BAB 8 Kimia dan Fisika



MATERI DAN PERUBAHANNYA
A. MATERI
a. Pengertian materi
Materi disebut juga zat adalah sesuatu yang memiliki massa, volume dan sifat-sifat.
b. Wujud materi
Menurut wujudnya materi dikelompokkan menjadi tiga yaitu : padat, cair dan gas.
Materi yang tergolong dalam wujud gas, misalnya : udara, gas bumi, gas elpiji, uap air, gas kapur, kapur barus.
Materi dalam wujud cair misalnya : air, minyak goreng, alkohol, bensin, solar, larutan gula, air laut.
Materi dalam wujud padat misalnya : baja, batu dan kapur.
c. Sifat Materi
sifat-sifat materi
Jenis
Bentuk
volume
pengaruh
tekanan
contoh
Gas
mengikuti ruangan
sesuai volume ruang
besar
udara
Cair
tanpa bentuk spesifik
tertentu
kecil
air, besin
Padat
Tertentu
tertentu
nol
garam, gula
Sifat EKSTENSIF adalah sifat yang bergantung pada jumlah zat.
contoh: Berat, Volume, Kandungan Energi.
Sifat INTENSIF adalah sifat yang tidak bergantung pada jumlah zat.
sifat ini dibedakan menjadi 2, yaitu:

Sifat Fisika adalah sifat yang tidak ada hubungannya dengan pembentukan zat baru.
contoh : titik didih, titik leleh, titik beku, berat jenis, kelarutan, bau, warna,
kemagnetan, kerapatan, indeks bias, dan lain-lain.

Sifat Kimia adalah sifat yang ada hubungannya dengan pembentukan zat baru.
contoh : kerapatan, keterbakaran, kestabilan, ionisasi, perkaratan,
pembusukan, pelapukan, peragian, asimilasi dan lain-lain.
 d.  Perubahan Materi
Materi dapat mengalami perubahan jika dipengaruhi oleh energi kalor, listrik atau kimia perubahan materi dibedakan dalam dua macam yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia
a. Perubahan fisika :
Suatu materi mengalami perubahan fisika, jika jenisnya tidak berubah, meskipun sifat-sifat fisikanya mengalami perubahan.
Misalnya : Es jika dipanasi berubah air selanjutnya menjadi uap.
Dalam peristiwa ini terjadi perubahan wujud, yaitu pada menjadi cair akhirnya menjadi, tetapi jenis zat tetap yaitu air.
b. Perubahan Kimia
Suatu materi mengalami perubahan kimia jika jenis zat berubah
Perubahan kimia disebut juga reaksi kimia atau reaksi
Misalnya :
1. Batu kapur dipanasi menjadi kapur sohor dan karbon dioksida.
Batu kapur, kapur sohor dan karbon dioksida tiga zat yang berbeda
Pada peristiwa ini zat sebelum dan sesudah reaksi jenisnya berbeda
2. Kertas dibakar, zat yang terjadi sesudah pembakaran, abu, asap disertai energi kalor dan cahaya.
Zat sebelum dibakar kertas, zat setelah dibakar abu dan asap yang berbeda
jenisnya dengan zat sebelum dibakar yaitu kertas

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj95mTYxai21TtpWHY2GmJnhxdlFxgFshy72Od72_xnjHK8kTFmNuWfXtdR7mL9IbrZn3R2azOAh3GUYHuZ-tQKs27tuedsbb74DUxUIN9MyncIxSmM1apjR-7Hllfk7xWoxwdq5TCPa-dE/s1600/gambar_1-5-249x300.jpg



e. klasifikasi materi
Ilmuan juga menggolongkan materi berdasarkan susunan dan sifatnya. Materi dapat digolongkan menjadi zat tunggal dan  campuran. 

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgGPrLTsmQZrMB87oRsiPe8y9K0AD_QT2zSqdBk3dlq_qeBTCc-KBFltaWjiMZM8z-jsLkv-chlNZTL3leouuPATPKXOrvzB9i-YumF3D1Zki1QjLCQA-nbAAMVSrsydbObPmomDMVWoqAC/s1600/gambar-7.jpg

unsur
adalah zat tunggal yang paling sederhana, yang secara kimia tidak dapat di uraikan menjadi zat-zat lain. Suatu zat dapat berupa unsur atau senyawa. Unsur (element) adalah suatu yang tidak dapat dipisahkan lagi menjadi zat – zat yang lebih sederhana dengan cara kimia. Sampai saat ini telah dikenal 188 unsur, 92 diantaranya merupakan unsur alam, sedangkan sisanya merupakan unsur sintetis (buatan manusia). Contoh unsur alam adalah karbon, oksigen, besi, emas, tembaga, dan alumenium. Dan unsur buatan contohnya amerisium dan einsteinium. Berikut ini gambar semua unsur yang telah ditemukan dirangkai dalam sistem periodik unsur.



http://rizkacil.files.wordpress.com/2012/06/tp61.jpg?w=300&h=200
                                           GAMBAR: SISTEM PERIODIK UNSUR


Sifst unsur logam
Sifat unsur nonlogam
1. umumnya padat kecuali raksa
yabg berwujud cair.
1.umumnya padat dan gas, kecuali
brom yang berwujud cair
2.Penghantar panas dan listrik.
2.tidak menghantarkan panas dan listrik
kecuali karbon grafit.
3.Mengkilap
3.tidak mengkilap, kecuali intan
4.dapat ditempa dan direnggangkan.
4.tidak dapat ditempa dan rapuh.
5.massa jenis besar.
5.massa jenis kecil.

Senyawa
adalah zat yang terbentuk dari gabungan beberapa unsur dan dapat diuraikan lagi menjadi unsur-unsur pembentuknyadengan jalan reaksi kimia.

contoh :
Senyawa
Unsur penyusunnya
Air
H,O
Gula
C,H,O
batu kapur
Ca,C,O
Pasir
Si,O
Urea
C,O,N,H

Campuran
adalah gabungandaridua atau lebih materi dengan perbandingan tidak menentu.
Campuran Homogen
adalah campuran yang sejenis, tidak memiliki bidang batas antara komponen-komponennya.
Campuran Heterogen
adalah campuran yang antara komponen-komponennya masih terdapat bidang batas,
sehingga masing-masing komponen masih dapat di beda-bedakan.
PENGERTIAN ENERGI DAN BENTUK ENERGI
Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha). Satuan energi menurut Satuan Internasional (SI) adalah joule, satuan energi yang lain: erg, kalori, dan kWh. Satuan kWh biasa digunakan untuk menyatakan energi listrik, dan kalori biasanya untuk energi kimia.
Konversi satuan energi:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 joule = 1 watt sekon
1 kWh = 3.600.000 joule
Beberapa bentuk energi antara lain:
- Energi kimia adalah energi yang terkandung dalam zat, misal makanan, bahan bakar atau aki.
- Energi listrik, berasal dari arus listrik.
- Energi cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, misal yang dipancarkan dari matahari atau lampu pijar.
- Energi bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, misal gitar yang dipetik atau bel listrik.
- Energi nuklir berasal dari reaksi pembelahan atom (reaksi fisi) atau penggabungan atom (reaksi fusi).
- Energi mekanik dimiliki benda karena sifat geraknya, misal air terjun.
Hukum kekekalan energi “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”
ENERGI MEKANIK
Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.
Secara matematis dapat dituliuskan :
Em = Ep + Ek
dimana Em = Energi Mekanik
Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan.
Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika massa batu lebih besar maka energi yang dimiliki juga lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini disebut energi potensial bumi.
Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:
Ep = m.g.h
dimana :
Ep = Energi potensial
m = massa benda
g = gaya gravitasi
h = tinggi benda
Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.
Secara matematis dapat dirumuskan:
Ek = 1/2 ( m.v2 )
dimana :
Ek = Energi kinetik
m = massa benda
v = kecepatan benda

Sifat Fisika, Cabang-Cabang Ilmu Fisika, Serta Hubungannya dengan Pengetahuan Lain
A. Sifat Fisika
Sifat fisika merupakan sifat materi yang dapat dilihat secara langsung dengan indra. 
Sifat fisika adalah perubahan yang dialami suatu benda tanpa membentuk zat baru
Sifat fisika diantaranya adalah : wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, massa jenis, kekerasan, kelarutan, kekeruhan dan kekentalan.
     1. Wujud Zat
         Wujud zat terbagi atas zat padat, cair, dan gas.
         http://wawanfisika.files.wordpress.com/2010/09/matter.jpg
          - Zat Padat
       Zat padat mempunyai sifat bentuk dan volumenya tetap. Bentuk yang tetap dikarenakan partikel-partikel pada zat padat saling berdekatan (rapat), tersusun teratur dan mempunyai gaya tarik antar partikel yang sangat kuat. volumenya tetap dikarenakanbpartikel pada zat padat dapat bergerak dan berputar pada kedudukannya saja.
          - Zat Cair
      Zat cair mempunyai sifat bentuk yang berubah-ubah dan volumenya tetap. Bentuknya yang berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat cair berdekatan tetapi renggang, tersusun teratur, dan gaya tarik antar partikel agak lemah. Volumenya tetap dikarenakan partikel pada zat cair mudah berpindah, tetapi tidak dapat meninggalkan kelompoknya. 
          - Zat Gas        
       Zat gas mempunyai sifat bentuk dan volume yang berubah-ubah. Bentuknya berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat gas berjauhan, tersusun tidak teratur, dan gaya tarik antar partikel sangat lemah. Volumenya berubah-ubah karena partikel pada zat gas dapat bergerak bebas meninggalkan kelompoknya.  
     2. Kekeruhan (Turbidity)
       Kekeruhan terjadi pada zat cair. Kekeruhan cairan disebabkan adanya partikel suspensi yang halus. Jika sinar cahaya dilewatkan pada cairan yang keruh, maka intensitasnya akan berkurang karena dihamburkan. Hal ini bergantung pada konsentrasinya. Alat untuk mengetahui intensitas cahaya pada zat cair yang keruh atau untuk mengukur tingkat kekeruhan disebut turbidimetry.
     3. Kekentalan (Viskositas)
       Kekentalan adalah ukuran ketahanan zat cair untuk mengalir. Untuk mengetahui kekuatan mengalir (flow rate) zat cair, digunakan alat viskometer. Flow rate digunakan untuk menghitung indeks viskositas. Viskositas cairan terjadi karena gesekan molekul-molekul. 
      Viskositas juga sangat dipengaruhi oleh struktur molekul cairan. Jika struktur molekulnya kecil dan sederhana maka molekul tersebut dapat bergerak cepat, contohnya air. Dan sebaliknya, jika molekulnya besar dan saling bertautan, maka zat tersebut akan bergerak sangat lambat, contohnya oli. Molekul-molekul cairan yang bergerak cepat, dikatakan memiliki viskositas/kekentalan rendah, sedangkan apabila molekul cairan bergerak lambat, maka dikatakan memiliki viskositas/kekentalan yang tinggi. 
     4. Titik Didih
      Titik didih merupakan suhu ketika suatu zat mendidih. Mendidih berbeda dengan menguap, Mendidih terjadi pada suhu tertentu yaitu pada titik didih, sedangkan menguap terjadi pada suhu berapa saja di bawah titik didih. Contohnya, pada saat kita menjemur pakaian, maka airnya menguap bukan mendidih, sedangkan apabila kita memanaskan air di kompor hanya pada titik suhu tertentu air tersebut dapat mendidih. titik didih berbagai zat berbeda, bergantung pada struktur dan sifat bahan. 
     5. Titik Leleh
     Titik leleh merupakan suhu ketika zat padat berubah menjadi zat cair. Misalnya garam dapur jika dipanaskan akan meleleh menjadi cairan. Perubahan ini dipengaruhi oleh struktur kristal pada zat tersebut. Zat cair dan zat gas juga memiliki titik leleh, tetapi perubahannya tidak dapat diamati pada suhu kamar.
     6. Kelarutan 
      Larutan merupakan campuran homogen yang terdiri dari dua komponen, yaitu pelarut dan terlarut. Pelarut merupakan zat yang melarutkan, dan biasanya jumlahnya lebih banyak, sedangkan zat terlarut adalah zat yang dilarutkan, biasanya dengan jumlah yang lebih sedikit. Kelarutan dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya sebagai berikut :
          a) Suhu
         Pada saat kita melarutkan kopi dan gula, akan lebih cepat larut dalam air panas dibandingkan dengan air dingin. Mengapa demikian? Kenaikan suhu menyebabkan energi kinetik partikel zat bertambah sehingga partikel pada suhu yang tinggi akan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan suhu yang rendah. Kondisi ini menyebabkan terjadinya tumbukan antara partikel zat pelarut dengan partikel zat terlarut.
          b) Volume Pelarut
        Pada saat kita melarutkan 2 sendok gula kedalam 100 mL air, dan 2 sendok gula kedalam 500 mL air, maka gula tersebut akan lebih cepat larut dalam 500 mL air, mengapa demikian?. Semakin besar volume pelarut, maka jumlah partikel pelarut akan semakin banyak. kondisi ini memungkinkan lebih banyak terjadinya tumbukan antara zat pelarut dengan zat terlarut, sehingga zat padat pada umumnya akan lebih cepat larut. 
          c) Ukuran Zat Terlarut
        Apabila kita melarutkan 2 sendok gula pasir kedalam 100 mL air, dan 1 sendok gula batu kedalam 100 mL air, mengapa yang lebih cepat larut adalah 2 sendok gula pasir?. Hal ini karena gula pasir halus memiliki ukuran partikel yang lebih kecil sehingga memiliki permukaan sentuh yang lebih luas dibandingkan gula batu. Jadi, makin kecil ukuran zat terlarut, makin besar kelarutan zat tersebut.
          d) Jenis zat terlarut
          e) Jenis Pelarut
B. Cabang-Cabang Ilmu Fisika
Cabang-Cabang ilmu fisika sangat banyak, antara lain adalah :
    1. Mekanika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak. Mekanika klasik terbagi atas dua bagian, yaitu Kinematika dan Dinamika.
Kinematika membahas bagaimana suatu objek dapat bergerak tanpa menyelidiki sebab-sebab apa yang menyebabkan suatu objek dapat bergerak
Dinamika mempelajari bagaimana suatu objek dapat bergerak dengan menyelidiki penyebabnya.
    2. Mekanika Kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom.
    3. Mekanika Fluida adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang fluida (dapat berupa cairan dan gas)  
   4. Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam satu alat seperti komputer, peralatan elektronik, semikonduktor, dan lain-lain.
    5. Teknik Elektro atau Teknik Listrik adalah salah satu bidang ilmu teknik mengenai aplikasi listrik untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.
     6.  Elektrodinamis adalah ilmu yang mempelajari tentang listrik dinamis
     7.  Bioelektromagnetik adalah disiplin ilmu yang mempelajari tentang fenomena listrik, magnetik, dan elektromagnetik yang muncul pada jaringan makhluk hidup 
     8.  Fisika Gelombang adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gelombang
     9. Fisika Optik (Geometri) adalah ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya
    10. Kosmografi/Astronomi adalah ilmu yang mempelajari tentang berbintangan dan benda-benda angkasa  
    11. Fisika Kedokteran (Fisika Medis) membahas bagaimana penggunaan ilmu fisika dalam bidang kedokteran (medis), diantaranya :
Biomekanika meliputi gaya dan hukum fluida dalam tubuh
Bioakuistik (bunyi dan efeknya pada sel hidup/ manusia)
Biooptik (mata dan penggunaan alat optik)
Biolistrik (sistem listrik pada sel hidup terutama pada jantung manusia)
   12. Fisika Radiasi adalah ilmu fisika yang mempelajari setiap proses di mana energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain.
   13.  Fisika lingkungan adalah ilmu yang mempelajari kaitan fenomena fisika dengan lingkungan.
    14. Geofisika adalah perpaduan antara ilmu fisika, geografi, kimia, dan matematika.
C. Hubungan Fisika dengan Ilmu Pengetahuan Lain
Fisika merupakan ilmu yang sangat fundamental diantara semua Ilmu Pengetahuan Alam. Misalnya saja pada Kimia, susunan molekul dan cara-cara praktis dalam mengubah molekul tertentu menjadi yang lain menggunakan metode penerapan hukum-hukum Fisika. Biologi juga harus bersandar ketat pada ilmu fisika dan kimia untuk menerangkan proses-proses yang berlangsung pada makhluk hidup. 

Tujuan mempelajari Ilmu Fisika adalah agar kita dapat mengetahui bagian-bagian dasar dari benda dan mengerti interaksi antara benda-benda, serta mampu menjelaskan mengenai fenomena-fenomena alam yang terjadi. Walaupun fisika terbagi atas beberapa bidang, hukum fisika berlaku universal. Tinjauan suatu fenomena dari bidang fisika tertentu akan memperoleh hasil yang sama apabila di tinjau dari bidang fisika lain. 

Selain itu, konsep-konsep dasar fisika tidak saja mendukung perkembangan fisika itu sendiri, tetapi juga mendukung perkembangan ilmu lain dan teknologi. Ilmu fisika menunjang riset murni maupun terapan. Ahli-ahli geologi dalam risetnya menggunakan metode-metode gravimetri, akustik, listrik dan mekanika. peralatan modern di rumah-rumah sakit menerapkan prinsip ilmu fisika dan Ahli-ahli astronomi memerlukan optik spektografi dan teknik radio.

Pengukuran, Besaran, dan Dimensi
Dimensi besaran fisis diwakili dengan simbol, misalnya M, L, T yang mewakili massa, panjang (mungkin dari istilah bahasa Inggris: length), dan waktu (mungkin dari istilah bahasa Inggris: time). Sebagaimana terdapat satuan turunan yang diturunkan dari satuan dasar, terdapat dimensi dasar primer besaran fisis dan dimensi sekunder besaran yang diturunkan dari dimensi dasar primer. Misalnya, dimensi besaran kecepatan adalah jarak/waktu (L/T) dan dimensi gaya adalah massa × jarak/waktu² atau ML/T2.
Satuan dan dimensi suatu variabel fisika adalah dua hal berbeda. Satuan besaran fisis didefinisikan dengan perjanjian, berhubungan dengan standar tertentu (contohnya, besaran panjang dapat memiliki satuan meter, kaki, inci, mil, atau mikrometer), namun dimensi besaran panjang hanya satu, yaitu L. Dua satuan yang berbeda dapat dikonversikan satu sama lain (contohnya: 1 m = 39,37 in; angka 39,37 ini disebut sebagai faktor konversi), sementara tidak ada faktor konversi antarlambang dimensi.
Berikut adalah tabel yang menunjukkan dimensi dan satuan tujuh besaran dasar dalam sistem SI
Besaran dasar
Dimensi
Satuan SI
Massa
M
Kg
Panjang
L
M
Waktu
T
S
Suhu
?
K
Arus listrik
E
A
Intensitas cahaya
I
Cd
PENGUKURAN
Dalam ilmu fisika pengukuran dapat dilakukan pada sesuatu yang terdifinisi dengan jelas.
misalnya : pengukuran panjang, massa, temperatur, dll.
Pengukuran dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :
1. Pengukuran Langsung
Dengan sesuatu alat ukur langsung memberikan hasil pengukuran
contoh : pengukuran lebar meja
2. Pengukuran tak langsung :
Dengan suatu cara dan perhitungan pengukuran ini barulah memberikan hasilnya.
contoh : pengukuran benda-benda kuno.
SATUAN
Pengukuran selalu dibuat relatif terhadap satuan tertentu.
Sistim satuan yang dipakai sekarang adalah sistim Internasional yang disingkat dengan SI (dari bahasa perancis Le Systeme International D’Unites ) dan sistim Inggris.
Dalam SI terdapat 2 sistim satuan yaitu :
sistim MKS(meter-kilo-sekon) dan sistim CGS(centi-gram-sekon)

Sistim      Panjang     Massa      Waktu
MKS          m               kg                 s
CGS          cm               g                  s
BESARAN POKOK
Pada suatu pengukuran terdapat besaran-besaran yang dianggap pokok dimana besaran ini dipakai sebagai dasar dari suatu pengukuran.
>Dalam mekanika ada tiga besaran pokok yaitu ; MASSA, PANJANG dan WAKTU,.
>Dalam Thermodinamika kita mengenal dua besaran pokok yaitu; SUHU dan JUMLAH ZAT ,
>Dalam listrik dan cahaya ada dua besaran pokok yaitu ; KUAT ARUS dan INTENSITAS CAHAYA,
>dan ada dua besaran pokok yang tak berdimensi yaitu Sudut Ruang dan Sudut Bidang.
Pada mulanya besaran-besaran pokok tidak mempunyai standart yang jelas . Untuk menghindari ini maka sejak tahun 1889 diadakan pertemuan rutin yang membahas berat dan pengukuran.
Pada pertemuan yang diadakan dalam periode 1954-1971 ditetapkan tujuh besaran pokok beserta satuannya. Sistim satuan yang digunakan adalah sistim satuan SI.

DIMENSI
Dimensi menyatakan sifat fisis dari suatu besaran . Atau dengan kata lain dimensi merupakan simbul dari besaran pokok, seperti terlihat dalam tabel 1. Dimensi dapat dipakai untuk mengecek rumus – rumus fisika. Rumus fisika yang benar harus mempunyai dimensi yang sama pada kedua ruas .
Didalam suatu pengukuran ada dua kemungkinan yang akan terjadi yaitu mendapatkan angka yang terlalu kecil atau angka yang terlalu besar jika dipakai satuan diatas.
Untuk menyederhanakan permasalahan tersebut maka dalam pertemuan pada tahun 1960-1975 komite international di atas menetapkan awalan pada satuan-satuan tersebut.
BESARAN TURUNAN
Besaran turunan adalah besaran-besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
Jadi besaran turunan terdiri dari lebih dari satu besaran pokok.
Dalam fisika terdapat banyak sekali besaran turunan. Bebarapa contoh dari besaran turunan dibawah ini : Gaya, Kecepatan, Percepatan, Usaha, Daya, Volume, Massa jenis, dll 

posted under |

0 komentar:

Posting Komentar

Posting Lebih Baru Posting Lama Beranda

Followers


Recent Comments