Bab I besaran dan satuan 3 Pengertian Besaran dan Satuan 3



Yüklə 0,89 Mb.
səhifə5/8
tarix24.02.2018
ölçüsü0,89 Mb.
#27893
1   2   3   4   5   6   7   8
Wujud Zat


Tujuan : Menyelidiki sifat-sifat wujud zat
Pendahuluan

Disekitar kita terdapat bermacam-macam benda. Benda-benda tersebut tersusun dari zat-zat. Kalau kita amati wujud zat dapat dikelompokkan menjadi tiga. Zat satu dengan yang lain memiliki sifat-sifat tertentu. Apa sajakah wujud zat itu dan bagaimana sifat-sifatnya ? Untuk memahami lebih lanjut lakukan kegiatan di bawah ini.

Alat Dan Bahan

  • Gelas = 1 buah

  • Kantong plastik besar = 1 buah

  • Kantong plastik kecil = 1 buah

  • Gelas ukur = 1 buah

  • Neraca Ohaus = 1 buah

  • Batu = 1 buah

  • Air = secukupnya

  • Tabung Reaksi = 1 buah

  • Beker glas = 1 buah

  • Es batu = secukupnya

  • Lilin = 1 buah

  • Kapur tulis = secukupnya

Kegiatan

1. Menyelidiki Wujud zat

  1. Ambillah setengah gelas air, sebuah batu sebesar ibu jari kaki dan kantong plastik kecil. Tiuplah kantong plastik itu kemudian ikat dengan karet. Letakkan benda-benda tersebut di atas meja !



A B C


  1. Amati wujud zat-zat tersebut ! Apa nama zat yang terdapat di dalam A, B dan C

.............................................................................................................................................................

  1. Sebutkan 5 macam benda-benda lain selain di atas dan sebutkan pula wujudnya :

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................


Kesimpulan

Dari kegiatan di atas apa kesimpulan anda ?

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................

2. Menyelidiki Sifat-sifat zat


  1. Pindahkan air dari gelas minum ke dalam gelas ukur, bagaimana bentuknya air ? ........................

  2. Pindahkan batu pada beberapa tempat kedudukan, bagaimana bentuk batu ? ............................

  3. Pindahkan udara dari plastik kecil ke dalam plastik besar, amatilah bagaimana bentuknya udara ..........................................................................................................................................................

  4. Timbanglah massa air ( tidak termasuk gelasnya ). Berapa massa air ? ..........................................

  5. Pindahkan air ke wadah lain ( gelas ukur ), kemudian timbanglah massa air sekarang. Berapa massa air ? ..................................................................................................................................................

  6. Bagaimana besarnya massa air pada kegiatan d) dan e) ?

  7. Timbanglah massa batu, berapa massa batu ? .................................................................................

  8. Kemudian pindahkan ke tempat lain batu tersebut, timbanglah lagi batu tersebut. Berapa massa batu sekarang? ..................................................................................................................................


Kesimpulan :

Dari kegiatan di atas buatlah kesimpulan mengenai bentuk, volume dan massa dari zat padat, cair dan gas

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................



Kegiatan 5.2
Partikel-Partikel Zat


Tujuan : Menyelidiki partikel-partikel suatu zat
Pendahuluan

Apabila kita teteskan minyak wangi pada bajumu, apakah anda dapat mencium bau minyak wangi? Bagaimana bau minyak wangi dapat menyeber keseluruh ruangan? Apakah semua zat itu terdiri dari partikel-partikel yang jarak antara partikel dan kebebasan geraknya sama/berbeda? Untuk menjawab pertanyaan tersebut marilah kita ikuti kegiatan berikut.
Alat Dan Bahan

  • Minyak wangi = secukupnya

  • Gelas ukur 200 cc = 1 buah

  • Sendok = 1 buah

  • Gula pasir = secukupnya

  • Air secukupnya = secukupnya




Prosedur

1. a. Letakkan botol kecil minyak wangi dalam keadaan tertutup pada ujung ruangan kelas.

Apakah disekitar botol wangi tersebut dapat tercium bau minyak wangi ? ....................................

b. Bukalah tutup minyak wangi. Apakah di sekitarnya terdapat bau minyak wangi? .........................

c. Bagaimanakah bau minyak wangi itu dapat menyebar sampai kehidung? .....................................

2. a. Cobalah kamu cicipi gula pasir, bagaimana rasanya ? .....................................................................

b. Masukkan 3 sendok gula pasir ke dalam 150 cc air. Kemudian aduklah apakah yang terjadi pada gula pasir tersebut ? .........................................................................................................................

c. Kemudian cicipi larutan gula itu, apakah air terasa manis ? ............................................................

d. Samakah rasa manis itu dengan gula pasir sebelum dilarutkan dalam air ? ................................... Mengapa demikian ? .........................................................................................................................

3. Lemparkan sebuah kapur tulis ke lantai, apakah bagian-bagian kapur tulis menyebar ke mana-mana ? ...................... Mengapa demikian ? ........................................................................................................
Informasi:

Melarut adalah peristiwa penyebaran partikel-patikel zat padat kedalam zat cair.


Kesimpulan

Dari kegiatan 1,2 dan 3 di atas buatlah kesimpulan mengenai sifat dari partikel-partikel: zat padat,cair dan gas.

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................
Kegiatan 5.3

Massa Jenis Zat


Tujuan : Mengukur massa jenis benda

Pendahuluan

Kita sering menjumpai benda-benda yang volumenya sama tetapi massanya berbeda. Hal ini karena massa jenis kedua benda tersebut tidak sama. Bagaimana untuk mengetahui massa jenis suatu benda ? Ikutilah kegiatan berikut !



Alat Dan Bahan

Silinder besi = 1 buah

Kubus besi = 1 buah

Kubus aluminium = 1 buah

Silinder aluminium = 1 buah

Neraca Ohaus = 1 buah


Batu = 1 buah

Benang halus = secukupnya

Mistar = 1 buah

Gelas ukur = 1 buah

Air = secukupnya



Prosedur

  1. Timbanglah massa silinder besi, kubus besi, silinder aluminium, kubus aluminium dan batu kemudian masukkan ke dalam tabel di bawah ini .




No

Jenis Zat

Massa benda

Volume benda

Massa / volume

( gr/cm3)



Massa /volume

( kg/m3)



gr

kg

cm3

m3

1.

Besi

Silinder



















Kubus



















2.

Aluminium

Silinder



















Kubus



















3.

Batu



















1 gr = 0,001 kg = 1 x 10-3 kg ; 1 cm = 0,01 m = 1 x 10-2 m ; 1 cm3 = 0,000001 m3 = 1 x 10-6 m3

  1. Ukurlah volume silinder dan kubus besi, silinder dan kubus aluminium dan batu menggunakan mistar atau gelas ukur kemudian hasilnya masukkan kedalam tabel di atas.

  2. Hitunglah massa dibagi volume untuk masing-masing benda dan masukkan ke dalam tabel, baik dalam gr/cm3 maupun dalam kg/m3.

  3. Bandingkan hasil bagi massa dengan volume untuk silinder besi dan kubus besi ! Bagaimana besarnya ? .............................................................................................................................................

  4. Bandingkan hasil bagi massa dengan volume untuk silinder aluminium dan kubus aluminium ! Bagaimana besarnya ? .........................................................................................................................

  5. Bandingkan hasil bagi massa dengan volume untuk silinder besi dan silinder aluminium !

Bagaimana besarnya ? Mengapa demikian ? .......................................................................................

g. Bandingkan hasil bagi massa dengan volume untuk kubus besi dan kubus aluminium ! Bagaimana besarnya ? ...................................... Mengapa demikian ? ................................................................... ..............................................................................................................................................................


Informasi :

Hasil bagi massa dengan volume di sebut massa jenis.

Kesimpulan :

Dari kegiatan di atas dapat disimpulkan bahwa besarnya massa jenis benda tergantung dari apa ?

Dan tidak tergantung dari apa ?
Penguatan :


  1. Jika massa jenis benda (), massa bendaa (m) dan volume benda (V), tuliskan rumus hubungan ke tiga variabel tersebut !

..............................................................................................................................................................

  1. Jika satuan massa benda kg dan volume benda m3, apa satuan massa jenis ? ..................................

  2. Sepotong besi mempunyai volume 200 cm3. Tentukan masa besi dalam SI jika massa jenis besi 7,9 gr/cm3.

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................


  1. Volume besi, massa jenis platina dan massa jenis besi berturut-turut sebesar 200 cm3, 21,45 gr/cm3 dan 7,9 gr/cm3. Apabila massa platina sama dengan massa besi, tentukan volume platina tersebut !

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................


  1. Gelas ukur kosong, mempunyai massa 200 gram. Setelah diisi 50 cm3 air garam, massa gelas ukur menjadi 257,5 gram. Berapa massa jenis air garam tersebut ?

..............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................



EVALUASI
I. Pilihlah salah satu jawaban yang benar!
1. Ciri khas suatu zat dinyatakan dengan ...

a. massa zat b. volume zat c. berat zat d. massa jenis zat

2. Berikut ini beberapa peralatan yang terdapat di dalam laboratorium.

1) mistar 2) gelas ukur 3) neraca 4) stopwatch

Peralatan manakah yang digunakan untuk menentukan massa jenis zat cair?

a. 1) dan 2) b. 2) dan 3) c. 1) dan 4) d. 3) dan 4)

3. Perhatikan daftar benda di bawah ini.


Benda

Massa Jenis ( kg/m3)

P

9400

Q

4300

R

1100

S

900

Benda manakah yang mengapung di air?

a. P b. Q c. R d. S

4. Massa jenis minyak tanah adalah 0,8 gr/cm3. Bila massa jenis ini dinyatakan dalam satuan SI, nilainya adalah …

a. 0,0008 kg/m3 b. 0,008 kg/m3 c. 800 kg/m3 d. 8000 kg/m3

5. Sebuah kubus kayu massanya 60 gram dan volumenya 35 cm3. Hitung massa jenis kubus tersebut!

a. 2,40 gr/cm3 b. 1,71 gr/cm3 c. 1,00 gr/cm3 d. 0,63 gr/cm3



  1. Seorang siswa melakukan percobaan dengan menggunakan alat dan bahan sebagai berikut.

Jika data kepustakaan sebagai berikut:



Nama benda

Massa jenis (kg/m³)


V1 = 1,5 m/s

logam
Besi



7.900

Emas

19.300

Perak

10.500

Alumunium

2.700

maka logam yang terukur seperti pada gambar (a) dan (b), dan dikaitkan dengan data kepustakaan adalah....

a. Besi b. emas c. perak d. tembaga

7. Jika kita memiliki 1 kg besi dan 1 kg aluminium. Massa jenis besi adalah 7.800 kg/m3 dan massa jenis aluminium adalah 2.700 kg/m3. Kesimpulan yang benar mengenai volume adalah ...

a. volume besi lebih besar dari volume aluminium

b. volume besi sama dengan volume aluminium

c. volume besi lebih kecil daripada volume aluminium

d. volume kedua zat itu tidak dapat ditentukan


8. Sepotong emas yang massa jenisnya 1930 kg/m3, mempunyai volume 5 m3. Berapa massa emas tersebut?

a. 386 kg b. 1930 kg c. 1935 kg d. 9650 kg

9. Perhatikan cirri-ciri dari zat di bawah ini


  1. Jarak antar partikelnya saling berjauhan

  2. Gaya tarik antar partikelnya kuat

  3. Gerak partikelnya cepat

  4. Bentuk dapat berubah sesuai tempatnya

  5. Volumenya tetap

Nomor yang merupakan cirri-ciri zat cair adalah :

  1. 1,2,3,5 c. 2,3,4,5

  2. 1,3,4,5 d. 1,2,4,5

  1. Seorang siswa melakukan percobaan dengan menggunakan alat dan bahan sebagai berikut.


Dari hasil pengukuran seperti pada gambar (a) dan (b), massa jenis batu tersebut adalah



    1. 4,62 gram / cm³ c. 4,02 gram / cm³

    2. 4,58 gram / cm³ d. 3,42 gram / cm³

11. Perhatikan diagram perubahan wujud antara ketiga zat berikut:

Cair

I

IV


II

III


V

Padat


Gas




VI

Anak panah yang menunjukkan proses pengembunan adalah …

a. I b. II c. III d. IV

12. Jenis perubahan wujud yang terjadi pada lilin yang dibakar adalah…

a. menguap b. melebur c. mengembun d. menyublim

13. Perbedaan antara partikel kayu dan air adalah …



  1. jarak partikel kayu berjauhan sedang partikel air rapat

  2. susunan partikel kayu teratur sedang partikel air tidak teratur

  3. partikel kayu bergerak bebas sedang partikel air bergerak sangat cepat

  4. partikel kayu terikat lemah sedang partikel air terikat kuat

14. Gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang sejenis disebut ….

a. kohesi b. meniskus c. adhesi d. kapilaritas

15. Kapur dapat menempel pada papan tulis karena adanya gaya …

a. kohesi b. meniskus c. adhesi d. kapilaritas

16. Meniskus zat cair pada tabung reaksi di samping terjadi karena…


  1. kohesi > adhesi

  2. kohesi < adhesi

  3. Kohesi = adhesi

  4. kohesi  adhesi

17. Berikut ini adalah peristiwa yang memanfaatkan prinsip kapilaritas, kecuali….

  1. naiknya air dari akar kayu ke daun melalui pembuluh batang

  2. terserapnya air dari muka ke handuk

  3. naiknya minyak tanah melalui sumbu kompor

  4. perubahan wujud es menjadi air pada suhu ruangan

18. Minyak yang ditumpahkan ke permukaan air akan menggumpal karena ...

a. gaya adhesi lebih besar dari gaya kohesi

b. gaya adhesi sama dengan gaya kohesi

c. gaya adhesi lebih kecil dari gaya kohesi

d. gaya adhesi nol
19. Perhatikan gambar di bawah.

Jika pipa kapiler di atas diisi air, maka urutan tingginya permukaan air dari yang tertinggi ke rendah adalah …

a. 1 – 2 – 3 – 4 c. 4 – 3 - 2 – 1

b. 1 – 3 – 2 – 4 d. 4 – 2 – 3 – 1

20. Permukaan raksa dalam tabung berbentuk cembung. Peristiwa ini disebabkan.......

a. adhesi molekul raksa sama dengan kohesi molekul kaca dengan raksa

b. kohesi molekul raksa lebih kecil daripada adhesi molekul raksa dengan kaca

c. adhesi molekul raksa lebih besar daripada kohesi molekul raksa dengan kaca

d. kohesi molekul raksa lebih besar dari pada adhesi molekul kaca dengan raksa
II. Jawablah dengan singkat, jelas dan benar!


  1. Raksa dalam tabung reaksi permukaannya membentuk meniskus cembung. mengapa hal ini terjadi? Gambarkan bentuk permukaan air dalam tabung reaksi tersebut!

  2. Kalau kalian disuruh menentukan massa jenis minyak goreng, alat dan bahan apa sajakah yang kalian perlukan? Kemudian tuliskan lengkap langkah-langkah pelaksanaannya!

  3. Sebuah bejana kuningan massanya 42 gram. Apabila massa jenis kuningan 8,40 gr/cm3

Hitunglah volume bejana tersebut !

  1. Alkohol yang volumenya 1000 cm3 dicampur dengan 2000 cm3 air. Hitung massa jenis campuran tersebut (dalam gr/cm3) bila air 1 gr/cm3 dan  alkohol 0,79 gr/cm3.

(massa jenis campuran = massa campuran : volume campuran )

  1. Perhatikan gambar alat dan bahan berikut !

Jika massa jenis logam yang tercelup tersebut 7.900 kg/m³, berapakah massanya ?




Kompetensi Dasar

3.3 Melakukan percobaan yang berkaitan dengan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari.

Pada umumnya, benda akan memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan.Akan tetapi jenis pemuaian bervariasi, bergantung pada jenis materi benda.


A. Pemuaian Zat Padat

Zat padat yang dipanaskan akan memuai. Pemuaian yang dialami zat padat dapat berupa muai panjang, muai luas, dan muai ruang (volume).



a. Muai Panjang

Apabila batang logam dipanaskan, akan memuai ke arah memanjang atau mengalami muai panjang. Muai panjang logam dapat diamati dengan alat yang disebut Musschenbroek, Suatu percobaan terhadap beberapa logam dengan alat Musschenbroek didapatkan kesimpulan bahwa pertambahan panjang logam bergantung pada:



  1. panjang logam/zat mula-mula,

  2. kenaikan suhu, dan

  3. jenis bahan.

Pertambahan panjang logam tiap satuan suhu atau tiap 1oC disebut koefisien muai panjang.

Apabila, lo menyatakan panjang logam sebelum dipanaskan,lt menyatakan panjang logam setelah dipanaskan, dan ∆t menyatakan kenaikan suhu, koefisien muai panjang logam  dapat ditulis dengan persamaan berikut.




 = lt- lo

Lo. ∆t

 = l

Lo. ∆t

atau

panjang logam setelah dipanaskan (lt) dapat dihitung dengan persamaan berikut.

keterangan:

Lt = lo {1+.∆t}
lo = panjang mula-mula ( m )

lt = panjang akhir. ( m )

∆t = kenaikan suhu ( oC )

 = koefisien muai panjang ( / oC )


b. Muai Luas

Apabila benda tipis berbentuk persegi panjang dipanaskan, benda tersebut akan mengalami muai luas. Benda yang mengalami muai luas artinya mengalami pemuaian dalam arah memanjang dan melebar.


Koefisien muai luas adalah perbandingan antara pertambahan luas terhadap luas awal persatuan kenaikan suhu.



β = At-Ao

Ao. ∆t

β = A

Ao. ∆t

atau

Luas logam setelah dipanaskan (At) dapat dihitung dengan persamaan berikut.



At =Ao {1+ β.∆t}



keterangan:

Ao = Luas mula-mula ( m2 )



At = Luas akhir. ( m2 )

∆t = kenaikan suhu ( oC )

β = koefisien muai luas ( / oC )

Koefisien muai luas (β) dapat dinyatakan sebagai dua kali muai panjang atau β = 2



c. Muai Ruang ( Volume )

Benda yang mengalami muai ruang, terjadi perubahan panjang, lebar dan tebal. Koefisien muai ruang adalah perbandingan pertambahan volume terhadap volume awal tiap satuan kenaikan suhu.



γ = Vt-Vo

Vo. ∆t

γ = ∆V

Vo. ∆t

Atau


Volume logam setelah dipanaskan (At) dapat dihitung dengan persamaan berikut.

Vt =Vo {1+ γ .∆t}

Keterangan :

Vo = Volume mula-mula ( m3 )

Vt = Volume akhir ( m3 )

∆t = kenaikan suhu ( oC )

γ = koefisien muai Volume ( / oC )

Koefisien muai Volume (γ) dapat dinyatakan sebagai tiga kali muai panjang atau β= 3


B. Pemuaian Zat Cair

Zat cair yang dipanaskan akan mengalami perubahan volume, yang dinamakan muai ruang (volume). Muai ruang zat cair dapat diamati dengan labu didih.



Koefisien muai ruang adalah perbandingan pertambahan volume terhadap volume awal tiap satuan kenaikan suhu

γ = Vt-Vo

Vo. ∆t

γ = ∆V

Vo. ∆t

Atau

Dari hasil pengamatan, diketahui bahwa muai ruang zat cair berbeda antara yang satu dengan lainnya.

Volume zat cair setelah dipanaskan dirumuskan



Vt =Vo {1+ γ .∆t}

keterangan:

Vo = Volume mula-mula ( m3 )

Vt = Volume akhir ( m3 )

∆t = kenaikan suhu ( oC )

γ = koefisien muai Volume ( / oC )
Anomali Air

Khusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0o C sampai 4o C volumenya tidak bertambah, akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4 oC air mempunyai volume terendah.Hubungan volume dengan suhu pada air dapat digambarkan pada grafik berikut.



Pada suhu 4 oC, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0 oC – 4 oC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan dari 4 oC ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi pada air itu disebut anomali air. Hal yang sama juga terjadi pada bismuth dengan suhu yang berbeda.



Kegiatan 6. 1
Pemuaian Zat Padat
Tujuan : Menyelidiki pemuaian panjang pada zat padat

Pendahuluan


Kalor merupakan suatu bentuk energi, jika zat padat dipanasi maka zat padat akan menimbulkan pengaruh yang dapat diamati. Dengan alat di bawah ini kita dapat mengambil pengaruh lain terhadap zat padat.

Alat dan Bahan


Set Muschenbroek
Kegiatan

  1. Ambillah alat Muschenbroek seperti pada gambar. Aturlah jarum-jarum penunjuk supaya berkedudukan sama tinggi dengan jalan memutar-mutar sekrup pengatur. Panaskanlah beberapa batang logam dengan sama rata !




  1. Amati jarum penunjuk , apa yang terjadi ? ............................................................................................

  2. Apakah jarum-jarum itu menunjukkan pada kedudukan skala yang sama ? .........................................

  3. Mengapa demikian ? .............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................

  4. Pada kegiatan di atas logam manakah yang pertambahan panjangnya paling besar ? ..........................

Informasi : Logam yang pertambahan panjangnya paling besar, dikatakan koefien muai panjangnya paling besar .


  1. Logam manakah yang koefisien muai panjangnya paling besar ? .......................................................

  2. Logam manakah yang koefisien muai panjangnya paling kecil ? .........................................................


Kesimpulan

  1. Pada umumnya suatu zat akan memuai bila ........................................................................................

  2. Tergantung dari apakah pertambahan panjang suatu logam jika dipanaskan ? ................................... ................................................................................................................................................................

  3. Bila panjang logam mula-mula Lo , panjang logam setelah dipanaskan Lt , dan suhu mula-mula t1 , suhu logam setelah dipanaskan t2 , koefien muai panjang  , maka tuliskan hubungan antara besaran-besaran tersebut ! ................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................


Penguatan

  1. Pada suhu 0o C panjang baja 50 cm, bila koefien muai panjang baja 0,00001 /o C. Hitunglah panjang baja pada suhu 40 o C ! ........................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................

  2. Sebatang logam pada suhu 25 oC panjangnya 100 cm. Logam tersebut dipanaskan hingga suhunya

50 0C. Bila koefisien muai panjang logam tersebut 0,000012 / o C. Hitunglah pertambahan panjang logam itu ! .............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................

  1. Sebutkan contoh alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan peristiwa pemuaian !

................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................

Kegiatan 6.2

Pemuaian Zat Cair Dan Gas

Tujuan : Menyelidiki pemuaian zat cair dan gas

Pendahuluan


Pada umumnya zat akan memuai bila dipanaskan. Samakah taraf pemuaian tiap zat ? Untuk menjawab pertanyaan di atas lakukan kegiatan di bawah ini.

Alat dan Bahan


  • Labu didih 2 buah

  • Sumbat berlubang satu 2 buah

  • Pipa kaca 2 buah

  • Minyak kelapa/goreng secukupnya

  • Dilatometer 1 buah

  • Air panas secukupnya

  • Bak / bejana besar 1 buah

Prosedur Kegiatan

Kegiatan 1


  1. Ambillah 2 labu didih yang sama besarnya. Isilah yang satu dengan air dingin dan satunya dengan minyak kelapa hampir penuh.

  2. Masukkan kaca ke dalam sumbat yang berlubang satu dan sumbatkan ke dalam labu-labu itu. Usahakan permukaan air dan permukaan minyak kelapa sama.






  1. Masukkan kedua labu itu secara bersama-sama ke dalam bak/bejana yang berisi air panas. Apa yang terjadi ? ..........................................................................................................................................

  2. Sama tinggikah permukaan zat cair itu ? ........................ Mengapa demikian ? .................................... ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................

  3. Apa yang terjadi bila beberapa jenis zat cair dipanasi ? ..........................................................................



Kesimpulan
Tingkat pemuaian pada zat cair tergantung pada :

........................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................


Kegiatan 2


  1. Masukkan ujung pipa dilatometer ke dalam air dan genggamlah labunya rapat-rapat dengan kedua belah tanganmu. Seperti gambar di bawah ini .

b. Apa yang terjadi ? ......................................................................

Mengapa demikian ? .................................................................

....................................................................................................

....................................................................................................

c. Bagaimanakah volume udara dalam labu setelah labu dipegang

tangan ? .....................................................................................

....................................................................................................


Kesimpulan :

Tingkat pemuaian pada gas tergantung pada :

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................




Diskusi :

  1. Pemuaian zat cair merupakan pemuaian yang bagaimana ? .............................................................. .............................................................................................................................................................

  2. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi pertambahan panjang suatu benda ! .….................................................................................…............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

3. Raksa pada suhu 0oC volumenya 100 cm3 dipanaskan sehingga suhunya menjadi 100oC. Bila koefisien muai ruang raksa 0,000182 /oC. Hitunglah volume raksa pada suhu 100oC !

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

C. Pemuaian Zat Gas

Zat gas yang dipanaskan akan mengalami perubahan volume, yang dinamakan muai ruang (volume). Muai ruang gas dapat diamati dengan dilatometer. Apabila suhu gas dinaikkan, ada dua faktor yang berubah yaitu volume dan tekanan. Untuk mencari hubungan antara suhu, volume dan tekanan, salah satu variabel (besaran ) harus dibuat tetap


1. Pemanasan Gas pada tekanan tetap

Pada tekanan tetap, pemanasan gas menyebabkan terjadinya muai ruang gas.

Pada tekanan tetap berlaku hubungan sebagai berikut


Vt =Vo {1+ γp.∆t}
Keterangan:

Vo = Volume mula-mula ( m3 )

Vt = Volume akhir ( m3 )

∆t = kenaikan suhu ( oC )

γ = koefisien muai Volume ( / oC )

Menurut Gay Lussac, Koefisien muai ruang berbagai gas adalah sama besar yaitu

Dengan demikian dapat ditulis persamaan sebagai berikut :




Apabila menggunakan satuan

Kelvin (K) dapat ditulis


2. Pemanasan gas pada volume tetap

Pada Volume tetap berlaku hubungan sebagai berikut




Pt =Po {1+ γT .∆t}

keterangan:

Po = Volume mula-mula

Pt = Volume akhir.

∆t = kenaikan suhu

γ = koefisien muai Volume

Menurut Gay Lussac, Koefisien muai ruang berbagai gas adalah sama besar yaitu

Dengan demikian dapat ditulis persamaan sebagai berikut :



Apabila menggunakan satuan

Kelvin (K) dapat ditulis
3. Hukum Boyle – Gay Lussac

Pada tekanan konstan, Volume V berbanding lurus dengan T. Pada Volume konstan, tekanan P berbanding lurus dengan T. Akibat nya jika P, V dan T berubah, maka PV berbanding lurus dengan T. Sehingga dapat ditulis :






Atau


D. Pemanfaatan Pemuaian

Prinsip pemuaian zat banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari – hari, antara lain sebagai berikut :



  1. Bimetal

Bimetal merupakan dua keping logam yang angka muainya berbeda kemudian dijadikan satu. Bimetal jika dipanaskan akan melengkung kearah logam yang angka muainya kecil. Dan jika didinginkan akan melengkung ke arah logam yang angka muainya besar.

Penggunaan bimetal antara lain untuk termostat , sakelar otomatis pada lampu sein dan termometer bimetal.



a. Termostat.

Termostat adalah alat untuk mengatur suhu agar besarnya tetap atau stabil. Penggunaan termostat misalnya pada setrika listrik, Oven dan lemari es

Cara kerja termostat adalah pada saat arus listrik dialirkan pada elemen pemanas menyebabkan elemen menjadi panas dan plat besi menjadi panas akibatnya pada suhu tertentu bimetalnya melengkung, sehingga arus listrik terputus, setelah suhu turun, bimetal akan kembali akan ke keadaan semula. Sehingga kontak tersambung lagi dan seterusnya

b. Sakelar Otomatis pada lampu sein

Jika lampu sein (lampu isyarat belok pada kendaraan bermotor) dihidupkan, maka kontak menyambung dan lampu menyala. Saat itu, keping bimetal menjadi panas dan membengkok sehingga kontak terputus dan lampu mati. Dengan terputusnya arus listrik, bimetal kembali dingin dan lurus sehingga kontak tersambung lagi. Selama sakelar disambungkan lampu akan hidup dan mati secara periodik.



c. Termometer Bimetal

Termometer Bimetal dibuat lingkaran dengan logam yang koefisien muai panjang di bagian luar. Ketika suhu naik, termomater bimetal akan melengkung sehingga jarum bergerak ke kanan. Sebaliknya, jika suhu turun, termometer bimetal kembali lurus dan jarum bergerak ke kiri

2. Pengelingan

Mengeling yaitu menyambung dua pelat dengan menggunakan paku keling. Cara pengelingannya dengan memanaskan paku, kemudian dimasukkan kedalam lubang pelat, selanjutnya paku keling dipukul hingg melebar dan menjepit pelat dengan sangat kuat. Pengelingan biasanya digunakan pada pembuatan badan kapal, penyambungan besi jembatan, pembuatan tangki badan pesawat.

3. Pemasangan Bingkai Besi pada Roda Pedati atau Delman

Zaman dahulu, roda pedati dibuat dari kayu yang dibingkai dengan besi dan karet. Untuk memasang bingkai besi diusahakan dalam keadaan panas karena dalam keadaan dingin bingkai tidak dapat masuk roda. Setelah dipanaskan, bingkai mengalami pemuaian sehingga besar lingkaran dalam bingkai membesar dan dapat masuk pada roda pedati. Saat dingin, bingkai besi akan mengerut dan menempel pada roda dengan kuat.


4. Pemasangan kaca jendela

Pemasangan kaca jendela dilakukan dengan tidak tepat tetapi agak longgar, pemasangan kaca dengan tepat pada bingkainya maka saat udara panas, kaca memuai akan menyebabkan kaca dapat pecah.Karena pemuaian kaca lebih besar dari pada pemuaian bingkai jendela. Dari prinsip pemuaian ini, pemasangan kaca jendela atau kaca pintu dibuat agak longgar untuk mengantisipasi pemuaian yang terjadi pada kaca.


5. Pemasangan Rel Kereta Api dan Jembatan

Jika kamu perhatikan rel kereta api, maka terlihat sambungannya tidak berimpit, tetapi

ada rongga atau jarak antara rel yang satu dengan yang lain. Hal ini untuk mngatasii kemungkinan terjadinya pemuaian pada siang hari sehingga rel tersebut tidak melengkung. Pada jembatan juga akan mengalami pemuaian, jika terkena panas matahari. Sambungan antara jembatan satu dengan jembatan lain diberi celah atau rongga. Hal itu untuk mengatasi kemungkinan pemuaian pada besi jembatan.




EVALUASI
I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat !
1. Alat berikut ini digunakan untuk mengetahui pemuaian pada zat padat adalah ....

a. barometer c. dilatometer b. termoskop d. Musschenbrock

2. Koefisien muai panjang adalah ....

a. angka yang menunjukkan berkurang panjangnya tiap 1 cm zat bila suhunya naik sebesar 1OC

b. angka yang menunjukkan bertambah panjangnya tiap 1 cm suatu zat bila suhunya naik sebesar 1OC

c. angka yang menunjukkan bertambah panjangnya tiap 1 cm suatu zat bila suhunya turun sebesar 1OC

d. angka yang menunjukkan berkurang panjangnya tiap 1 cm zat bila suhunya tetap pada 1OC

3. Kuningan panjang mula-mula 100 cm dengan koefisien muai panjang 0,000019/ OC dipanaskan dari suhu 10 OC sampai 110 OC akan bertambah panjang sebesar ... cm.

a. 0,0038 c. 0,19

b. 0,0019 d. 0,38

4. Sebatang logam panjangnya 50,00 cm pada suhu 10 OC dan 50,05 cm pada suhu 110 OC. Maka koefisien muai panjang baja itu adalah ... / OC.

a. 0,0005 c. 0,00005

b. 0,00005 d. 0,000005

5. Sebatang plat besi berbentuk persegi panjang dengan panjang 20 cm dan lebar 10 cm pada suhu 10OC dan koefisien muai panjang logam itu 0,000012 / OC. Maka pada suhu 260 OC luas pelat akan bertambah luas sebesar ... m2.

a. 0,0001248 c. 1,248

b. 0,001248 d. 2,248

6. Koefisien muai volume adalah angka yang menunjukkan ....

a. bertambahnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 K

b. bertambahnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 OC

c. berkurangnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 OC

d. berkurangnya volume setiap 2 cm3 suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 OC

7. Koefisien muai panjang kuningan 0,000019 /oC, maka koefisien muai volume kuningan tersebut adalah ... / oC.

a. 0,000057 c. 0,0000095

b. 0,000038 d. 0,0000019

8. Perhatikan pemasangan kabel listrik pada transmisi jarak jauh dibuat agak kendur seperti pada gambar berikut Hal ini dilakukan agar ....


    1. memberi toleransi pemuaian ketika arus listrik mengalir

    2. kawat tidak memuai ketika mendapatkan panas matahari

    3. kawat tidak mudah putus karena memuai ketika suhu panas

    4. kawat tidak mudah putus karena menyusut ketika suhu dingin

9. Zat cair akan lebih cepat memuai daripada zat padat. Hal ini terjadi pada peristiwa ....

a. ketika termometer dimasukkan ke dalam air mendidih skalanya bertambah

b. panci yang berisi penuh air akan tumpah ketika air mendidih

c. panci lebih cepat panas daripada air

d. air lebih cepat panas daripada panci


10. Sebuah tangki berisi alkohol sebanyak 1000 cm3 pada suhu 0 OC dengan koefisien muai volume sebesar 0,00120 / OC. Jika dipanaskan sampai 80 OC pada tekanan tetap, maka volume gas menjadi ... cm3.

a. 96 c. 1096

b. 904 d. 1120

11. Penerapan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari dapat berupa seperti berikut, kecuali ....

a. pemasangan sambungan rel kereta api

b. pemasangan kaca jendela

c. pengelingan

d. pengeringan pakaian

12. Berikut ini gambar bimetal terbuat dari logam A dan B.

Pernyataan yang tidak tepat dari gambar itu yaitu ....

a. koefisien muai panjang logam A lebih kecil dari logam B

b. koefisien muai panjang logam B lebih kecil dari logam A

c. bimetal akan melengkung ke arah logam B bila didinginkan

d. koefisien muai volume logam B lebih kecil dari logam A

13. Alat-alat di rumahmu yang menggunakan prinsip kerja termostat adalah ....

a. setrika listrik dan TV

b. pemanas nasi dan lampu pijar

c. lemari es dan lampu pijar

d. setrika listrik dan pemanas nasi

14. Sebatang besi yang panjangnya 10 m dipanaskan dari 25 °C menjadi 100 °C. Jika koefisien muai

panjang besi 0,000012 /°C, maka pertambahan panjang batang besitersebut adalah ....

a. 6 mm b. 9 mm c. 12 mm d. 18 mm

15. Perhatikan tabel berikut!



Jika panjang benda mula-mula sama dan benda-benda tersebut dipanaskan pada suhu yang sama

secara bersamaan, maka logam yang pertambahan panjangnya terbesar adalah ....

a. kuningan b. tembaga c. baja d. kaca




II. Jawablah dengan singkat, jelas dan benar!

1. Sebatang besi panjangnya 100 cm pada suhu 10oC, setelah dipanasi sampai 110 oC panjangnya menjadi 100,05 cm. Suatu logam jenis lain yang koefisien muai panjang-nya 3 kali koefisien muai panjang besi panjangnya awalnya 120 cm pada suhu 0 oC. Tentukan panjang logam tersebut jika dipanasi sampai 40 oC!

............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

2. Sebuah jendela kaca pada malam hari luasnya menyusut 0,80 cm2. Koefisien muai panjang kaca 0,000006/ oC . Tentukan suhu pada malam itu jika luas kaca pada suhu 36 oC adalah 1000 cm2.

............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

3. Sebuah gelas kaca bervolume 500 cm3 penuh berisi alkohol pada suhu 0o. Jika dipanasi sampai 50 oC, berapa volume alkohol yang tumpah? (Koefisien muai volume alkohol 0,00120 / oC dan koefisien muai volume gelas 0,000027 / oC)

............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................
4. Sampai suhu berapa suatu gas yang suhunya 0 oC volumenya 100 cm3 harus dipanas-kan agar volumenya menjadi 2 kali volume semula, sedangkan tekanannya tetap?

............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................


5. Jelaskan prinsip pemuaian yang terjadi pada termostat dan pemasangan bingkai besi pada roda!

............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................





Kompetensi Dasar

3.2 Mendeskripsikan peran kalor dalam mengubah wujud zat dan suhu suatu benda serta penerapanya dalam kehidupan sehari-hari

A. Pengertian Kalor
Kalor adalah perpindahan energi antara suatu benda dengan lingkunganya ( atau dari suatu benda ke benda lain ) karena perbedaan suhu diantara keduanya. Satuan kalor dalam system SI adalah Joule, satuan lain yang sering digunakan adalah kalori.

1 Kalori ( Kal ) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1 oC.

Tara Kalor Mekanik

1 kalori = 4,2 Joule

1 Joule = 0,24 kalori

Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan 1 kg zat untuk menaikkan suhunya 1C. Alat untuk mengukur besarnya kalor jenis suatu benda disebut Kalorimeter


Daftar kalor jenis beberapa zat



B. Kalor dapat Mengubah Suhu Benda

Besarnya kalor untuk mengubah suhu sebanding dengan massa zat, penurunan/kenaikan suhu dan kalor jenis zat. Dirumuskan :



Q = m . c . ∆t

Keterangan :

Q = kalor, satuannya joule ( J )

m = massa, satuannya kg

c = kalor jenis, satuannya J/kgC

t = selisih suhu, satuannya C

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat sebesar 1C.

Hubungan antara kapasitas panas (H), massa (m), dan kalor jenis (C).



H = m . c


Q= H . t

Sehingga

Satuan kapasitas panas : Joule / C atau Kkal/C atau kal/C
Azas Black ( Hukum Kekekalan Energi Kalor ), menyatakan :

”Besarnya kalor yang dilepas suatu benda sama dengan besarnya kalor yang diserap benda lain”




C. Kalor Dapat Merubah Wujud Zat

Skema perubahan wujud zat

Perhatikan gambar berikut :

1. melebur 4. menyublim

2. membeku 5. Menguap

3. menyublim 6. mengembun


Perubahan wujud yang memerlukan kalor : melebur, menguap, menyublim (padat menjadi gas).

Perubahan wujud yang melepas kalor : membeku, mengembun, menyublim (gas menjadi padat).

1. Melebur memerlukan kalor

Selama berlangsung perubahan wujud, tidak terjadi perubahan suhu (suhu tetap). Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah satu satuan massa zat padat menjadi cair pada titik leburnya disebut kalor lebur (L). Besarnya kalor lebur dapat dirumuskan sebagai berikut :



Keterangan :

Q = kalor yang diserap/dilepas (joule)

m = massa zat (kg).

L = kalor lebur (joule / kilogram)
Jika zat cair didinginkan akan membeku, pada saat membeku zat melepaskan kalor. Banyaknya kalor yang dilepaskan oleh satu satuan massa zat cair menjadi padat disebut kalor beku.

kalor lebur = kalor beku

titik lebur = titik beku
2. Menguap memerlukan kalor

Zat cair yang mendidih jika dipanaskan terus-menerus akan berubah menjadi uap. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap seluruhnya pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Besarnya kalor uap dapat dirumuskan:



Keterangan

Q = kalor yang diserap/dilepaskan (joule)

m = massa zat (kg)

U = kalor uap (joule/kg)

Jika uap didinginkan akan berubah bentuk menjadi zat cair, yang disebut mengembun. Pada waktu mengembun zat melepaskan kalor, banyaknya kalor yang dilepaskan pada waktu mengembun sama dengan banyaknya kalor yang diperlukan waktu menguap dan suhu di mana zat mulai mengembun sama dengan suhu di mana zat mulai menguap.

kalor uap = kalor embun

titik didih = titik embun
Proses penguapan zat dapat dipercepat dengan cara ....


    1. diberi kalor/dipanaskan

    2. memperluas permukaan zat

    3. meniupkan udara di permukaan zat.

    4. memperkecil tekanan udara di atas permukaan zat.


Kegiatan 7.1
Kalor Dapat Mengubah Suhu Benda

Tujuan : Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kalor yang diserap/dilepas suatu Benda.


Yüklə 0,89 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©www.genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə