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: dengan: = 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.