MATERI
DAN PERUBAHANNYA
Materi
didefinisikan sebagai segala sesuatu yang memiliki massa, menempati ruang, dan
memiliki sifat yang dapat diindra (dilihat, dicium, didengar, dirasa, atau
diraba) baik secara langsung maupun dengan bantuan alat. Jadi materi secara
singkat dapat diartikan sebagai sesuatu yang memiiki massa dan menempati
ruangan atau memiliki volume.
Hampir
semua benda yang terdapat di alam semesta termasuk diri kita sendiri, merupakan
materi. Massa yang digunakan dalam mendefinisikan materi tidak sama dengan
berat, karena massa merupakan salah satu faktor yang dapat mempengaruhi berat
benda. Massa memiliki satuan kg, sedangkan berat memiliki satuan Newton.
Misalnya suatu benda memiliki massa 65 kg ketika di bumi akan memiliki massa
yang sama ketika berada di bulan, tetapi jika diukur beratnya akan berbeda.
Massa benda tersebut tidak mengalami perubahan baik di bumi maupun di luar
angkasa.
Dalam
kehidupan sehari-hari kita selalu berhubungan dan berkaitan dengan materi.
Benda maupun materi tersebut dapat mengalami perubahan, baik secara fisik
maupun kimia. Misalnya terbentuknya uap air dari pemanasan air, pembentukan es
batu dari pembekuan air, pembentukan abu akibat pembakaran kertas atau kayu,
perkaratan besi oleh udara, pelapukan kayu atau peragian pada tempe atau tape,
serta masih banyak lagi peristiwa di sekitar kita yang terkait dengan perubahan
materi.
Sifat
Materi
Setiap
materi memiliki sifat-sifat khusus. Sifat materi menunjukkan ciri maupun
karakteristik dari materi tersebut. Sifat dan karakteristik maupun cirinya
salinf berkaitan. Untuk mengenal sifat-sifatnya berarti kita harus mengetahui
materi tersebut, demikian juga sebaliknya. Sifat materi meliputi:
1.
Sifat fisika
Sifat
ini dapat berupa: wujud (fasa), bentuk, warna, bau, rasa, daya hantar panas dan
listrik, kelarutan serta tetapan fisika misalnya massa jenis, indeks bias,
titik beku, titik didih, maupun titik leleh.
2.
Sifat kimia
Sifat
ini dapat berupa: kereaktifan misalnya mudah/sukar bereaksi, dapat terbakar, melapuk,
atau membusuk, serta rumus kimia, bentuk molekul, maupun susunan dari ikatan
kimia.
Perubahan
Materi
Tidak
ada yang abadi, kecuali Allah SWT, pencipta materi tersebut. Hal ini
menunjukkan bahwa materi di alam semesta selalu mengalami perubahan. Perubahan
ini cenderung disertai dengan perubahan energi.
Perubahan
materi terjadi akibat adanya perubahan massa, volume, wujud, atau berubah
menjadi bentuk dan materi lain.
Perubahan
tersebut sering kali kita lihat, dalam kehidupan kita misalnya:
-
air
mendidih manjadi uap
-
besi
berkarat
-
lilin
-
kapur
barus menyublim
-
air
membeku (es)
Perubahan
materi atau wujud zat dapat terjadi akibat pemanasan atau pendindinan.
Pemasanan atau pendinginan akan mengakibatkan terjadinya perubahan pada energi
materi karena adanya perubahan suhu.
Selain
itu, pada materi juga kan terjadi pelepasan maupun penyerapan energi. Misalnya
pada proses pembakaran kertas, akan terjadi perubahan suhu pada kertas, yaitu
suhu semakin naik, selain itu terjadi proses pelepasan energi atau disebut
reaksi endoterm. Sedangkan pada proses pendinginan, misalnya pembentukan es
batu dari air akan terjadi penurunan suhu pada air dan terjadi proses
penyerapan energi atau reaksi endoterm.
Perubahan
materi melibatkan perubahan sifat dari materi itu sendiri.
Perubahan
ini akan melibatkan perubahan sifat secara fisika atau kimia.
Perubahan
sifat kimia suatu materi memiliki kecenderungan melibatkan perubahan secara
fisik.
1)
Perubahan Fisika
Perubahan
fisika merupakan perubahan materi yang tidak disertai terbentuknya zat baru,
zat asalnya tidak mengalami perubahan, hanya terjadi perubahan wujud, bentuk
atau ukuran. Misalnya terjadinya penguapan air jika dipanaskan, pembekuan (es)
jika didinginkan. Es, air dan uap adalah materi yang sama tetapi memiliki wujud
yang berbeda. Berbagai macam perubahan fisika adalah:
• Perubahan
Bentuk, contohnya: beras diubah menjadi tepung beras,
kayu
diubah menjadi meja
• Pelarutan/Pengeringan,
contohnya
: - nasi diubah menjadi bubur, gula
diubah
menjadi sirop sayuran menjadi layu
• Perubahan
Wujud
Perubahan
wujud dapat digambarkan sebagai berikut :
Pada perubahan wujud, wujud zat dapat kembali ke wujud asalnya,
misalnya, air membeku menjadi es dan es mencair kembali lagi menjadi air, atau
air menguap menjadi gas (uap air) kemudia mengembun menjadi air (air embun).
2) Perubahan Kimia
Perubahan kimia merupakan perubahan zat yang menyebabkan
terjadinya satu atau lebih zat yang jenisnya baru. Perubahan kimia selanjutnya
disebut reaksi kimia. Contoh : Besi berkarat, proses fotosintesis, pembuatan
tempe, (fermentasi), indutri asam sulfat, industri alkohol dan lain-lain.
Perubahan kimia dapat terjadi karena beberapa proses yaitu :
➢ Proses Pembakaran
➢ Proses Peragian
➢ Proses perusakan atau pelapukan
➢ Proses Fotositesis
➢ Proses pencernaan makanan
➢ Proses Pernapasan
Berbagai contoh di atas menunjukkan bahwa perubahan kimia sering
disertai gejala atau tanda-tanda terbentuknya zat baru, sedangkan perubahan
fisika tidak ada tanda-tanda teerbentuknya zar baru. Perbedaan perubahan fisika
dan kimia dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Perubahan Fisika Perubahan kimia
1. Bersifat sementara (tidak permanen)
2. Tidak menyebabkan terbentuknya materi atau zat baru
3. Hanya melibatkan perubahan pada sifat fisika zat atau materinya
1. Bersifat tetap (permanen)
2. Menyebabkan terbentuknya materi atau zat baru
3. Melibatkan perubahan pada sifat fisika maupun kimianya
Padat
Cair Gas
mencair
membeku
menguap
mengembun
menyublim
Pemisahan campuran
a) Penyaringan
Penyaringan digunakan untuk memisahkan zat-zat dalam campuran
heterogen, sehingga akan diperoleh campuran homogen.
b) Penyulingan
Penyulingan atau juga disebut destilasi, digunakan untuk
memisahkan zat-zat dalam campuran homogen sehingga diperoleh zat murni,
misalnya untuk mendapatkan air murni (H2O) dari air sumur atau memisahkan air dari alkohol.
c) Kristalisasi
Kristalisasi digunakan untuk mendapatkan zat kristal murni dari
campurannya, misalnya untuk mendapatkan kristal garam murni NaCl dari garam
hasil penguapan air laut.
d) Elektrolisis
Elektrolisis
digunakan untuk memisahkan unsur-unsur dari senyawanya, misalnya memisahkan
unsur hidrogen dari air.
Kadar Zat Dalam Campuran
Komposisi zat dalam campuran tidak selalu tetap. Susunan zat dalam
campuran dinyatakan sebagai kadar zat pembentuk campuran.
Kadar zat dapat dinyatakan dalam persen massa, persen volume atau
bagian per sejuta (bpj).
1. Persen Massa
Persen massa digunakan untuk menyatakan jumlah massa tiap 100
satuan massa dalam campuran. Satuan massa yang biasa digunakan adalah gram,
misalnya larutan garam 5% mengandung 5 gram garam dalam 100 gram larutan.
2. Persen Volume
Persen volume digunakan untuk menyatakan jumlah volume tiap 100
satuan volume dalam campuran. Satuan volume yang biasa digunakan adalah
mililiter (mL), misalnya volume oksigen dalam udara adalah 25%, maka dalam 100
mL udara mengandung 25 mL oksigen pada suhu dan tekanan yang sama.
3. Bagian per Sejuta (bpj)
Bagian per sejuta (bpj) atau part per million (ppm) biasa
digunakan untuk kadar zat, di mana jumlah zat dalam campuran terlalu kecil.
ENERGI
DAN PERUBAHANNYA
Setiap
aktivitas yang kita lakukan selalu membutuhkan energi. Misalnya kita bekerja,
menulis, berfikir, atau berolah raga. Hampir semua yang kita lihat maupun yang
kita kerjakan dalam kehidupan selalu melibatkan energi, tetapi hampir semua
enegi di alam tidak dapat dilihat secara kasat mata, hanya dapat dirasakan.
Misalnya energi listrik, kita hanya dapat melihat lampu menyala karena adanya
sumber listrik, atau
merasakan
jika tersengat arus listrik, tetapi kita jika bisa melihat listrik itu sendiri.
Dalam sebuah makanan juga terdapat energi. Kita hanya dapat melihat makanan
secara fisiknya saja, setelah kita makan kita dapat menggerakkan tangan kaki
karena enegi dari makanan, tetapi kita kita juga tidak dapat melihat energi
yang terkandung di dalamnya. Jadi dapat dikatakan bahwa energi merupakan suatu
yang unik dan misterius yang terdapat di alam.
Energi
merupakan sesuatu yang dapat melakukan kerja atau benda yang dapat melakukan
kerja atau usaha. Besarnya kecilnya energi yang dimiliki suatu benda ditentukan
oleh pengaruh yang ditimbulkan benda yang melakukan kerja itu pada
lingkungannya. Energi tidak dapat dilihat dan tidak dapat diraba tetapi dapat
muncul dalam berbagai bentuk.
Energi
dalam satuan SI dinyatakan dalam joule (J) atau kalori (kal). Julian Prescott
Joule menyatakan bahwa 1 kalori sama dengan 4,18 joule.
Bentuk
Bentuk Energi
1.
Energi listrik
Energi
listrik dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak (arus listrik) dalam suatu
penghantar. Muatan listrik yang bergerak ditibulkan dalam sumber listrik.
Contoh sumber listrik ialah petir, generator, dinamo, aki bateri. Energi
listrik digunakan untuk menggerakan mesin dan berbagai alat listrik.
2.
Energi panas
Energi
panas juga disebut energi kalor atau energi termal. Energi panas adalah energi
yang berkaitan dengan panas dan dihasilkan oleh gerak partikel-partikel dalam
suatu zat. Energi ini dimiliki oleh benda-benda bersuhu tinggi yang disebut
sumber panas. Misalnya nyala kompor, nyala alat las, tungku pemanas atau cahaya
matahari. Penggunaan energi panas antara lain untuk memasak, menyambung besi,
atau membakar gerabah
3.
Energi cahaya
Energi
cahaya adalah energi yang dimiliki oleh cahaya dan dihasilkan dari radiasi
gelombang elektromagnetik. Sumber penghasil energi cahaya disebut sumber
cahaya. Sumber energi cahaya yang paling utama adalah yang terdapat dialam
yaitu matahari. Sumber cahaya lain adalah lampu pijar, api dan lain-lain. Sejak
dahulu sebelum ada listrik cahaya matahari dimanfaatkan oleh manusia, misalnya
untuk mengeringkan pakaian.
4. Energi
Kinetik
Berbagai
macam benda, misalnya batu, bola, spidol atau pensil jika dalam keadaan diam
sepertinya tidak memiliki energi, tetapi jika benda-benda tersebut bergerak
akan muncul energi. Contohnya, sebuah batu memiliki massa 1 kg dalam keadaan
diam tidak akan memberikan pengaruh apaun terhadap benda di sekitarnya, tetapi
jika batu tersebut kita lemparkan dan mengenai kaca, maka kaca tersebut dapat
hancur.
Demikian
juga jika kita menjatuhkan spidol, jika spidol tersebut membentur lantai makan
akan muncul energi bunyi dari hasil tumbukan spidol dengan lantai. Energi yang
muncul dari suatu benda karena geraknya, disebut dengan Energi Kinetik. Hal
ini menunjukkan bahwa setiap benda sebenarnya memiliki energi, meskipun energi
tersebut baru muncul jika benda tersebut mendapat perlakuan tertentu.
Energi
kinetik dari suatu benda akan sebanding dengan massa dan kecepatan dari gerak
benda. Semakin besar massa atau kecepatannya, maka energi kinetik dari benda
tersebut akan semakin besar.
5.
Energi Potensial Gravitasi
Energi
potensial merupakan suatu energi yang dimiliki oleh benda atau materi karena
keadaan dan kedudukannya. Energi potensial juga dapat diartikan sebagai energi
yang tersimpan dalam suatu benda atau materi.
Salah
satu contoh energi potensial adalah, energi listrik yang tersimpan dalam
baterai atau energi kimia yang tersimpan dalam bahan bakar. Salah satu bentuk
dari energi potensial adalah energi potensial gravitasi.
Energi
potensial gravitasi merupakan energi benda karena kedudukan benda tersebut.
Salah satu contoh pengaruh energi potensial gravitasi adalah buah yang dapat
jatuh dari pohon.
Buah
tersebut memiliki massa
(kg)
dengan percepatan gravitasi (yang disimbolkan g), sehingga berat buah tersebut
dapat diketahui. Jika buah tersebut jatuh dari ketinggian (m) maka, energi
potensial gravitasi yang dimiliki adalah sebesar,
Ep = m
. g . h
Keterangan:
Ep
=
energi potensial gravitasi (J)
m =
massa benda (kg)
g =
percepatan gravitasi (m/s2)
h =
tinggi benda (m)
Hukum
Kekekalan Energi
Energi
dapat berubah bentuk dari satu bentuk kebentuk lainnya. Dalam pandangan fisika,
energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnakan, energi bersifat
kekal. Karena itu dikenal hukum kekekalan energi, yang menyatakan bahwa energi
tidak dapat diciptakan atau dimusnakan tetapi hanya dapat diubah dari satu
bentuk kebentuk lain.
Energi
dan usaha sebenarnya adalah konsep yang sama dan sebanding. Satuan untuk energi
adalah joule, di mana satu joule:
kemampuan
untuk melepaskan satu Newton gaya sejauh satu meter.
Seandainya
saya sedang melempar bola. Agar bergerak saya harus melakukan usaha: saya
mengeluarkan gaya sebesar F sejauh s. Karena itu bola mendapat
energi berupa energi gerak atau energi KINETIK. Turunan matematiknya: K=
Sebaliknya
jika saya mengangkat orang setinggi h. Ketika saya melakukan gaya berat
pada ketinggian h, saya melakukan usaha W x h = mgh. Orang itu
tidak bergerak, tetapi mendapat energi tambahan sebesar mgh karena ia berada
dalam bisang gravitasi bumi. Energi ini disebut energi potensial P = mgh.
Ketika saya lempar orang itu, K berubah menjadi P.
Ketika
hampir mencapai dasar, sesaat sebelum tumbukan, P = 0 dan P
seluruhnya
berubah menjadi K, atau dapat di tulis mv2
=
mgh.
Inilah contoh yang dimaksud dengan hukum kekekalan energi.
Hukum
kekekalan energi: energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. Energi diam
adalah energi yang dimiliki berdasarkan massa (mo
) suatu benda. E = mo
c2 dengan
c adalah kecepatan cahaya.
Pesawat
sederhana
Pesawat
sederhana adalah suatu alat yang sederhana yang diciptakan untuk memudahkan
manusia dalam melakukan kerja.
Pesawat
sederhana yang sering kita jumpai dan kita gunakan dalam kehidupan sehari hari
adalah bidang miring, sekrup, tuas dan katrol.
Pesawat
sederhana bias juga hasil dari kombinasi antara dua atau lebih dari pesawat
sederhana tersebut. Misalnya kampak, pahat, gunting, linggis, palu dan
lain-lain. Pesawat sederhana dibuat dengan tujuan :
melipat
gandakan gaya atau kemampuan, untuk menempuh jarak yang lebih jauh atau untuk
memperbesar kecepatan dan untuk mengubah arah kerja yang kita lakukan. Beberapa
contoh pesawat sederhana yang sering kita gunakan adalah sebagai berikut:
1.
Bidang Miring
Bidang
miring adalah pesawat sederhana untuk memudahkan kita melakukan kerja. Telah
dijelaskan bahwa pesawat sederhana tidak menciptakan usaha, oleh sebab itu
usaha untuk mengangkat benda tanpa bidang miring sama dengan jika dengan bidang
miring, maka : W x h = H x l atau W x h = F x l.
2.
Sekrup
Sekrup
adalah alat untuk memperbesar kemampuan kita atau alat untuk memperbesar gaya.
Sekrup sebenarnya adalah bidang miring yang dililitkan pada sebuah tabung
sehingga lilitannya berbentuk spiral. Jarak antara ulir-ulir lilitan sekrup
disebut interfal sekrup (d) dalam kerjanya sekrup diputar dengan memberikan
gaya F yang jaraknya r yang selanjutnya merupakan lengan gaya. Seperti halnya
dengan bisang miring, sekrup juga mempunyi keuntungan mekanik, yaitu sebesar:
3.
Tuas (Pengungkit)
Luas
digolongkan menjadi tiga golongan berdasarkan letak/posisi dari kuasa, beban
dan titik tumpu yaitu :
1.
Tuas jenis 1 yaitu : titik tumpu (T) terletak antara titik kuasa (K) dengan
titik beban (B). jarak antara titik t dengan titik kuasa disebut lengan kuasa
(lk). Dan jarak antara titik t dengan titik b disebut lengan beban (lb). contoh
tuas jenis 1 adalah gunting, tang, palu, pencabut paku, jungkat jungkit dan
linggis.
2.
Tuas jenis 2 adalah titik beban terletak antara titik tumpu dan titik kuasa.
Contoh tuas jenis 2 adalah gerobak dorong, alat pemecah bijih, pemotong kertas.
3.
Tuas jenis 3 adalah titik kuasa terletak antara titik tumpu dan titik beban.
Contohnya adalah singkup, jepitan dan sebagainya.
4.
Katrol
Katrol
adalah pesawat sederhana yang dipergunakan untuk mengangkat benda, mengubah
arah angkatan.
Berdasarkan
susunan dan jumlah katrol yang dipergunakan, katrol dibedakan menjadi tiga
ialah :
a.
Katrol tunggal
Katrol
tunggal terdiri dari sebuah katrol yang digantungkan ditengah katrol, sehigga
katrolnya diam.
Keuntungan
katrol tunggal adalah dapat untuk mengubah arah.
b.
Katrol tunggal bergerak
Katrol
tunggal bergerak adalah sebuah katrol yang digantung pada salah satu tali,
sehingga titik singgung tali pada satu pinggir katrol menjadi titik tumpu T,
dan pada
pinggir
yang lain menjadi titik kuasa, sedangkan titik beban B terletak pada pusat
katrol, dan katrol dapat bergerak.
c.
Katrol majemuk atau katrol berganda.
Katrol
majemuk disusun lebih dari satu katrol misalnya empat katrol.
Suhu
Dan Panas
Dalam
kehidupan sehari-hari, sering terjadi kerancuan antara suhu dengan panas.
Terkadang sering juga kita menyamakan antara suhu dengan panas dari suatu
benda. Untuk membuktikan bahwa suhu dengan panas adalah dua hal yang berbeda
sebenarnya sangalah mudah. Misalnya ada segelas air dengan volume 100 mL
kemudian diukur suhunya adalah 90 0C,
kemudian ada satu panci air volumenya 1000 mL dengan suhu yang sama yaitu 90 0C.
Manakah yang lebih panas? Jika kita tersiram air tersebut di atas, maka akan
terasa lebih panas terkena air satu panci dengan volume 1000 mL.
Peristiwa
di atas menunjukkan bahwa dengan suhu dengan panas meskipun memiliki kaitan
yang sangat erat tetapi merupakan hal yang berbeda. Setiap benda dapat memiliki
panas yang berbeda meskipun pada suhu yang sama. Suhu merupakan salah satu dari
faktor yang dapat memperngaruhi panas. Jika kita merebus air berarti kita
menambahkan
panas
pada air sehingga suhu air menjadi naik, demikian sebaliknya jika kita
mendinginkan air berarti kita menngurangi panas pada air sehingga suhu air
menjadi turun. Hal ini dapat disimpulkan bahwa suhu merupakan
derajat atau ukuran panas atau dingin dari suatu benda, sedangkan panas
merupakan salah satu dari bentuk energi yang dapat menyebabkan perubahan
suhu suatu benda. Panas juga disebut kalor dari suatu benda.
Beberapa
benda dapat mengalami perubahan jika mengalami perubahan suhu, misalnya terjadi
pemuaian, mengalami perubahan warna dan volume.
Alat
Ukur Suhu
Suhu
atau derajat panas dingin suatu benda dapat kita rsakan melalui salah satu dari
alat indera kita yaitu kulit. Dengan menggunakan kulit. sebenarnya kita hanya
dapat membedakan suhu benda berdasarkan panasnya. Benda yang sama akan terasa
lebih panas jika suhunya lebih tinggi. Secara kuantitatif, ukuran suhu suatu
benda dinyatakan dengan
menggunakan
alat ukur. Alat ukur suhu disebut dengan thermometer. Alat pengukur suhu
(thermometer) menggunakan prinsip dari sifat dan perubahan zat. Thermometer air
raksa dan thermometer alkohol, menggunakan perubahan volume zat yang ada pada
thermometer akibat adanya pemanasan. Jenis thermometer ini antara lain adalah
thermometer Celcius, Kelvin, Reamur, Fahrenheit dan Rankine.
Setiap
thermometer memiliki karakteristik yang berbeda dalam penentuan skala suhu.
Skala suhu ditentukan dari titik beku sebagai titik terendah dan titik didih
sebagai titik tertinggi dalam thermoter. Zat yang digunakan sebagai standar
penentuan titik beku dan titik didih adalah air.
Skala
Suhu Beberapa Thermoether
Penentuan
skala pada setiap thermometer di dasarkan pada titik lebur es dan titik didih
air. Titik lebur es digunakan sebagai titik terendah sedangkan titik didih air
digunakan sebagai titik tertinggi. Beberapa skala
yang
sering digunakan dalam pengukuran suhu adalah sebagai berikut.
1.
Skala Celcius, rentang skala yang digunakan pada thermometer
dengan skala Celsius adalah 100, titik terendah adalah 0 0C
dan titik tertinggi adalah 100 0C.
2.
Skala Reamur, rentang skala yang digunakan pada thermometer
dengan skala Reamur adalah 80, titik terendah adalah 0 0R
dan titik tertinggi adalah 80 0R.
3.
Skala Fahrenheit, rentang skala yang digunakan pada thermometer
dengan skala Fahrenheit adalah 180, titik terendah adalah 32 0F
dan titik tertinggi adalah 212 0F.
4.
Skala Kelvin, rentang skala yang digunakan pada thermometer
dengan skala Kelvin adalah 100, titik terendah adalah 273 K dan titik tertinggi
adalah 373 K.
5.
Skala Rankine, rentang skala yang digunakan pada thermometer
dengan skala Rankine adalah 180, titik terendah adalah 492 dan titik tertinggi
adalah 672.
Panas
(Kalor)
Panas
atau kalor merupakan salah satu dari bentuk atau wujud dari energi. Kalor dapat
berpindah dari satu benda ke benda yang lain.
Perpindahan
kalor ini dapat terjadi jika kedua benda tersebut memiliki suhu yang berbeda.
Misalnya jika kita minum teh hangat, maka tenggorokan kita akan terasa hangat.
Hal ini menunjukkan terjadinya perpindahan kalor pada teh ke tenggorokan kita.
Pengaruh
Suhu dan Massa Benda Terhadap Panas (Kalor)
Pada
saat kita memanaskan air, semakin lama suhu akan semakin meningkat demikian
sebaliknya. Hal ini disebabkan karena semakin lama pemanasan maka kalor atau
panas yang diberikan ke air akan semakin besar sehingga suhu akan semakin besar
pula. Atau dapat dikatakan bahwa suhu berbanding lurus dengan panas atau
kalor. Demikian halnya dengan volume atau massa dari zat yang dipanaskan.
Semakin besar massa zat yang dipanaskan untuk memperoleh suhu yang sama
maka
kalor yang dibutuhkan juga akan semakin besar. Atau dapat dikatakan bahwa massa
berbanding lurus dengan panas atau kalor.
Dari
pernyataan di atas maka dapat disimpulkan bahwa suhu dan massa dari benda
mempengaruhi kalor dari benda. Secara matematik dapat dituliskan sebagai
berikut.
Q = m. c. ΔT
Keterangan:
Q = Jumlah kalor yang diberikan (Joule)
m =
massa benda (kg)
c =
kalor jenis benda (Jkg-1K-1)
T =
suhu benda (K)
Bentuk
Perpindahan Panas (Kalor)
Bentuk
perpindahan panas dapat melaui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.
1. Konduksi
Konduksi pada dasarnya merupakan perpindahan kalor dari satu benda
ke benda lain tetapi partikel benda tersebut tidak ikut mengalami perpindahan.
Bagaimana perpindahan ini bias terjadi?
Perpindahan ini terjadi akibat dari perbedaan panas atau kalor
antara dua benda. Perbedaan panas ini akan menyebabkan terjadinya perpindahana
panas atau kalor ke benda lain sehingga benda tersebut akan memiliki panas dan
akan mencapai kesetimbangan. Peristiwa konduksi sering terjadi dalam kehidupan
sehari-hari kita.
Misalnya pada saat kita merebus air dengan menggunakan panci
aluminium. Kalor dari kompor akan berpindah ke panci. Hal ini terjadi karena
panas pada kompor jauh lebih besar dibandingkan panci.
Peristiwa konduksi pada umumnya terjadi pada zat padat. Peristiwa
konduksi pada umumnya memiliki zat perantara dengan karakteristik tertentu.
Karakteristik ini didasarkan pada kemampuan daya hantar panas. Jika daya
hantarnya kuat disebut konduktor, misalnya tembaga, besi, dan aluminium. Jika
daya hantarnya lemah disebut isolator, misalnya kain, karet atau kayu.
2. Konveksi
Konveksi merupakan perpindahan panas melalui medium tertentu dan
cenderung disertai perpindahan materi partikelnya. peristiwa konveksi cenderung
berbentuk aliran kalor dari satu benda ke benda lain.
Mengapa disebut aliran? Disebut aliran karena sebagian besar
terjadi pada zat cair. Misalnya proses pemanasan air. Kalor dari kompor akan
mengalir ke panci, kalor dari panci akan mengalir ke air dari mulai bagian
bawah sampai pada bagian atas. Proses ini akan terus menerus sampai air
mendidih. Peristiwa ini juga sering terjadi sekitar kita. Misalnya aliran angin
dari laut menuju pantai atau sebaliknya.
Aliran ini terjadi karena udara di pantai lebih panas atau
mengalami panas terlebih dahulu dari pada di laut, sehingga terjadi gerakan
udara. Sebaliknya jika udara di atas permukaan laut lebih panas maka juga akan
terjadi gerakan udara. Peristiwa ini akan menjadi siklus gerakan angin laut dan
darat karena perbedaan pemanasan pada siang atau malam.
3. Radiasi
Radiasi merupakan proses perpindahan panas atau kalor melalui
pancaran. Perpindahan ini tidak melalui mediun atau perantara tertentu.
Misalnya sinar matahari, atau panas api yang memancar ke tubuh kita waktu ada
api unggun
GETARAN DAN GELOMBANG
Dalam kehidupan sehari-hari
kita sering mendengar atau menyatakan tentang getaran atau gelombang. Kita
penah melihat suatu benda bergetar atau melihat gelombang air. Apakah getaran
sama dengan gelombang?
Getaran
pada benda merupakan gerak bolak balik melalui titik kesetimbangan. Sedangkan
gelombang merupakan gerak merambat memalui medium tertentu dari satu titik ke
titik yang lain. Dengan kata lain gelombang mengalami perpindahan posisi.
Gelombang memiliki periode, dan frekuensi tertentu. Waktu yang dibutuhkan untuk
menempuh satu kali getaran disebut periode getaran, dilambangkan dengan
(T). Sedangkan banyaknya getaran dalam tiap detik disebut frekuensi getaran,
dilambangkan dengan (f). Hubungan antara frekuensi dan periode secara matematis
dapat ditulis sebagai berikut.
T =
1/f dan f = 1/T
dengan
:
T =
Periode (s)
f =
Frekuensi (Hz)
Untuk
mempelajari gelombang tiak lepas kita harus memahami adanya getaran. Gelombang
dapat terjadi jika adanya getaran yang merambat sehingga muncul energi.
Misalnya jika kita berbicara melalui telepon seluler maka energi suara akan
dirubah menjadi energi listrik (gelombang elekromagnetik) dan kemudian diterima
oleh telepon selular lain kemudian dirubah lagi menjadi energi suara sehingga
lawan bicara dapat mendengar suara sama seperti yang kita ucapkan. Kita dapat
nonton siaran langsung di televisi sama seperti dengan kejadian yang sedang
berlangsung tanpa adanya penambahan maupun pengurangan. Uraian di atas
menunjukkan bahwa gelombang dapat merupakan peristiwa perambatan yang besarnya
berubah terhadap waktu yang menuju pada arah tertentu. Selain itu menunjukkan
bahwa gelombang mampu menyampaikan segala informasi dengan tingkat kejujuran
yang sangat tinggi.
Jenis-jenis
gelombang
Berdasarkan
medium perambatannya gelombang menjadi dua yaitu:
1.
Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium untuk perambatannya.
Misalnya gelombang air, gelombang bunyi, gelombang mainan tali.
2.
Gelombang elektromagnetik; gelombang yang mampu merambat
baik
dengan medium ataupun tanpa medium. Misalnya gelombang radio gelombang cahaya,
gelombang tv.
Berdasarkan
arah perambatannya gelombang menjadi dua yaitu:
1.
Gelombang longitudinal yaitu gelombang yang memiliki arah rambatan sejajar
dengan arah getarannya. Misalnya gelombang pada tali mainan atau gelombang bunyi.
2. Gelombang transversal yaitu gelombang yang arah rambatannya
tegak lurus dengan arah getarannya. Gelombang jenis ini akan memiliki atau
membentuk membentuk lembah dan bukit gelombang secara bergantian.
Contohnya gelombang permukaan air atau gelombang cahaya
Sifat-sifat Umum Gelombang
Gelombang memiliki empat sifat yaitu:
1. Dapat dibelokkan (dibiaskan), peristiwa ini dapat terjadi jika
gelombang melewati medium yang berbeda, misalnya gelombang melewati udara ke
kaca atau udara ke air. Jika gelombang melewati medium yang renggang menuju
medium yang lebih rapat maka akan terjadi pembelokan mendekati garis normal,
demikian sebaliknya.
2. Dapat dipantulkan, peristiwa ini sering kita dapati pada
gelombang bunyi, misalnya gema atau gaung, atau pemantulan cahaya pada cermin.
3.
Dapat digabungkan (interferensi), penggabungan gelombang dapat kita lihat pada
permainan alat musik secara bersama-sama. Suara dari alat musik yang
berbeda-beda tetap dapat terdengar dengan jelas tanpa ada yang menghilangkan.
4.
Dapat dilenturkan (refraksi), peristiwa ini terjadi pada saat gelombang
merambat lurus melalui celah sempit, sehingga gelombang merambat menyerupai
lingkaran.
Cahaya
dan Sifatnya
Cahaya
merupakan energi yang berbentuk gelombang elektromagnetik yang secara kasat
mata dengan memiliki panjang gelombang sekitar 380 hingga 750 nm. Cahaya
memiliki dua sifat yaitu cahaya sebagai gelombang serta cahaya sebagai materi
cahaya itu sendiri atau disebut sebagai "dualisme
gelombang-partikel". Cahaya sebagai gelombang akan memiliki sifat
seperti gelombang. Jika gelombang mampu
menghantar
energi dengan sama persis tanpa adanya pengurangan atau penambahan maka cahaya
juga akan mampu melakukan hal yang sama. Cahaya berdasarkan sumbernya dibedakan
menjadi dua, yaitu
1.
Cahaya yang berasal dari benda itu sendiri, seperti matahari, senter, lilin,
dan lampu.
2.
Cahaya yang berasal dari pantulan, yaitu cahaya yang memancar dari pantulan
cahaya. Misalnya, jika kita melihat benda berwarna biru, artinya benda tersebut
memantulkan cahaya berwarna biru.
Sedangkan
berdasarkan kemampuan untuk memancarkan cahaya, dikelompokkan menjadi 2, yaitu:
1.
benda sumber cahaya misalnya matahari
2.
benda gelap misalnya batu atau kayu
Sifat-sifat
Cahaya
1.
Merambat lurus, Cahaya memiliki arah rambatan menurut garis lurus. Misalnya
kita menyalakan lampu senter maka cahaya akan merambat lurus. Untuk membuktikan
dapat dilihat pada gambar berikut:
2. Dapat
dipantulkan
Pemantulan
cahaya ada dua jenis yaitu: pemantulan baur dan pemantulan teratur. Pemantulan
baur terjadi jika cahaya mengenai permukaan yang kasar atau tidak rata,
sehingga cahaya pantul tidak beraturan. Sedangkan pemantulan teratur terjadi
jika cahaya mengenai permukaan yang rata, licin, dan mengilap, misalnya cermin.
No comments:
Post a Comment