ZAT, WUJUD ZAT, DAN MASSA JENIS

ZAT, WUJUD ZAT, DAN MASSA JENIS
A. Wujud Zat
Zat adalah bentuk materi yang mempunyai sifat-sifat tertentu yang khas.
Zat padat, zat cair, dan gas memiliki sifat yang berbeda. Zat padat memiliki
sifat: bentuk dan volume tetap, gaya tarik antarmolekul sangat kuat. Zat cair
bersifat: bentuk selalu berubah sesuai tempat, volume tetap, dan gaya tarik
antarmolekul lemah. Sedangkan gas bersifat: bentuk dan volume selalu
berubah sesuai tempat, dan gaya tarik antarmolekul sangat lemah.
Perubahan wujud zat ada lima macam yaitu, membeku, mencair,
menyublim, menguap, dan mengembun. Melebur, menguap, dan menyublim
adalah perubahan wujud yang memerlukna kalor. Sedangkan mengembun dan
membeku adalah perubahan wujud zat yang melepskan kalor.
Susunan molekul-molekul zat padat sangat rapat sehingga gaya tarikmenariknya sangat kuat, susunan molekul zat cair renggang sehingga gaya
tarik antarmolekulnya lemah. Sedangkan zat gas susunan molekul-molekul
sangat reggang sehingga gaya tarik antarmolekulnya sangat lemah.
B. Adhesi dan Kohesi
Partikel-partikel zat padat dan partikel zat cair dapat mengadakan suatu
ikatan, sehingga terjadi gaya tarik-menarik. Cat dapat menempel pada kayu
dan besi karena antara partikel-partikel cat dan partikel-partikel kayu atau
besi terjadi gaya tarik-menarik. Peristiwa ini disebut adhesi. Dengan
demikian, adhesi adalah gaya traik-menarik antara partikel-partikel yang tidak
sejenis.
Partikel-partikel yang sejenis dalam zat padat membentuk sutu ikatan yang
sangat kuat sehingga membentuk benda padat. Di dalam kayu atau besi
terjadi gaya tarik-menarik antarpartikel sehingga membentuk ikatan yang
kuat. Demikian juga pada zat cair, dalam suatu zat cir terjadi ikatan
antarmolekul zat cair yang membentuk ikatan. Peristiwa ini disebut dengan
kohesi. Jadi, kohesi adalah gaya tarik-menarik antara partikel-partikel yang
sejenis. Kohesi yang terjadi dalam zat padat lebih kuat disbanding kohesi
dalam zat cair, itulah sebabnya molekul-molekul zat padat lebih sukar
dipisahkan disbanding molekul-molekul zat cair. Sedangkan kohesi yang
paling lemah terjadi pada gas, sehingga gas sangat untuk dipisahkan.
C. Meniskus
Gaya tarik-menarik antarmolekul zat cair dapat mengakibatkan terjadinya
tegangan permukaan pada zat cair. Tegangan permukaan menyebabkan
serangga-serangga kecil seperti nyamuk dapat berdiri di atas air. Pada saat zat
cair dituangkan ke dalam tabung permukaannya akan berbentuk cekung atau
cembung. Bentuk permukaan zat cair dalam tabung ini disebut meniskus.
Dengan demikian meniskus ada dua macam yaitu meniskus cekung dan
meniskus cembung.
Permukaan air dalam tabung reaksi berbentuk cekung. Hal ini disebabkan
terjadi adhesi antara molekul-molekul air dalam tabung dengan molekulmolekul tabung reaksi. Hal ini menunjukkan bahwa adhesi antara molekulmolekul air dengan molekul-molekul dinding tabung lebih besar daripada
kohesi molekul-molekul air sehingga sebagian molekul-molekul air tertarik
oleh dinding tabung. Akibatnya, permukaan air yang menempel pada dinding
tabung lebih tinggi daripada permukaan air yang lain.
Air yang berada di dalam tabung reaksi yang telah diolesi dengan minyak
goreng tidak membasahi dinding tabung. Permukaan air dalam tabung tersebut
membentuk meniskus cembung. Hal ini terjadi karena kohesi antara molekulmolekul air lebih besar daripada adhesi antara molekul-molekul air dengan
molekul-molekul minyak goreng, sehingga sebagian molekul air terlepas dari
dinding tabung. Akibatnya, permukaan air membentuk meniskus cembung.
Raksa (merkuri) yang digunakan sebagai penggisi thermometer juga tidak
membasahi dinding tabung/ kaca, sehingga raksa yang berada di dalam tabung
kaca juga membentuk meniskus cembung.
D. Kapilaritas
Berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa air pada pipa yang
berdiameter lebih kecil (selang plastik kecil) permukaannya lebih tinggi
daripada permukaan air pada pipa sedotan minuman. Hal ini disebabkan
lubang pada selang plastik lebih kecil sehingga adhesi antara air dengan
dinding selang lebih besar daripada kohesi antara partikel-partikel air yang
menyebabkan permukaan air pada pada selang plastik kecil lebih tinggi.
Gejala tersebut disebut kapilaritas. Dengan demikia, maka kapilaritas adalah
peristiwa naiknya zat cair melalui lubang yang sempit (pipa kapiler). Semakin
sempit lubang kapiler, semakin besar daya kapilaritasnya. Dengan demikian,
tumbuhan di sekitarmu yang lebih tinggi memiliki daya kapilaritas lebih tinggi
daripada tumbuhan yang lebih pendek.
Contoh: naiknya air tanah pada pembuluh kayu sehingga tumbuhan dapat
tumbuh dengan subur, naiknya minyak tanah pada sumbu lampu dan kompor
dapat menyala, meresapnya air dari kamar mandi ke dalam tembok sehingga
tembok menjadi lembap dan berlumut.
E. Massa Jenis
Massa jenis suatu benda adalah perbandingan antara massa dengan volume
benda. Pernyataan tersebut secara matematik dapat dirumuskan:
݉
ߩൌ
ܸ
dengan:
ߩ = massa jenis benda (kg/m³)
M = massa benda (kg)
V = volume benda (m³)
F. Peristiwa Sehari-hari yang Berkaitan dengan Massa Jenis
1. Kapal Selam
Kapal selam dapat terapung, melayang, dan tenggelam disebabkan
massa jenis kapal ini dapat diatur sehingga nilainyya dapat lebih kecil,
lebih besar, atau sama dengan massa jenis air laut.
Pada saat berada di permukaan air, massa jenis kapal selam ini
lebih kecil daripada massa jenis air laut. Ketika kapal selam hendak
menyelam ke dalam air, massa jenis kapal selam tersebut diperbesar
dengan cara memperbesar massa kapal selam. Hal ini dapat dilakukan
dengan cara memasukkan air laut ke dalam kapal selam dengan cara
membuka tangki pemberat sehingga teerisi air laut. Apabila massa jenis
kapal selam sebanding dengan massa jenis air laut, maka kapal selam
tersebut dapat melayang-layang di dalam air laut.
Pada saaat kapal selam hendak muncul ke permukaan laut, air dari
dalam kapal selam dibuang ke luar kapal sehingga air yang berada di
dalam kapal selam berkurang. Pada kapal selam dilengkapi dengan katup
yang berfungsi untuk menjaga keseimbangan antara jumlah udara dan
jumlah air dalam kapal selam sehingga kapal selam dapat bergerak dalam
kondisi stabil.
2. Tinta Printer
Tinta printer yang digunakan untuk printer-printer tertentu memiliki
kepekatan yang berbeda sehingga massa jenisnya berbeda. Hal ini
berkaiatan dengan pori-pori printhead pada printer tersebut.
3. Oli untuk Mesin
Mesin-mesin kendaraan tertentu menggunakan oli dengan kekentalan
tertentu sehingga sesuai dengan karakteristik mesin. Dengan demikian
maka mesin akan lebih awet atau tidak cepat aus.
4. Lapisan Batuan Penyusun Bumi
Lapisan batuan pada lithosfer terbentuk berdasarkan massa jenis bartuan.
Batuan yang memiliki massa jenis paling kecil berada pada lapisan paling
atas, sedangkan batuan yang memiliki massa jenis lebih besar berada pada
lapisan di bawahnya.