Massa Energi Momentum

Minggu ke 6
Hukum Kelestarian :
Massa
Energi
Momentum
(Holton's book Part E)
Laws of Conservation
in essence:
no matter what happens in detail to a set
of interacting bodies in some prescribed
setting, the sum of this or that measurable
quantity (the mass, or the momentum, or the
energy, or the charge) is constant.
➢
Lavoisier: Hukum Kelestarian Massa
Penemuan Hukum Kelestarian Massa
digambarkan dengan eksperimen yang
dilakukan Lavoisier (bapak Kimia modern)
dan menandai dimulainya ilmu kimia modern
(dengan didukung pula oleh Teori Atom).
Ingat!
Lavoisier (1779) melakukan eksperimen dalam
jaman di mana eksperimen yang kuantitatif
sudah menjadi ciri dari pengembangan ilmu
alam (natural philosophy)...
Kimia atau fisika ?
Secara sangat sederhana, yang dilakukan Lavoisier
adalah mencampurkan berbagai zat sehingga
diperoleh zat yang baru.
Ini sudah sejak sangat lama dilakukan orang dan
disebut kimia kuno (?) atau alkemia (Alchemist).
Contoh: membuat emas atau zat yang bisa
membuat awet muda atau ekstrimnya kehidupan
abadi …
Eksperimen Lavoisier (1)
Serbuk besi dipanaskan dalam
tabung terbuka sehingga
bercampur dengan udara (yang
disungkup).
Hasilnya adalah ethiops (oksida
besi) yang lebih berat dari besi.
Eksperimen Lavoisier adalah
eksperimen kimia karena dia
menghasilkan zat baru.
Eksperimen Lavoisier (2)
Dengan sangat teliti Lavoisier
menimbang udara (yang
disungkup) sebelum dan
sesudah reaksi. Ternyata berat
udara berkurang.
Inilah bedanya Lavoisier dari pada
para pendahulunya.
Pengurangan berat udara
ternyata sama dengan
penambahan berat serbuk besi
yang berubah menjadi oksida
besi.
Aturan dasar reaksi kimia
Lavoisier mengemukakan suatu aturan yang
sangat mendasar, yang harus diikuti oleh
semua reaksi kimia:
berat zat-zat yang bereaksi (reaktan) =
berat produk-produknya
●
●
Mendasari Alkemia berubah menjadi kimia.
Hukum Kelestarian Berat dan Teori Atom
●
Penjelasan hukum kelestarian berat atau
massa bersamaan dengan tumbuhnya teori
atom
✔
a measurable quantitive property of matter:
mass.
✔
suggesting to chemists in the 19th century
that elements should be characterized by
their atomic weight rather than, for
example, their color or smell.
Hukum Kelestarian Berat dan Teori Atom
Lothar Meyer (1872): absorpsi dan emisi
partikel eter dalam penyusunan atom-atom
pada suatu reaksi kimia
●
Dmitry Mendeleyev (1871): hubungan
antara sistem periodik Mendeleyev dengan
Hipotesis Prout elemen tersusun atas atomatom hidrogen, massa adalah bentuk energi,
perubahan energi terlibat dalam proses
penyusunan akan mempengaruhi perubahan
massa.
●
Perkembangan hukum-hukum
kelestarian
Dari Mendeleyev:
Munculnya pemahaman bahwa aliran sesuatu
ke dalam suatu benda yang berkaitan dengan
suhu ternyata adalah energi (kalor) …,
yang kemudian memunculkan termodinamika
(dengan hukum pertamanya yang sebenarnya
pernyataan hukum kelestarian energi).
Sebelum penemuan termodinamika orang
sudah menemukan hukum kelestarian energi
kinetik dalam tumbukan elastik (oleh
Huygens)
dan juga hukum kelestarian momentum dalam
tumbukan berdasarkan Hukum ke-3 Newton.
Hukum Kelestarian Momentum dan
Hukum 3 Newton
Gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang
sama, dengan arah terbalik, dan segaris.
Artinya, jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F
pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –
F kepada benda A. F dan –F memiliki besar yang sama
namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai
hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagai aksi dan –F
adalah reaksinya.
Abad ke 20
●
●
The apparent change of mass is balanced by
a corresponding change of energy, in
accordance with Einstein's theory of relativity
(Chapter 30). This could be interpreted by
saying that energy itself corresponds to mass.
Einstein's theory predicts that there will be a
very small change of mass even in chemical
reactions. This change is due to the fact that
heat energy is absorbed or produced in the
reaction, and such a change in energy reveals
itself as a change in mass.
Abad ke 20
●
●
hukum kelestarian massa dan energi bergabung
menjadi hukum kelestarian massa-energi.
Penemuan Einstein, bahwa massa dan energi
mempunyai hubungan ekuivalensi yang secara
kuantitatif dinyatakan dengan persamaan yang
sangat sederhana namun menjadi salah satu
persamaan yang paling masyhur di abad ke 20 :
E = m * c^2
http://www.library.usyd.edu.au/libraries/ra
re/modernity/intro.html