Gambar Sampul IPA · Bab 4 Wujud Zat dan Massa Jenis
IPA · Bab 4 Wujud Zat dan Massa Jenis
Iip Rohima Diana Puspita

24/08/2021 15:32:16

SMP 7 K-13

Lihat Katalog Lainnya
Halaman

Bab 4 - Wujud Zat dan Massa Jenis

39

Bab

4

Wujud Zat dan

Massa Jenis

Standar Kompetensi:

Memahami wujud zat dan perubahannya.

Kompetensi Dasar:

Ć

Menyelidiki sifat-sifat zat berdasarkan wujudnya dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Ć

Mende

skripsikan konsep massa jenis dalam kehidupan sehari-hari.

Wujud Zat dan Massa Jenis

Partikel zat

Massa jenis

Ć

Zat padat

Ć

Zat cair

Ć

Zat gas

Peta Konsep

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

40

Gambar 4.1 Wujud zat padat, cair, dan gas.

Sumber: image.google.co.id

Jika kamu membeli gula di pasar, maka pedagang akan

menimbang gula dengan sebuah neraca. Jika kamu perhatikan, neraca

yang berada dalam keadaan setimbang menjadi tidak setimbang setelah

gula diletakkan pada salah satu lengan neraca. Begitupula, ketika kamu

mengangkat sebuah botol kosong akan terasa lebih ringan daripada

mengangkat botol yang telah diisi dengan air. Sama halnya dengan gas,

sebuah balon karet yang ditiup akan mengembang karena terisi udara

yang berupa gas. Dan ketika ditimbang, balon karet yang telah ditiup

akan lebih berat dari sebelumnya.

Kejadian-kejadian tersebut menunjukkan bahwa gula yang berupa

padat, cair, dan gas mempunyai massa dan menempati ruang. Dengan

kata lain, zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati

ruang.

Zat dapat

dikelompokkan menjadi tiga wujud, yaitu padat, cair,

dan gas. Sebagian besar zat yang ada di bumi ini berbentuk dalam satu

wujud. Akan tetapi, beberapa zat dapat berbentuk dalam wujud yang

berbeda. Misalnya, air dapat berada dalam tiga wujud, yaitu padat, cair,

dan gas. Air dalam suhu normal merupakan zat cair. Jika didinginkan,

air menjadi es yang berupa zat padat. Dan ketika dipanaskan, air akan

berubah wujud menjadi gas, berupa uap air. Setelah mempelajari bab

ini, kamu dapat menyelidiki sifat-sifat zat berdasarkan wujudnya dan

penerapannya dalam kehidupan sehari-hari serta mendeskripsikan

konsep massa jenis dalam kehidupan sehari-hari.

A. Partikel Zat

Jika sebuah kertas kita potong-potong, dan potongan itu kita

potong lagi menjadi bagian yang lebih kecil, kemudian bagian itu kita

potong lagi sampai suatu saat kertas itu tidak dapat kita potong lagi,

maka akan terdapat bagian terkecil (partikel) dari kertas itu yang disebut

atom. Jadi, atom adalah bagian terkecil (partikel) dari suatu zat.

Untuk dapat melihat atom sebagai penyusun suatu zat, kita harus

Sekarang, coba kamu perhatikan semua benda yang berada di

sekitarmu! Benda-benda tersebut berupa padat, cair, dan gas.

Atom adalah bagian

terkecil (partikel) dari suau

zat)

Bab 4 - Wujud Zat dan Massa Jenis

41

Sumber: image.google.co.id

Gambar 4.2 Susunan molekul zat padat

menggunakan alat bantu sehingga zat dapat dilihat dalam tiga wujud.

Partikel-partikel inilah yang mempengaruhi sifat suatu zat.

1. Zat Padat

Perhatikan gambar berikut ini!

Susuna

n partikel zat padat adalah sebagai berikut:

a) Letak partikelnya sangat berdekatan dalam susunan yang

teratur.

b) G

aya tarik-menarik antarpartikelnya sangat kuat sehingga

gerakannya partikelnya menjadi tidak bebas.

c)

Gerakan partikelnya tidak diam, tetapi bergetar dan berputar di

tempatnya.

d)

Partikel-partikelnya tidak mudah dipisahkan sehingga bentuknya

selalu tetap (tidak berubah).

2. Zat Cair

Perhatikan gambar berikut ini!

Sumber: image.google.co.id

Susunan molekul zat cair

Susunan partikel zat cair adalah sebagai berikut:

a)

Letak partikelnya kurang rapat dibandingkan dengan zat padat.

b) Gerakan partikelnya cukup bebas.

c)

Partikelnya dapat berpindah tempat, tetapi tidak mudah mening-

galkan kelompoknya karena masih terdapat gaya tarik-menarik.

d) Bentuknya mudah berubah sesuai tempatnya, tetapi volumenya

tetap.

S

ahabatku,

Ilmuwan

Yang Chen-Ning

adalah penerima hadiah

nobel di bidang fisika

partikel bersama dengan

kolega dekatnya Tsung

Dao Lee. Di Amerika, ia

lebih lazim dipanggil Chen

Ning Yang. Anak pertama

dari lima bersaudara ini

dilahirkan pada 1 Oktober

1922 di Hefei, Anhui,

Cina. Ia memperoleh

gelar B.Sc di National

Southwest Associated

University, Kunming

pada 1942. Kemudian,

ia melanjutkannya ke

Universitas Tsinghua

dan memperoleh gelar

M.Sc-nya. Tahun 1946,

ia mendapat beasiswa

untuk belajar di Universitas

Chicago. Di Chicago,

Yang Chen-Ning bertemu

dengan banyak fisikawan

top, seperti Fermi dan E.

Teller.

Berbagai penghargaan

bergengsi pun diraihnya, di

antaranya Albert Einstein

Commemorative Award

(1957), The U.S. Junior

Chamber of Commerce

sebagai salah satu orang

muda berbakat, Rumford

Premium (1980), National

Medal of Science (1986),

Benjamin Franklin Medal

(1993), Bower Award

(1994), Bogoliubov Prize

(1996), Lans Onsager

Prize (1999) dan yang

terbaru adalah King Faisal

International Prize (2001).

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

42

3. Zat Gas

Perhatikan gambar berikut ini!

Susuna

n par

tikel gas adalah sebagai berikut:

Sumber: image.google.co.id

Gambar 4.4 Susunan molekul zat gas

a) Letak partikelnya sangat berjauhan sehingga gaya tarik-menarik

antarpartikelnya hampir tidak ada.

b) Bergerak sangat bebas.

c)

Baik volume maupun bentuknya mudah berubah.

d) Zat gas dapat mengisi seluruh ruangan yang ada.

Berdasarkan keadaan partikel-partikel wujud zat di atas, kita tahu

bahwa partikel zat padat dapat bergerak. Hal ini dapat dilihat dari

larutnya gula dalam air, partikel-pertikel gula meninggalkan ikatannya

dan membaur di antara partikel-partikel zat cair sehingga air terasa

manis dan wujud padat gula tidak terlihat lagi.

Hal lain yang dapat kita ketahui adalah adanya tarik-menarik

antarpartikel. Gaya tarik-menarik antarpartikel dapat terjadi antara

partikel-partikel yang sejenis dan antara partikel-partikel yang tidak

sejenis. Gaya tarik-menarik antarpartikel yang sejenis disebut kohesi,

dan gaya tarik-menarik antarpartikel yang tidak sejenis disebut

adhesi.

Agar

kamu dapat memahami tentang kohesi dan adhesi, kamu

dapat melakukan sebuah pengamatan dalam dua tabung reaksi. Salah

satu dari tabung reaksi kamu olesi minyak bagian dalamnya, kemudian

isi kedua tabung reaksi tersebut dengan air. Perhatikan apa yang terjadi

pada permukaan air dari kedua tabung?

Pada tabung yang telah diolesi minyak pada bagian dalam, akan

terlihat permukaan air yang berbentuk cembung. Sedangkan, pada

tabung satu lagi yang tidak diolesi minyak, permukaan air terlihat

berbentuk cekung. Pada tabung yang telah diolesi minyak, air tidak

membasahi dinding tabung karena gaya tarik-menarik antarpartikel air

(gaya kohesi) lebih besar daripada gaya tarik-menarik antara molekul air

dan partikel minyak (gaya adhesi). Sebaliknya, air terlihat membasahi

dinding tabung pada tabung yang tidak diolesi minyak karena gaya

tarik-menarik antara partikel air dengan partikel kaca (gaya adhesi) lebih

besar daripada gaya tarik-menarik antarpartikel air (gaya kohesi).

Pikirkanlah

Temukan zat padat, cair,

dan gas di sekitarmu.

Kemudian, selidikah

susunan partikel zat

tersebut. Simpulkanlah!

!

Bab 4 - Wujud Zat dan Massa Jenis

43

Gambar 4.5

(a) miniskus cembung

(b) miniskus cekung

(b)

(a)

Jadi, jika gaya kohesi lebih besar dibandingkan dengan gaya

adhesi, maka akan terjadi peristiwa yang disebut miniskus cembung.

Dan, jika gaya kohesi lebih kecil dibandingkan dengan gaya adhesi,

maka akan terjadi miniskus cekung.

a. Gaya Kapiler atau Kapilaritas

Gaya kapiler atau kapilaritas adalah gejala meresapnya zat cair

melalui celah-celah sem

pit atau pipa rambut. Gejala ini disebabkan

adanya gaya adhesi atau kohesi antara zat cair dengan dinding

celah itu. Akibatnya, bila pembuluh kaca dimasukkan dalam zat cair,

permukaannya menjadi tidak sama.

Contoh adanya gaya kapiler atau kapilaritas terjadi pada kompor

minyak tanah. Sumbu kompor menyerap minyak sehingga minyak naik

dan kompor dapat menyala. Contoh lain adalah naiknya air dalam tanah

dari akar sampai daun sehingga terjadi peristiwa fotosintesis.

b. Perubahan Wujud

Telah dibahas sebelumn

ya bahw

a di sekitar kita terdapat berbagai

zat, yaitu zat padat, zat cair, dan gas. Dalam keadaan tertentu, zat atau

materi ini dapat berubah wujud ke dalam wujud lainnya. Misalnya, air

yang berupa zat cair ketika didinginkan akan berubah menjadi es yang

berupa zat padat dan ketika dipanaskan akan berubah menjadi uap

yang berupa gas. Begitupun sebaliknya, es yang berupa zat padat akan

berubah menjadi zat cair ketika dipanaskan dan menjadi uap air. Jika

uap air tersebut mengembun, maka akan kembali menjadi air. Pada

contoh lain, lilin yang dinyalakan akan mencair dan dengan cepat akan

kembali menjadi lilin yang padat.

Suatu zat dapat berubah wujud disebabkan adanya pengaruh

energi. Perubahan zat terdiri dari dua jenis, yaitu perubahan fisika

(perubahan zat yang tidak disertai dengan terbentuknya zat lain jenis

baru, seperti air yang menjadi es) dan perubahan kimia (perubahan

zat yang disertai dengan terbentuknya zat baru jenis lain, seperti kayu

yang dibakar).

Gambar 4.6 Perubahan wujud zat pada lilin

Sumber: image.google.co.id

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

44

Gas

Cair

Padat

Mengembun

Menguap

Menyublim

Menghablur

Membeku

Mencair

Diagram 4.1 Perubahan wujud zat

Diagram di bawah ini menunjukkan istilah dalam perubahan

wujud zat.

B. Massa Jenis

Ketika kamu membawa 1 kg kapas akan terasa lebih ringan

dibandingkan dengan membawa 1 kg gula. Mengapa hal ini terjadi,

padahal keduanya berwujud sama dan memiliki massa 1 kg?

Peristiwa ini terjadi karena adanya perbedaan kerapatan suatu zat

yang satu dengan zat lainnya, meskipun wujud zatnya sama. Kerapatan

suatu zat disebut massa jenis, yang dilambangkan dengan

ρ

(rho), yaitu

hasil bagi massa zat oleh volumenya. Hal ini sesuai dengan sifat utama

dari suatu zat, yaitu massa dan volume.

Dengan:

ρ

= massa jenis benda

m = massa (berat) benda

v = volume benda

m

v

ρ

= ·

1. Apa yang dimaksud dengan zat atau materi?

2. Jelaskan perbedaan antara zat padat, zat cair, dan gas!

3. Apa yang dimaksud dengan adhesi, kohesi, dan kapilaritas?

Berikan contohnya!

4. Berikanlah masing-masing dua contoh dari perubahan wujud

yang dapat terjadi!

M

enguji Diri

Pikirkanlah

Coba kamu selidiki

perubahan apa

yang terjadi ketika

air dipanaskan di

dalam panci tertutup,

menyebabkan airnya

menyusut. Kemukakan

pendapatmu.

!

Satuan massa jenis dalam Sistem Internasional (SI) adalah kg/m

3

dan dalam cgs adalah g/cm

3

.

Untuk menentukan massa jenis zat padat dan zat cair, lakukanlah

kegiatan berikut.

Bab 4 - Wujud Zat dan Massa Jenis

45

Aktivitas Siswa

c. Tujuan: Menentukan massa jenis zat padat dan zat cair.

Langkah kerja:

Timbanglah gelas ukur kosong dengan neraca (m

1

). Isilah gelas ukur tersebut dengan air pada

volume tertentu (V), kemudian timbang (m

2

). Massa air diperoleh dari selisih antara m

2

dan

m

1

. Hitung massa jenis air.

Massa batu

V

1

V

2

V = V

1

- V

2

m

v

ρ

= ·

. . .

50 ml

. . .

. . .

. . .

m

1

Vm

2

m = m

1

ă

m

2

m

v

ρ

= ·

. . .

. . .

. . .

. . .

. . .

Alat dan bahan: balok, batu, gelas ukur 100 ml, neraca berlengan.

a. Tujuan: Menentukan massa jenis balok.

Langkah kerja:

Ukurlah panjang, lebar, dan tinggi balok, lalu hitung volumenya. Kemudian, timbang massanya

menggunakan neraca berlengan. Hitung massa jenis balok tersebut dengan rumus di atas.

b. Tujuan: Menentukan massa jenis batu tak beraturan.

Langkah kerja:

Isi gelas ukur sampai 50 ml. Timbang massa batu dengan neraca berlengan, lalu masukkan

batu ke dalam gelas ukur. Catat ketinggian air dalam gelas ukur. Hitung massa jenis batu.

Massa jenis dari beberapa zat dapat kamu lihat dalam tabel

berikut.

Tabel 4.2 Beberapa massa jenis dalam beberapa zat.

Nama Zat

Massa Jenis (

ρ

) dalam Kg/m

3

Udara (27

º

C)

1,2

Alkohol

800

Kayu

300 - 900

Es

920

Air (4

º

C)

1000

Aluminium

2700

Seng

7140

Besi

7900

Kuningan

8400

Perak

10500

Raksa

13600

Emas

19300

Platina

21450

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

46

M

enguji Diri

1. Sebuah tabung berjari-jari 2 m dan tinggi 2 m digunakan sebagai

tempat air. Jika tabung itu penuh terisi air dan massa jenis air 1

g/cm

3

, berapakah massa air yang tertampung?

2. Sebuah balok dengan ukuran panjang 7 cm dan lebar 5 cm

mempunyai massa 60 gram dan massa jenis 5.000 kg/m

3

.

Berapakah tinggi balok tersebut?

K

ilasan Materi

Ć

Zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang.

Ć

Zat dikelompokkan menjadi tiga wujud, yaitu padat, cair, dan gas.

Ć

Susunan partikel zat padat lebih rapat dibanding susunan partikel zat cair dan gas.

Ć

Gaya kapiler atau kapilaritas adalah gejala meresapnya zat cair melalui celah-celah sempit

atau pipa rambut.

Ć

Suatu

zat dapat berubah wujud karena pengaruh energi.

Ć

Massa jenis (

ρ

) adalah

kerapatan suatu zat yang nilainya ditentukan dari hasil bagi massa

zat oleh volumenya.

Hikmah apa yang dapat kamu ambil dari materi tentang wujud zat dan massa jenis zat? Apakah

kamu dapat menerapkan konsep tersebut dalam kehidupan sehari-harimu? Pelajari kembali

materi tersebut untuk meningkatkan pemahamanmu.

Contoh:

Sebuah kubus yang sisinya 2 cm memiliki massa 40 gram. Berapakah

massa jenis kubus tersebut?

Diketahui : sisi kubus (s) = 2 cm

massa kubus (m) = 40 gram

Ditanya : massa jenis

Jawab:

Kita

hitung dulu volume kubus V = s

×

s

×

s = 2

×

2

×

2 = 8 cm

3

ρ

= · = ··

ă

··· = 5 g/cm

3

= (5) (1000kg/m

3

) = 5000 kg/m

3

Jadi, massa jenis zat tesebut adalah 5 g/cm

3

atau 5.000 kg/m

3

m

v

40 gram

8 cm

3

Bab 4 - Wujud Zat dan Massa Jenis

47

1. Di bawah ini adalah yang termasuk suatu

zat, kecuali ....

a. buku

b. minyak

c. asap

d. sinar matahari

2. Di bawah ini termasuk ke dalam perubahan

fisika, kecuali ....

a. kertas yang dibakar

b. air menjadi uap air

c. air menjadi es

d. es mencair

3. Gaya tarik-menarik antarapartikel yang

sejenis disebut ....

a. kohesi

b. kapilaritas

c. adhesi

d. koneksi

4. Salah

satu ciri partikel zat cair adalah ....

a. letak molekulnya sangat berdekatan

b. bentuknya mudah berubah

c. bergerak sangat bebas

d. volumenya berubah-ubah

5. Perubahan wujud dari zat cair menjadi zat

padat disebut ....

a. mencair

b. membeku

c. menyublim

d. menguap

6. Ga

ya kohesi yang paling kuat terjadi pada

partikel zat ....

a. padat

c. gas

b. cair

d. air

A.

Pi

lihlah jawaban yang paling tepat!

Uji Kemampuan

7. Akibat dari gaya kohesi yang lebih kecil

dibandingkan dengan gaya adhesi adalah

terbentuknya miniskus ....

a. cembung

b. cekung

c. cekung dan cembung

d. datar

8. Berikut adalah peristiwa yang menunjukkan

kapilaritas, kecuali ....

a. naiknya minyak tanah pada sumbu

kompor

b. naikn

ya air dari akar ke daun

c. gula yang diaduk dalam air

d. air menggenang yang diserap kain

pel

9. Volume zat cair dalam sebuah gelas ukur

adalah 500 ml. Setelah kelereng dengan

massa 50 gram dimasukkan ke dalam gelas

ukur, volumenya menjadi 600 ml. Massa

jenis kelereng itu adalah ....

a. 0,5 g/cm

3

b. 5 g/cm

3

c. 50 g/cm

3

d. 0,05 g/cm

3

10. S

ebuah benda memiliki massa jenis 0,2

g/cm

3

. Jika massa benda itu 15 kg, maka

volume benda tersebut adalah ....

a. 0,075 m

3

b. 0,75 m

3

c. 7,5 m

3

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

48

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!

1. Apa yang dimaksud dengan:

a. p

er

ubahan wujud zat

b. perubahan fisika

c. perubahan kimia

2. Apa yang dimaksud dengan adhesi dan kohesi? Jelaskan!

3. Apa yang dimaksud dengan kapilaritas? Berikan contohnya!

4. Sebuah kerucut dengan ukuran tinggi 14 cm dan jari-jari 25 cm memiliki massa jenis 450 kg/m

3

.

Berapakah massa kerucut itu?

5. Balok yang bermassa 10 kg memiliki panjang 100 cm, lebar 35 cm, dan tinggi 12 cm. Berapakah

massa jenis balok tersebut?

1. Mengapa susunan partikel zat padat, cair, dan gas berbeda-beda? Jelaskan kaitan antara

wujud zat dengan susunan partikelnya!

2. Bagaimanakah pengaruh massa jenis terhadap sifat benda? Jelaskan dan berikan

contohnya!

3. S

etiap benda akan mengalami perubahan wujud jika mendapatkan pengaruh energi. Jika

tidak mendapatkan pengaruh energi, apakah benda tidak akan mengalami perubahan wujud?