Materi dan Perubahannya (Bahan Kuliah)

Massa ialah ukuran ketahanan sebuah benda terhadap perubahan kecepatan.

Contoh:

  1. Sebuah mobil kijang  akan mempunyai kecenderungan tetap diam yang lebih besar dibandingkan dengan sepatu roda apabila diberikan gaya yang sama.
  2. Sebuah innova yang melaju dengan kecepatan 60 km/jam akan lebih sulit dihentikan dibandingkan dengan sebuah sepeda balap dengan kecepatan yang sama.

Berat adalah gaya gravitasi bumi terhadap sebah benda yang  mempunyai massa tertentu.

Contoh:

  1. Berat sebuah mobil kijang akan lebih besar daripada sebuah cidomo di daerah yang mempunyuai percepatan gravitasi (g) tertentu.
  2. Berat sekeping uang logam 100 perak akan berbeda apabila di ukur di Mataram dan kalau di ukur di kutub Utara.

Menurut hukum Newton:

Hubungan antara gaya dan massa dirumuskan sebagai    : F = m.a

Dimana : F  = gaya (Newton)
: m = massa (kg)
: a = percepatan (m/det2)

:

Berat sebuah benda yang mempunyai massa tertentu di rumuskan sebagai:

W = m.g

W  =  Berat benda (kg)

m  = Massa (m/det2)

g    = Gravitasi

Materi ialah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa. Semua benda tersusun oleh materi.

Makin besar sebuah benda maka makin banyak materinya. Demikian sebaliknya.

Contoh:

–          Massa  sebuah sepeda motor lebih besar dari massa sebuah sepeda gayung. Maka sebuah sepeda motor memiliki materi yang lebih banyak daripada sebuah sepeda gayung.

–          Massa sebuah kursi lebih besar dari massa sebuah piring. Jadi sebuah kursi memiliki materi yang lebih banyak dari sebuah piring.

Massa sebuah benda dimanapun ia berada selalu sama dan tetap.

Contoh, sebuah HP Nokia N95 yang berada di bumi atau di planet Mars adalah tetap.

Berat sebuah benda tidak tetap, ketika ditimbang diberbagai tempat yang berbeda.

Bila kita menimbang sebuah benda, maka yang kita ukur adalah beratnya. Karena berat sebanding dengan massa (W=m.g), maka sering berat diidentikkan dengan massa.

Energi adalah kemampuan untukmelakukan usaha/kerja.

Hubungan energi dan massa dijabarkan pertama kali oleh Einstein (1879-1955) sebagai:

E=mc2

Dimana       E  = energi (joule)

m =massa (kg)

c  = kecepatan cahaya (2,99793 x 108 m/det)

Materi mempunyai massa, sehingga setiap materi mengandung energi.

Secara umum ada dua macam energi:

  1. Energi potensial, yaitu energi yang dipunyai benda karena kedudukannya relatif terehadap kedudukan yang lain.

Contoh :

  1. Palu yang dilepas dari sebuah ketinggian memiliki kemampuan jatuh.
  2. Pegas yang ditekan mempunya kemampuan melenting jika tekanan yang kita lakukan dilepas.
  1. Energi Kinetik yakni energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena gerakannya.

Contoh:

  1. Air terjun yang memiliki kemampuan untuk menggerakkan turbin air atau kincir.
  2. Bola billiard yang disodok akan mampu mengerakkan bola lain yang terkena sodokan.

Bentuk-bentuk energi yang lain adalah: energi listrikl, energi panas, energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi suara dan energi cahaya.

Contoh soal:

Berapakah besar energi yang dikandung sebuah benda yang massanya 1 gr ?

Jawab:

m = 1 gr = 0,001 kg.

e  =  mc2

Maka

E =  0,001 kg x (2,99793 x 108 m/det)2

= 8,99 x 103 joule

Sifat-sifat materi:

  1. Sifat ekstensif: yaitu sifat-sifat yang bergantung pada jumlah/ukuran materi.

Contoh:

Berat: makin banyak materi makin berat benda itu

Volume: makin besar jumlahmateri, makin besar volume yang ditempati.

  1. Sifat intensif: yakni sifat-sifat yang tidakbergantung pada jumlah dan ukuran materi.

Contoh:

  1. Sifat-sifat kimia: Yaitu sifat-sifat yang ada hubungannya dengan interaksi antara materi yang satu dengan materi yang lainnya.

Misalnya: kemampuan suatu materi untuk bereaksi dengan materi lain untuk membentuk materi baru.

  1. Sifat-sifat fisika: yaitu sifat-sifat yang tidak ada hubungannya dengan pembentukan materi jenis lain.

Beberapa sifat fisika yang penting diantaranya adalah:

–          Kerapatan, yakni massa pada satu satuan volume (kg/m3, g/ml atau g/cm3. Contoh: kerapatan alkohol adalah 0,8 g/ml; artinya 1 ml alkohol mempunyai massa sebesar 0,8 gram.

–          Berat jenis, yaitu perbandingan antara kerapatan suatu jenis materi terhadap kerapatan air. Kerapatan air adalah 1,000 g/ml (pada 4oC, 1 atm), sehingga untuk mudahnya, harga berat jenis identik dengan kerapatan.

–          Titik didih, adalah suhu terendah dimana suatu materi mulai mendidih.

–          Titik leleh, adalah suhu terendah dimana suatu materi mulai meleleh.

–          Daya hantar, adalah kemampuan suatu benda untuk menghantar/meneruskan arus listrik atau panas.

–          Kelarutan adalah kemampuan suatu materi untuk melarut di dalam suatu pelarut tertentu.

Contoh: gula dapat melarut dengan mudah di dalam air, sedangkan bedak tidak.

–          Kekerasan, merupakan ukuran darikeras lunaknya materi. Diukur dengan skala Mohs.

Contoh: bedak mempunyai kekerasan=1. Sedangkan intan mempunyai kekerasan=10.

–          Bau, berhubungan dengan uap/gas yang dikeluarkanoleh suatu materi tertentu. Ada materi yang tidak berbau , adapula yang memiliki aroma harum/tidak harum.

–          Warna, berhubungan dengan besar panjang gelombang yang dipantulkan oleh permukaan materi ke mata kita.

–          Rasa,berhubungan dengan komposisi di dalammateri tersebut.

–          Kemagnitan, berhubngan dengan kemampuan suatu jenis materi (umumnya logam) untuk dipengaruhi oleh medan magnit.

Perubahan Materi

Materi dapat berada dalam 3 keadaan (fasa), yakni: padat, cair dan gas.

Padat: massa tetap, volume tetap, bentuk tetap.

Contoh: sebuah batu bata di letakkan dimana saja tetap berupa batu bata.

Cair: massa tetap, volume tetap, bentuk tergantung wadah.

Contoh: 20 ml sirup yg dituangkan ke sebuah gelas akan mengikuti benbtuk gelas. Bila dituangkan ke botol, akab mengikuti bentuk botol, tetapi volume dan massanya tetap.

Gas: massa tetap, volume dan bentuk mengikuti wadahnya.

Contoh:Sejumlah gas CO2 yang dimasukkan ke dalam tabung akan berupa tabung, dengan volume mengikuti volume tabung tersebut. Jika dimasukkan ke dalam botol, akan mengikuti bentuk botol dengan volume yang sama seperti botol. Tetapi massanya tetap.

Materi dapat berubah wujud dari satu fasa ke fasa lainnya.

Perubahan materi secara fisika adalah perubahan materi yang tidak membentuk zat baru.

Perubahan materi secara kimia adalah perubahan materi yang membentuk zat baru.

Pada perubahan kimia, terjadi reaksi kimia pada materi yang merubah sifat-sifatnya semula. Selain itu juga terjadi perubahan bentuk energi.

Hukum Kekekalan Massa (Lavoiser, 1789.

Jumlah materi sebelum dan setelah bereaksi sama.

Hukum kekekalan energi : jumlah energi sebelum dan sesudah reaksi tetap.

Hukum Konservasi energi: energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Contoh:

dipanaskan

Seng + Belerang ……….> Seng Sulfida

6,5gr       32gr                     97gr

Contoh Soal:

  1. Perubahan-perubahan berikut ini tergolong perubahan fisika atau kimia :
  1. Besi meleleh     (Fisis)
  2. Bom atom meledak     (kimia)
  3. Air membeku    (fisis)
  4. Air tebu menjadi gula pasir  (Kimia)
  1. Pada suatu reaksi kimia:

A         +       B                              C    +        D

10gr             20gr                      5gr     +        …?

Berapa gram berat D yag dihasilkan dari reaksi tersebut ?

Jawab:

Berat sebelum reaksi = berat A + berat B = 10 gr + 20 gr = 30 gr.

Sesuai hukum kekekalan massa, berat sebelum reaksi = berat setelah reaksi:

Berat A + B = Berat C + D

30 gr=     5 gr   + D, sehingga berat D = 30 – 5 = 25 gr.

  1. Berapa joule panas yang diperlukan  untuk menaikkan temperatur 5,0 gr besi dari 3oC menjadi 100oC ?

Jawab:

Q =m.C. ∆T

Dimana:      Q = eneri panas

C = panas jenis

∆T = perubahan temperatur

Sehingga:

∆T = 100 oC – 30 oC = 70 oC

Q  = 5,0 gr x 0,45 J/gr. oC x 70 oC       = 157.5 J.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s