunakan untuk mengetahui pemuaian pada zat padat adalah ....
a.
barometer
b.
termoskop
c.
dilatometer
d.
Musschenbrock
3.
Koefisien muai panjang adalah ....
a. angka
yang menunjukkan berkurang panjangnya tiap 1 cm zat bila suhunya naik sebesar 1
°C
b. angka
yang menunjukkan bertambah panjangnya tiap 1 cm suatu zat bila suhunya naik
sebesar 1 °C
c. angka
yang menunjukkan bertambah panjangnya tiap 1 cm suatu zat bila suhunya turun
sebesar 1 °C
d. angka
yang menunjukkan berkurang panjangnya tiap 1 cm zat bila suhunya tetap pada 1
°C
4.
Perhatikan tabel berikut!
Jika
panjang benda mula-mula sama dan benda-benda tersebut dipanaskan pada suhu yang
sama secara bersamaan, maka logam yang pertambahan panjangnya terbesar adalah
....
a.
kuningan
b.
tembaga
c. baja
d. kaca
5.
Kuningan panjang mula-mula 100 cm dengan koefisien muai panjang 0,000019/°C
dipanaskan dari suhu 10 °C sampai 110 °C akan bertambah panjang sebesar ... cm.
a. 0,0038
b. 0,0019
c. 0,19
d. 0,38
6.
Sebatang logam panjangnya 50,00 cm pada suhu 10 °C dan 50,05 cm pada suhu 110
°C. Maka koefisien muai panjang baja itu adalah ... / °C.
a. 0,0005
b.
0,00005
c.
0,00005
d.
0,000005
7.
Sebatang plat besi berbentuk persegi panjang dengan panjang 20 cm dan lebar 10
cm pada suhu 10 °C dan koefisien muai panjang logam itu 0,000012 / °C. Maka
pada suhu 260 °C luas pelat akan bertambah sebesar ... m^2.
a.
0,0001248
b.
0,001248
c. 1,248
d. 2,248
8.
Koefisien muai volume adalah angka yang menunjukkan ....
a.
bertambahnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 K
b.
bertambahnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 °C
c.
berkurangnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 °C
d.
berkurangnya volume setiap 2 cm3 suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 °C
9.
Pernyataan yang benar hubungan antara α, β, dan γ adalah ....
10.
Koefisien muai panjang kuningan 0,000019 /°C, maka koefisien muai volume
kuningan tersebut adalah ... / °C.
a.
0,000057
b.
0,000038
c.
0,0000095
d.
0,0000019
11. Alat
yang digunakan untuk menunjukan pemuaian pada zat cair adalah ....
a.
higrometer
b.
dilatometer dimasukkan ke air
c.
dilatometer berisi air dipanaskan
d.
Musschenbrock
12. Zat
cair akan lebih cepat memuai daripada zat padat. Hal ini terjadi pada
peristiwa....
a. ketika
termometer dimasukkan ke dalam air mendidih skalanya bertambah
b. panci
yang berisi penuh air akan tumpah ketika air mendidih
c. panci
lebih cepat panas daripada air
d. air
lebih cepat panas daripada panci
13.
Sebuah tangki berisi alkohol sebanyak 1000 cm^3 pada suhu 0 °C dengan koefisien
muai volume sebesar 0,00120 /°C. Jika dipanaskan sampai 80 °C pada tekanan
tetap, maka volume gas menjadi ... cm^3.
a. 96
b. 904
c. 1096
d. 1120
14.
Penerapan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari dapat berupa seperti berikut,
kecuali ....
a.
pemasangan sambungan rel kereta api
b.
pemasangan kaca jendela
c.
pengelingan
d.
pengeringan pakaian
15.
Berikut ini gambar bimetal terbuat dari logam A dan B. Pernyataan yang tidak
tepat dari gambar itu yaitu ....
a.
koefisien muai panjang logam A lebih kecil dari logam B
b.
koefisien muai panjang logam B lebih kecil dari logam A
c.
bimetal akan melengkung ke arah logam B bila didinginkan
d.
koefisien muai volume logam B lebih kecil dari logam A
BAB 5
Kalor
A. Definisi Kalor
Peristiwa
yang melibatkan kalor sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya,
pada waktu memasak air dengan menggunakan kompor. Air yang semula dingin lama
kelamaan menjadi panas. Mengapa air menjadi panas? Air menjadi panas karena
mendapat kalor, kalor yang diberikan pada air mengakibatkan suhu air naik. Dari
manakah kalor itu? Kalor berasal dari bahan bakar, dalam hal ini terjadi
perubahan energi kimia yang terkandung dalam gas menjadi energi panas atau
kalor yang dapat memanaskan air.
Sebelum
abad ke-17, orang berpendapat bahwa kalor merupakan zat yang mengalir dari
suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika
kedua benda tersebut bersentuhan atau bercampur. Jika kalor merupakan suatu zat
tentunya akan memiliki massa dan ternyata benda yang dipanaskan massanya tidak
bertambah. Kalor bukan zat tetapi kalor adalah suatu bentuk energi dan
merupakan suatu besaran yang dilambangkan Q dengan satuan joule (J), sedang
satuan lainnya adalah kalori (kal). Hubungan satuan joule dan kalori adalah:
1 kalori
= 4,2 joule
1 joule =
0,24 kalori
B.
Kalor dapat Mengubah Suhu Benda
Apa yang
terjadi apabila dua zat cair yang berbeda suhunya dicampur menjadi satu?
Bagaimana hubungan antara kalor terhadap perubahan suhu suatu zat? Adakah
hubungan antara kalor yang diterima dan kalor yang dilepaskan oleh suatu zat?
Semua benda dapat melepas dan menerima kalor. Benda-benda yang bersuhu lebih
tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor. Demikian juga
sebaliknya benda-benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan
cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisi dengan lingkungan di sekitarnya.
Suhu zat akan berubah ketika zat tersebut melepas atau menerima kalor. Dengan
demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.
Kalor
jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang yang diperlukan oleh suatu zat
bermassa 1 kg untuk menaikkan suhu 1 °C. Sebagai contoh, kalor jenis air 4.200
J/kg °C, artinya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1
°C adalah 4.200 J. Kalor jenis suatu zat dapat diukur dengan alat kalorimeter.
Tabel
beberapa kalor jenis zat
Banyaknya
kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda
bergantung pada:
massa
benda (m)
jenis
benda / kalor jenis benda (c)
perubahan
suhu (Δt )
Oleh
karena itu, hubungan banyaknya kalor, massa zat, kalor jenis zat, dan perubahan
suhu zat dapat dinyatakan dalam persamaan.
Keterangan:
Q =
Banyaknya kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)
m = Massa
zat (kg)
c = Kalor
jenis zat (joule/kg °C)
Δt =
Perubahan suhu (°C)
Kalor
dapat Mengubah Wujud Zat
Suatu zat
apabila diberi kalor terus-menerus dan mencapai suhu maksimum, maka zat akan
mengalami perubahan wujud. Peristiwa ini juga berlaku jika suatu zat melepaskan
kalor terus-menerus dan mencapai suhu minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor
dapat digunakan untuk mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah
wujud zat. Perubahan wujud suatu zat akibat pengaruh kalor dapat digambarkan
dalam skema berikut.
Keterangan:
1 =
mencair/melebur
2 =
membeku
3 =
menguap
4 =
mengembun
5 =
menyublim
6 =
mengkristal
Menguap
(terjadi perubahan suhu)
Apakah
pada waktu zat menguap memerlukan kalor? Dari manakah kalor itu diperoleh? pada
waktu air dipanaskan akan tampak uap keluar dari permukaan air. Kenyataan ini
menunjukkan bahwa pada waktu menguap zat memerlukan kalor. Jika air dipanaskan
terus-menerus, lama-kelamaan air tersebut akan habis. Habisnya air akibat
berubah wujud menjadi uap atau gas. Peristiwa ini disebut menguap, yaitu
perubahan wujud dari cair ke gas, karena molekul-molekul zat cair bergerak
meninggalkan permukaan zat cairnya. Pada peristiwa menguap terjadi perubahan
suhu, oleh karena itu berlaku:
Sama
halnya pada peristiwa membeku, melebur, dan mengembun.
Mendidih
(tidak mengalami perubahan suhu, namun terjadi perubahan wujud)
Mendidih
adalah peristiwa penguapan zat cair yang terjadi di seluruh bagian zat cair
tersebut. Peristiwa ini dapat dilihat dengan munculnya gelembung-gelembung yang
berisi uap air dan bergerak dari bawah ke atas dalam zat cair. Zat cair yang
mendidih jika dipanaskan terus-menerus akan berubah menjadi uap. Banyaknya
kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap seluruhnya pada
titik didihnya disebut kalor uap (U). Karena tidak terjadi perubahan suhu, maka
besarnya kalor uap dapat dirumuskan:
Keterangan:
Q = kalor
yang diserap/dilepaskan (joule)
m = massa
zat (kg)
U = kalor
uap (joule/kg)
Tabel
beberapa kalor uap zat
Jika uap
didinginkan akan berubah bentuk menjadi zat cair, yang disebut mengembun. Pada
waktu mengembun zat melepaskan kalor, banyaknya kalor yang dilepaskan pada
waktu mengembun sama dengan banyaknya kalor yang diperlukan waktu menguap dan
suhu di mana zat mulai mengembun sama dengan suhu di mana zat mulai menguap.
Latihan
Yuk!!
Apakah
yang dimaksud dengan kalor?
Sebutkan
tiga faktor yang mempengaruhi kalor dapat mengubah suhu zat!
Air
dengan massa 1,50 kg pada suhu 30 °C dipanaskan sampai dengan suhu 100 °C.
Berapakah kalor yang diperlukan jika kalor jenis air 4.200 J/kg°C?
Sebutkan
dua faktor yang mempengaruhi perubahan wujud zat!
Apakah
yang dimaksud dengan menguap, mengembun, melebur, dan membeku
Berapa
kalor yang diperlukan untuk melebur 1,50 kg es 0 °C menjadi 1,50 kg air 0 °C,
jika kalor lebur es 336.000 J/kg?
Berapa
kalor yang diperlukan untuk mengubah 2,0 kg es suhu -5 °C menjadi uap air
seluruhnya pada suhu 100 °C, jika kalor jenis es 2.100 J/kg°C, kalor jenis air
4.200 J/kg °C, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor uap 2.260.000 J/kg?
Sebutkan
empat cara untuk mempercepat proses penguapan! Berilah masing-masing satu
contoh!
Perpindahan
Kalor
Beras
yang dimasukkan ke dalam panci berisi air dan diletakkan di atas kompor
menyala, lama-kelamaan akan menjadi nasi. Api kompor mengeluarkan kalor yang
berpindah dari panci ke air kemudian air menjadi panas dan memanaskan beras
sehingga beras menjadi nasi. Kamu telah mengetahui bahwa kalor merupakan salah
satu bentuk energi dan dapat berpindah apabila terdapat perbedaan suhu. Secara
alami kalor berpindah dari zat yang suhunya tinggi ke zat yang suhunya rendah.
Bagaimana kalor dapat berpindah? Apabila ditinjau dari cara perpindahannya, ada
tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu:
konduksi
(hantaran),
konveksi
(aliran), dan
radiasi
(pancaran).
Perpindahan
Kalor secara Konduksi
Cobalah
membakar ujung besi dan ujung besi lainnya kamu pegang, setelah beberapa lama
ternyata ujung besi yang kamu pegang lama kelamaan terasa semakin panas. Hal
ini disebabkan adanya perpindahan kalor yang melalui besi. Peristiwa
perpindahan dari ujung besi kalor yang dipanaskan ke ujung besi yang kamu
pegang mirip dengan perpindahan buku yang kamu lakukan, di mana molekul-molekul
besi yang menghantarkan kalor tidak ikut berpindah. Perpindahan kalor seperti
ini dinamakan perpindahan kalor secara hantaran atau konduksi. Apakah setiap
zat dapat menghantarkan kalor secara konduksi? Ambillah sepotong kayu, kemudian
ujung yang satu dipanaskan sedang ujung kayu yang lainnya kamu pegang. Apakah
ujung yang kamu pegang terasa panas? Ternyata tidak panas. Hal ini berarti
bahwa pada kayu tidak terjadi perpindahan kalor secara konduksi.
Bahan
yang dapat menghantarkan kalor disebut konduktor kalor, misalnya besi, baja,
tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam). Adapun penghantar yang kurang
baik/penghantar yang buruk disebut isolator kalor, misalnya kayu, kaca, wol,
kertas, dan plastic (jenis bukan logam). Bagaimana halnya dengan air? Termasuk
konduktor atau isolatorkah air itu? Coba apa ada yang tahu?
Perpindahan
Kalor secara Konveksi
Perpindahan
kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Perpindahan kalor secara
konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut.
Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zatnya
disebut konveksi/aliran. Selain perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada
zat cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi pada gas/udara. Peristiwa
konveksi kalor melalui penghantar gas sama dengan konveksi kalor melalui
penghantar air. Kegiatan tersebut juga dapat digunakan untuk menjelaskan
prinsip terjadinya angin darat dan angin laut.
Angin
Darat
Angin
darat terjadi pada malam hari dan berhembus dari darat ke laut. Hal ini terjadi
karena pada malam hari udara di atas laut lebih panas dari udara di atas darat,
sehingga udara di atas laut naik diganti udara di atas darat. Maka terjadilah
aliran udara dari darat ke laut. Angin darat dimanfaatkan oleh para nelayan
menuju ke laut untuk menangkap ikan.
Angin
Laut
Angin
laut terjadi pada siang hari dan berhembus dari laut ke darat. Hal ini terjadi
karena pada siang hari udara di atas darat lebih panas dari udara di atas laut,
sehingga udara di atas darat naik diganti udara di atas laut. Maka terjadilah
aliran udara dari laut ke darat. Angin laut dimanfaatkan oleh nelayan untuk
kembali ke darat atau pantai setelah menangkap ikan. Pemanfaatan konveksi dalam
kehidupan sehari-hari, antara lain: pada sistem pendinginan mobil (radiator),
pembuatan cerobong asap, dan lemari es.
Perpindahan
Kalor secara Radiasi
Bagaimanakah
energi kalor matahari dapat sampai ke bumi? Telah kita ketahui bahwa antara
matahari dengan bumi berupa ruang hampa udara, sehingga kalor dari matahari
sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara. Perpindahan kalor tanpa melalui zat
perantara atau medium ini disebut radiasi/hantaran. Contoh perpindahan kalor
secara radiasi, misalnya pada waktu kita mengadakan kegiatan perkemahan, di
malam hari yang dingin sering menyalakan api unggun. Saat kita berada di dekat
api unggun badan kita terasa hangat karena adanya perpindahan kalor dari api
unggun ke tubuh kita secara radiasi. Walaupun di sekitar kita terdapat udara
yang dapat memindahkan kalor secara konveksi, tetapi udara merupakan penghantar
kalor yang buruk (isolator). Jika antara api unggun dengan kita diletakkan
sebuah penyekat atau tabir, ternyata hangatnya api unggun tidak dapat kita
rasakan lagi. Hal ini berarti tidak ada kalor yang sampai ke tubuh kita, karena
terhalang oleh penyekat itu. Dari peristiwa api unggun dapat disimpulkan bahwa:
dalam
peristiwa radiasi, kalor berpindah dalam bentuk cahaya, karena cahaya dapat
merambat dalam ruang hampa, maka kalor pun dapat merambat dalam ruang hampa;
radiasi
kalor dapat dihalangi dengan cara memberikan tabir/penutup yang dapat
menghalangi cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya.
Latihan
Yuk!!
Apakah
yang dimaksud dengan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi?
serta berikan masing-masing dua contoh?
Apakah
yang dimaksud dengan konduktor dan isolator, berilah masing-masing dua contoh?
Konduksi
Tujuan
Menyelidiki
perpindahan kalor secara konduksi pada berbagai jenis logam
Alat dan
bahan
Batang
seng, besi, kaca, dan tembaga
Kaki tiga
Pembakar
spiritus dan korek api
Lilin
Langkah
Kerja
Letakkan
empat buah batang masing-masing: seng, besi, kaca, dan tembaga di atas tripod
(kaki tiga).
Teteskan
lilin pada ujung keempat bahan tersebut.
Panaskan
ujung yang lain keempat bahan tersebut dalam pemanas spiritus.
Amatilah
tetesan lilin yang cepat mencair dari keempat bahan tersebut.
Pertanyaan
Bahan
manakah yang tetesan lilinnya cepat mencair? Mengapa? Apakah semua benda dapat
menghantarkan kalor?
Apa yang
dapat kamu simpulkan?
Pemanfaatan
Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari
Termos
Termos
berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada di dalamnya agar tetap panas
dalam jangka waktu tertentu. Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor
secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Dinding termos dibuat sedemikian
rupa, untuk menghambat perpindahan kalor pada termos, yaitu dengan cara:
permukaan
tabung kaca bagian dalam dibuat mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi
mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke
dalam termos,
dinding
kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi,
dan
ruang
hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan agar
konveksi dengan udara luar tidak terjadi.
Setrika
Setrika
terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang dapat memindahkan kalor secara
konduksi ke pakaian yang sedang diseterika. Adapun, pegangan seterika terbuat
dari bahan yang bersifat isolator.
Panci
Masak
Panci
masak terbuat dari bahan konduktor yang bagian luarnya mengkilap. Hal ini untuk
mengurangi pancaran kalor. Adapun pegangan panci terbuat dari bahan yang
bersifat isolator untuk menahan panas.
Latihan
Yuk!!
Bagaimanakah
cara kerja termos sehingga air yang tersimpan dalam termos tetap panas?
Setrika
terbuat dari dua bahan yang berbeda, yaitu konduktor
dan isolator. Sebutkan bagian-bagian seterika
yang terbuat dari kedua bahan tersebut! Jelaskan!
Soal |
Kalor
1. Salah
satu bentuk energi yang dapat berpindah karena ada perbedaan suhu disebut ....
a.
kalorimeter
b. kalor
c. kalori
d.
penguapan
2. Satu
kalori ialah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan ....
a. 1 gram
air
b. 1 gram
air sehingga suhunya naik 1°C dengan tekanan udara luar 76 cmHg
c. 1 kg
air sehingga suhunya naik 1°C dengan tekanan udara luar 76 cmHg
d. 1 g
air sehingga suhunya naik 14, 5°C—15,5°C dengan tekanan udara luar 76 cmHg
3. Benda
yang diberi kalor akan mengalami ....
a. pasti
perubahan suhu dan wujud zat
b.
perubahan suhu saja
c.
perubahan wujud saja
d. bisa
perubahan wujud atau perubahan suhu
4.
Pernyataan berikut yang tepat adalah ....
a. kalor
yang diperlukan air dan minyak goreng sama banyaknya untuk kenaikan suhu yang
berbeda
b. kalor
yang diperlukan air lebih banyak dibandingkan dengan minyak goreng pada
kenaikan suhu yang sama
c. kalor
yang diperlukan air lebih banyak dibandingkan dengan minyak goreng pada
kenaikan suhu yang berbeda
d. kalor
yang diperlukan minyak goreng lebih banyak daripada air pada kenaikan suhu yang
sama
5. Air
bermassa 100 gram suhu mula-mula 30°C dipanasi hingga suhunya 100°C. Jika kalor
jenis air 1 kal/g°C maka besarnya kalor
yang diperlukan adalah ... kal.
a. 3000
b. 7000
c. 10000
d. 13000
6.
Alkohol sebanyak 1 kg bersuhu 10°C diberi kalor sebesar 24 kJ. Jika kalor jenis
alkohol sebesar 2400 J/kg°C. Maka suhu akhir alkohol adalah ... °C
a. 10
b. 20
c. 30
d. 40
7. Pinsip
kerja lemari es yaitu ....
a.
pengambilan kalor dari benda secara terus menerus dengan bantuan freon
b.
pengambilan kalor dari benda sampai freon habis
c.
penambahan kalor benda secara terus menerus dengan bantuan freon
d.
penambahan kalor ke benda melalui freon dari suhu 0°C—40°C air membeku menjadi
es
8.
Sepotong es akan dipanaskan sampai menimbulkan uap untuk membuktikan ....
a. adanya
kalor pada benda
b. kalor
dapat mengubah wujud zat
c. kalor
dapat pindah ke benda
d. adanya
perpindahan kalor pada setiap zat
9. Air
dimasukkan ke lemari es untuk diambil kalornya hingga terbentuk es yang padat
disebut ....
a.
mengembun
b.
menguap
c.
menyublim
d.
membeku
10. Air
diberi kalor sehingga air itu menampakkan gelembung-gelembung air. Peristiwa
itu disebut ....
a.
memanas
b.
mendidih
c.
menguap
d.
mencair
11. Titik
didih suatu zat akan sama dengan ....
a. titik
uap zat lain
b. titik
uap zat itu sendiri
c. titik
embun zat lain
d. titik
embun zat itu sendiri
12.
Banyaknya kalor yang diperlukan selama mendidih bergantung pada ....
a. berat
zat dan kalor uap
b. berat
jenis zat dan kalor embun
c. massa
zat dan kalor uap
d. massa
jenis zat dan kalor embun
13. Sepotong
es dimasukkan ke dalam bejana, kemudian dipanaskan. Es berubah menjadi air.
Apabila terus-menerus dipanaskan, air mendidih, dan menguap. Kesimpulan yang
benar adalah ....
a.
melebur dan menguap memerlukan kalor
b.
menguap dan mengembun memerlukan kalor
c.
membeku dan melebur memerlukan kalor
d.
melebur dan mengembun melepaskan kalor
14.
Alkohol atau spiritus yang diteteskan ke kulit menyebabkan kulit terasa dingin.
Peristiwa itu termasuk ....
a.
penguapan
b.
pengembunan
c.
mencair
d.
mengkristal
15. Ada
beberapa cara mempercepat penguapan seperti berikut, kecuali ....
a.
pemanasan atau menaikkan suhu
b.
memperluas permukaan atau bidang penguapan
c.
meniupkan udara di atas permukaan
d.
menambah tekanan di atas permukaan
16. Kalor
uap adalah kalor yang diperlukan oleh ....
a. 1 kg
zat cair untuk menguap
b. 1 g
zat cair untuk menguap
c. 1°C
zat cair untuk menguap
d. 1 K
zat cair untuk menguap
17. Kalor
uap sama dengan ...
a. kalor
embun
b. kalor
didih
c. kalor
embun
d. kalor
beku
18.
Banyaknya kalor yang diperlukan oleh zat untuk menguap dapat dicari dengan
persamaan ....
a. Q = t
x U
b. Q = m
x U
c. Q = m
: U
d. Q = U
: m
19. Air 5
kg dipanaskan dari 0°C menjadi 100°C sehingga mendidih dan menguap. Apabila
kalor uap air 2,3 × 10^6 J/kg, maka kalor yang dibutuhkan untuk menguap adalah
....
a. 1,15 ×
10^9 joule
b. 1,15 ×
10^8 joule
c. 1,15 ×
10^7 joule
d. 1,15 ×
10^6 joule
20. Kalor
lebur adalah kalor yang diperlukan oleh ....
a. 1 kg
zat padat untuk melebur
b. 1 kg
zat cair untuk melebur
c. 1 kg
zat cair untuk melebur
d. 1 kg
zat padat yang mencapai suhu 0°C
21. Kalor
lebur timbal 25.000 J/kg setelah diberi kalor sebesar 5 × 10^4 J timbal itu
melebur. Maka massa timbal itu adalah ....
a. 0,2 kg
b. 0,5 kg
c. 2 kg
d. 5 kg
22.
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diserap atau dilepas oleh benda
pada saat ....
a.
suhunya naik atau turun 1°C
b.
suhunya tetap pada 1°C
c.
suhunya berubah-ubah tiap 1°C
d.
suhunya akan menaik ke 1°C
23.
Kapasitas kalor secara matematis dirumuskan sebagai ....
a. H = Q
: m
b. H = Q
: T
c. H = Q
x m
d. H = Q
x C
24. Alat
yang dapat mengubah wujud zat dari zat cair menjadi gas dan kembali menjadi zat
cair
adalah ....
a. lemari
es
b. kulkas
c. Air
Conditioner
d.
penyulingan
25. Kalor
dapat berpindah dengan cara ....
a.
konduksi, induksi, dan radiasi
b.
konduksi, konveksi, dan radiasi
c.
konduksi, induksi, dan konveksi
d.
konveksi, induksi, dan radiasi
Gerak
Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak
Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Coba kamu
perhatikan apabila sebuah sepeda motor bergerak menuruni sebuah bukit,
bagaimanakah kecepatannya? Tentu saja kecepatannya semakin bertambah besar.
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada lintasan lurus
dengan kecepatannya berubah secara teratur tiap detik. Kamu tentunya masih
ingat bahwa perubahan kecepatan tiap detik adalah percepatan. Dengan demikian,
pada GLBB benda mengalami percepatan secara teratur atau tetap. Hubungan antara
besar kecepatan (v) dengan waktu (t) pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
ditunjukkan pada grafik di bawah ini.
Jika vo
menyatakan kelajuan benda mula-mula (t = 0) dan vo menyatakan kelajuan benda
pada waktu t, maka kelajuan rata-rata benda (v) dapat dituliskan berikut ini.
s
menyatakan jarak yang ditempuh benda yang bergerak dengan percepatan tetap a
selama waktu t dari kedudukannya mula-mula.
Grafik
Hubungan pada GLBB
a. Grafik
hubungan antara jarak (s) terhadap waktu (t)
b. Grafik
hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t)
c. Grafik
hubungan percepatan (a) terhadap waktu (t)
Latihan
Yuk!!
Sebuah
mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam direm sehingga kecepatannya berkurang
secara teratur menjadi 18 km/jam dalam waktu 5 detik. Berapa jarak yang
ditempuh selama detik ke-5?
Sebuah benda
yang mula-mula diam diberi gaya F sehingga kecepatannya menjadi 10 m/s dan
jarak yang dLKS | GLB
Tujuan
Menentukan
kecepatan benda
Alat dan
bahan
Ticker
timer
Pita
ketik
Power
supply
Kertas
karbon
Trolly/kereta
dinamika bermotor
Gunting
Bidang
luncur
Kertas
grafik
Langkah
kerja
Siapkan
alat dan bahan yang diperlukan
Rangkailah
alat sepeti pada gambar berikut
Masukkan
ujung pita ke ticker timer.
Tempelkan
ujung yang lain pita tersebut pada trolly.
Hubungkan
ticker timer pada power supply.
Lepaskan trolly
sehingga meluncur ke bawah
Ambil
pita dan potong setiap 10 titik hasil ketikan.
Tempelkan
hasil potongan pita pada kertas grafik.
Hubungkan
titik titik teratas dari tiap-tiap potongan pita.
Ukur
perubahan jarak (Δs). Hitung kecepatan (v) dengan membagi perubahan jarak (Δs
dengan selang waktu (Δt).
Ulangi
percobaan tersebut sebanyak 5 kali.
Buatlah
kesimpulan percobaan, kemudian susunlah laporan hasil kegiatan.itempuh 15
meter. Hitung lama waktu benda tersebut diberi gaya F!
Gerak
Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak
Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Coba kamu
perhatikan apabila sebuah sepeda motor bergerak menuruni sebuah bukit,
bagaimanakah kecepatannya? Tentu saja kecepatannya semakin bertambah besar.
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada lintasan lurus
dengan kecepatannya berubah secara teratur tiap detik. Kamu tentunya masih
ingat bahwa perubahan kecepatan tiap detik adalah percepatan. Dengan demikian,
pada GLBB benda mengalami percepatan secara teratur atau tetap. Hubungan antara
besar kecepatan (v) dengan waktu (t) pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
ditunjukkan pada grafik di bawah ini.
Jika vo
menyatakan kelajuan benda mula-mula (t = 0) dan vo menyatakan kelajuan benda
pada waktu t, maka kelajuan rata-rata benda (v) dapat dituliskan berikut ini.
s
menyatakan jarak yang ditempuh benda yang bergerak dengan percepatan tetap a
selama waktu t dari kedudukannya mula-mula.
Grafik
Hubungan pada GLBB
a. Grafik
hubungan antara jarak (s) terhadap waktu (t)
b. Grafik
hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t)
c. Grafik
hubungan percepatan (a) terhadap waktu (t)
Latihan
Yuk!!
Sebuah
mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam direm sehingga kecepatannya berkurang
secara teratur menjadi 18 km/jam dalam waktu 5 detik. Berapa jarak yang
ditempuh selama detik ke-5?
Sebuah
benda yang mula-mula diam diberi gaya F sehingga kecepatannya menjadi 10 m/s
dan jarak yang ditempuh 15 meter. Hitung lama waktu benda tersebut diberi gaya
F!
Penerapan
GLB dan GLBB dalam Kehidupan Sehari-hari
Gerak
suatu benda dapat diselidiki menggunakan pewaktu ketik (ticker timer). Alat ini
dilengkapi dengan pemukul getar dengan frekuensi listrik PLN 50 Hz atau
sebanyak 50 kali ketikan dalam satu detik. Hal ini berarti satu ketikan
memerlukan waktu 0,02 detik. Alat ini juga dilengkapi dengan troli (kereta
dinamik), papan luncur, dan pita rekaman.
Jenis
gerakan benda dapat dilihat dari pita rekaman. Benda bergerak lurus beraturan
(GLB) akan menghasilkan tanda ketikan yang jaraknya selalu sama dalam selang waktu
tertentu. Benda yang dipercepat akan menghasilkan tanda ketikan yang jaraknya
semakin besar dan perubahannya secara teratur, sebaliknya apabila dihasilkan
tanda ketikan semakin kecil berarti benda melakukan gerak diperlambat.
jarak
antar ketikan sama besar (GLB)
jarak
antar ketikan semakin renggang (GLBB dipercepat)
jarak antar ketikan semakin rapat (GLBB
diperlambat)
Benda-benda
di alam semesta banyak melakukan gerak lurus beraturan, seperti gerak
planet-planet mengelilingi matahari. Penerapan GLBB di antaranya adalah sebagai
berikut.
Kelapa
yang jatuh dari pohonnya
Benda
jatuh bebas.
Gerak
seorang penerjun payung.
Gerak
mobil dalam balapan mobil.
Gerak
sebutir peluru yang ditembakkan oleh pemburu.
GLBB
Tujuan
Menentukan
percepatan benda
Alat dan
bahan
Ticker
timer
Pita
ketik
Power
supply
Kertas
karbon
Trolly/kereta
dinamika
Gunting
Bidang
luncur
Kertas
grafik
Langkah
kerja
Siapkan
alat dan bahan yang diperlukan
Rangkailah
alat sepeti pada gambar berikut
Masukkan
ujung pita ke ticker timer.
Tempelkan
ujung yang lain pita tersebut pada trolly.
Hubungkan
ticker timer pada power supply.
Lepaskan
trolly sehingga meluncur ke bawah
Ambil
pita dan potong setiap 10 titik hasil ketikan.
Tempelkan
hasil potongan pita pada kertas grafik.
Hubungkan
titik titik teratas dari tiap-tiap potongan pita.
Ukur
perubahan kecepatan (Δv). Hitung percepatan (a) dengan membagi perubahan
kecepatan (Δv) dengan selang waktu (Δt).
Ulangi
percobaan tersebut sebanyak 5 kali.
Buatlah
kesimpulan percobaan, kemudian susunlah laporan hasil kegiatan.
Gerak Jatuh Bebas
Dalam
kehidupan sehari-hari, anda mungkin pernah melihat jatuhnya sebuah benda dari
suatu ketinggian tertentu tanpa kecepatan awal, misalnya buah kelapa tua yang
jatuh dari pohonnya. Gerak jatuhnya suatu benda dari suatu ketinggian tanpa
kecepatan awal inilah yang disebut dengan gerak jatuh bebas. Pada gerak jatuh
tanpa kecepatan awal ini, benda mengalami percepatan gravitasi bumi (g),
sehingga makin dekat dengan permukaan bumi, gerakan benda akan semakin cepat.
Adapun ilustrasinya dapat dilihat seperti ilustrasi berikut
Pada
ilustrasi di atas tampak sebuah bola yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu h
tanpa kecepatan awal (Vo = 0). Gerak jatuh bebas merupakan GLBB, oleh karena
itu, persamaan dalam GLBB masih tepat berlaku, hanya saja, percepatan (a)
diganti dengan percepatan gravitasi bumi (g)
Oleh
karena pada gerak jatuh bebas tidak ada kecepatan awal (Vo = 0), maka persamaan
gerak di atas akan menjadi seperti berikut
Gerak Vertikal
Gerak vertikal
merupakan gerakan benda arah vertikal dengan kecepatan awal (Vo = 0). Gerak
vertikal ini dibedakan mejadi dua, yaitu gerak vertikal ke atas dan gerak
vertikal ke bawah
Pada
gerak vertikal baik itu gerak vertikal ke atas maupun gerak vertikal ke bawah,
masih tetap berlaku persamaan gerak lurus berubah beraturan
Salah
satu fenomena gerak vertikal yang erat kaitannya dengan
teknologi yang sering kita temui adalah peluncuran roket.
Gerak
1.
Jika suatu benda bergerak maka ….
a.
kedudukan benda dan titik acuan tidak berubah
b.
kedudukan benda dan titik acuan tetap
c.
kedudukan benda tetap terhadap titik acuan
d.
kedudukan benda berubah terhadap titik acuan
2.
Ketika kita naik kereta api yang sedang berjalan maka pohon-pohon seolah–olah
bergerak. Gerakan pohon tersebut disebut .…
a.
gerak relatif
b.
gerak semu
c.
gerak lurus
d.
gerak ganda
3.
Benda bergerak dengan lintasan lurus dan kecepatannya tetap disebut ....
a.
gerak lurus beraturan
b.
gerak dipercepat beraturan
c.
gerak lurus tidak beraturan
d.
gerak diperlambat beraturan
4.
Resti berjalan 6 meter ke barat, kemudian 8 meter ke selatan. Besarnya
perpindahan Resti adalah ....
a. 2
m
b.
14 m
c.
10 m
d. 14
m
5.
Besaran yang menyatakan besarnya jarak perpindahan tiap satuan waktu adalah ….
a.
kecepatan
b.
percepatan
c.
jarak
d.
gerak
6.
Satuan kecepatan dalam SI adalah ….
a.
ms
b.
detik
c.
km/jam
d.
m/s
7.
Benda yang bergerak lurus beraturan mempunyai .…
a.
percepatan
b.
kecepatan berbeda
c.
kecepatan tetap
d.
waktu tetap
8.
Alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan suatu benda adalah ….
a.
voltmeter
b.
hydrometer
c.
speedoracer
d.
speedometer
9.
Eko mengendarai sepeda motor menempuh jarak 108 km dalam waktu 2 jam, maka
kecepatannya
adalah … m/s.
a.
110
b.
60
c.
54
d.
15
10.
Budi pergi ke sekolah naik sepeda. Jarak dari rumah ke sekolah 1,8 km dan
kecepatan sepedanya konstan sebesar 3 m/s. Jika masuk sekolah jam 07.00, paling
lambat Budi harus berangkat ke sekolah pukul ….
a.
06.54
b.
06.45
c.
06.30
d.
06.50
11.
Berikut ini termasuk gerak dipercepat, kecuali ....
a.
sebuah mangga jatuh
b.
meluncur di bidang miring
c.
sebuah batu dilempar ke atas
d.
benda jatuh bebas
12.
Sebuah benda mula-mula diam kemudian dipercepat 3 m/s^2. Setelah 5 detik
kecepatannya menjadi … m/s.
a.
0,6
b.
1,67
c. 2
d.
15
13.
Benda mula-mula diam, kemudian dipercepat 0,4 m/s^2. Jarak yang ditempuh benda
... m.
a. 1
b. 2
c. 5
d.
10
14.
Sebuah kelereng bergerak dari keadaan diam. Setelah 8 sekon kecepatannya
menjadi 9,6 m/s. Percepatan kelereng sebesar … m/s^2.
a.
76
b.
7,7
c 12
d.
1,2
15.
Sebuah mobil berjalan 20 m/s direm hingga berhenti dalam waktu 4 detik. Jarak
yang ditempuh selama pengereman adalah … meter.
a. 5
b.
20
c.
40
d.
80
Bagian - Bagian Mikroskop dan Jenisnya
Mikroskop dan Jenis-Jenisnya
Apakah
semua makhluk hidup dapat diamati dengan jelas secara langsung, tanpa
menggunakan alat bantu? Bagaimana pula makhluk hidup yang bersel satu? Saat
kita melakukan pengamatan sel atau jaringan pada makhluk hidup dapatkah kita
melihat dengan jelas bagian-bagiannya? Mereka terlalu kecil untuk dapat kita
amati langsung dengan mata kita atau disebut dengan mikroskopis. Untuk
mengamati hewan atau benda mikroskopis, kita perlu menggunakan alat bantu untuk
dapat memperjelas objek pengamatan. Alat bantu tersebut dapat berupa kaca
pembesar (lup) maupun mikroskop. Mikroskop (bahasa Yunani: micron = kecil dan
scopos = tujuan) adalah sebuah alat untuk melihat objek yang terlalu kecil
untuk dilihat dengan mata telanjang.
Tanpa
bantuan mikroskop kita tidak dapat mengamati bagianbagian sel/jaringan dengan
jelas dan terperinci. Mikroskop dapat membuat objek pengamatan yang kecil
terlihat lebih besar. Mikroskop awalnya dibuat tahun 1590 oleh Zaccharias
Janssen dan Hans, seorang tukang kacamata dari Belanda. Selanjutnya pada tahun
1610, Galileo, ahli fisika modern dan astronomi menggunakan mikroskop untuk
mengamati gejala alam. Beberapa tahun kemudian Antonie van Leuwenhoek dari Belanda
membuat mikroskop dengan satu lensa yang dapat membesarkan objek yang diamati
sampai 300 kali. Tahun 1663 Robert Hooke, ilmuwan Inggris meneliti serangga dan
tumbuhan dengan mikroskop. Ia menemukan sel-sel kecil pada gabus.
Jenis-Jenis Mikroskop
Bentuk
dan jenis mikroskop berkembang sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi. Mikroskop yang paling sederhana adalah mikroskop cahaya, mikroskop
stereo sampai yang modern seperti mikroskop elektron. Semakin modern,
perbesaran yang dihasilkan semakin besar dan rinci. Berdasarkan pada kenampakan
objek yang diamati, mikroskop dibagi dua jenis, yaitu mikroskop dua dimensi
(mikroskop cahaya) dan mikroskop tiga dimensi (mikroskop stereo). Berdasarkan
sumber cahayanya, mikroskop dibedakan menjadi mikroskop cahaya dan mikroskop
elektron.
- Mikroskop Cahaya
Mikroskop
cahaya mempunyai perbesaran maksimum 1000 kali. Mikroskop jenis ini memiliki
tiga lensa, yaitu lensa objektif, lensa okuler, dan kondensor. Lensa objektif
dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop. Lensa okuler pada
mikroskop ada yang berlensa tunggal (monokuler) atau ganda (binokuler). Lensa
kondensor berperan untuk menerangi objek dan lensa-lensa mikroskop lain. Dengan
pengaturan yang tepat maka akan diperoleh daya pisah maksimal.
- Mikroskop Stereo
Mikroskop
stereo merupakan jenis mikroskop yang hanya bias digunakan untuk benda yang
relatif besar dengan perbesaran 7 hingga 30 kali. Benda yang diamati dengan
mikroskop ini dapat terlihat secara tiga dimensi. Komponen pada mikroskop
stereo hampir sama dengan mikroskop cahaya. Perbedaannya pada ruang ketajaman
lensa mikroskop stereo jauh lebih tinggi dibandingkan dengan mikroskop cahaya
sehingga kia dapat melihat bentuk tiga dimensi benda yang diamati.
- Mikroskop Elektron
Mikroskop
elektron mempunyai perbesaran sampai 100 ribu kali. Elektron digunakan sebagai
pengganti cahaya. Ada dua tipe pada mikroskop elektron, yaitu mikroskop
elektroscanning (SEM) dan mikroskop elektron transmisi (TEM).
Bagian-Bagian Mikroskop dan Cara Penggunaannya
- Pengenalan Bagian-Bagian Mikroskop
Setelah
kamu tahu sejarah singkat dan jenis-jenis mikroskop, marilah kita pelajari
bagian-bagian mikroskop. Coba kamu perhatikan gambar mikroskop berikut ini dan
amati masing-masing bagiannya!
Gambar
tersebut adalah salah satu jenis mikroskop yang sering dipakai di sekolah,
yaitu mikroskop cahaya. Coba bandingkan dengan mikroskop yang ada di
laboratorium sekolahmu! Sama ataukah berbeda? Bentuk dan jenis mikroskop memang
bermacam-macam, tetapi pada intinya hampir sama prinsip kerjanya. Sekarang mari
kita pelajari bagian-bagian mikroskop! Bagian bagian mikroskop dapat
dikelompokkan menjadi 3 bagian, yaitu bagian optik, penerangan, dan mekanis.
Bagian Optik
Bagian
ini berupa lensa-lensa yang mampu membuat bayangan benda menjadi lebih besar.
Ada dua macam lensa, lensa yang dekat dengan mata disebut lensa okuler atau
lubang pengintai. Kekuatan perbesaran biasanya tertulis pada permukaanya,
misalnya 10x dan lain-lain. Lensa yang dekat dengan benda/objek
pengamatan disebut lensa objektif dan terpasang pada revolver. Kekuatan
perbesaran berbeda-beda misalnya 10x, 20x, maupun 40x. Lensa objektif dapat
diatur sesuai dengan pilihan yang kita perlukan dengan cara memutar revolver
(tempat lensa objektif). Masih ada satu lagi lensa kondensor yang berfungsi
mengumpulkan cahaya atau menerangi objek yang diamati. Perbesaran yang tampak
pada pengamatan merupakan hasil kali dari lensa okuler dan lensa objektif yang
digunakan. Contohnya, bila kamu menggunakan lensa okuler 10x dan objektif 20x maka perbesarannya adalah 10x 20 atau sama dengan 200x. Ini berarti benda yang diamati
melalui mikroskop telah diperbesar 200x.
Bagian Penerangan
Salah
satu syarat sediaan (preparat) dapat diamati dengan jelas adalah pencahayaan
yang cukup. Untuk menangkap dan memantulkan cahaya yang masuk, mikroskop
dilengkapi dengan reflektor berupa cermin. Cermin tersebut memiliki 2 sisi,
datar dan cekung. Permukaan yang datar digunakan jika sumber cahaya cukup
terang, sedangkan bagian yang cekung digunakan bila cahaya kurang terang. Di
bawah meja objek, dapat kita temukan bagian yang berfungsi mengatur banyaknya
cahaya yang masuk. Bagian ini disebut diafragma, di dalamnya terdapat
lubang-lubang berupa lingkaran yang dapat diputar, ada yang besar maupun kecil.
Semakin kecil diafragma yang digunakan semakin kecil pula cahaya yang masuk ke
dalam mikroskop, demikian juga sebaliknya.
Bagian Mekanis
Bagian
mekanis berguna untuk menggerakkan dan memudahkan penggunaan mikroskop. Bagian
tersebut di antaranya landasan/dasar/kaki mikroskop dan pegangan mikroskop.
Selain itu, ada bagian yang berguna untuk pengatur fokus, yaitu pemutar kasar
(makrometer) dan pemutar halus (mikrometer).
Lensa
pada mikroskop yang letaknya dekat dengan mata pengamat dinamakan lensa ….
a. objektif
b. okuler
c.
kondensor
d.
reflektor
2.
Mikroskop yang memiliki dua lensa okuler dinamakan mikroskop ….
a. cahaya
b.
monokuler
c.
binokuler
d.
elektron
3. Bagian
mikroskop yang menghubungkan antara lensa okuler dengan lensa objektif adalah
....
a. revolver
b. tubus
c.
pemutar halus
d. lensa
kondensor
4.
Apabila di ruang pengamatan kurang cahaya, maka sebaiknya digunakan cermin ….
a. datar
b. cekung
c.
cembung
d. ganda
5. Jika
akan melihat fokus pengamatan pada mikroskop, lebih dahulu menggunakan lensa
objektif
yang memiliki perbesaran ....
a. lemah
b. sedang
c. kuat
d. paling
kuat
6. Jika
pada perbesaran tertentu bayangan tidak terlihat jelas, maka untuk mengatur dan
memperjelas
bayangan digunakan ….
a.
pemutar revolver
b.
pemutar kasar
c.
pemutar halus
d.
diafragma besar
7. Jika
saat pengamatan kita menggunakan lensa okuler perbesaran 10x dan lensa
objektif perbesaran 40x, maka perbesaran bayangan yang terlihat dibanding objek
yang sesungguhnya adalah ….
a. 10x
b. 30x
c. 50x
d. 400x
8. Sifat
bayangan yang dibentuk oleh mikroskop adalah ….
a.
terbalik, maya, diperbesar
b.
terbalik, nyata, diperbesar
c. lurus,
maya, diperbesar
d. lurus,
nyata, diperbesar
9. Posisi
penyimpanan mikroskop yang benar adalah ....
a.
diafragma dalam keadaan terbuka
b. lensa
kondensor pada posisi naik
c. lensa
objektif dan lensa okuler dilepas dan disimpan
d. cermin
tidak dihadapkan secara langsung pada arah cahaya
10.
Apakah nama alat yang digunakan untuk mengambil air yang akan diteteskan pada
objek pengamatan digunakan alat ....
a. jarum
preparat
b. tisu
atau kertas penghisap
c. pipet
d. kapas