WUJUD GAS

Oleh: @K28-Rofiqoh, @K29-Aprilia, @K30-Puji

Wujud zat (states of matter) ada tiga, yaitu padat (solid), cair (liquid), dan gas. Wujud zat merupakan bentuk-bentuk berbeda yang diambil oleh berbagai fase materi berlainan. Secara historis, pembedaan ini dibuat berdasarkan perbedaan kualitatif dalam sifat bulk. Pada saat tertentu umumnya zat hanya berada dalam satu wujud saja, tetapi zat dapat berubah dari wujud yang satu ke wujud yang lain.

Zat menempati ruang, mempunyai massa dan dapat berada dalam wujud yang berbeda. Tiga jenis wujud zat gas, padat dan cair. Wujud dari suatu padat tergantung pada suhunya (Menurut Baharuddin, ddk, 2013, 118 dalam D. Rajmah, 2018). Wujud zat ditimbulkan oleh faktor jarak antara partikel terkecil zat tersebut. Jika saling berjauhan maka zat berwujud gas, dan bila sangat dekat akan berwujud padat. Diantara wujud gas dan padat terdapat wujud cair. perbedaan jarak itu menimbulkan perbedaan daya tarik antar partikel, gerak, bentuk dan sifat mengalir zat. Partikel terkecil bergantung pada jenisnya, apakah unsur, maka partikel bergantung pula pada jenis unsur apakah logam, gas mulia, atau bukan logam. Partikel terkecil unsur logam dan gas mulia adalah atom, contohnya 8a dan He, sedangkan untuk unsur bukan logam adalah molekul unsurnya, contohnya H dan P (Syukri, 1999, 253-254).

Keadaan partikel pada tiga wujud zat :

1.       Zat padat
– Letaknya : sangat berdekatan
– Susunannya : sangat teratur
– Gaya ikatnya : sangat kuat
– Gerakannya : tidak bebas, hanya terbatas pada bergetar dan berputar di tempatnya saja

2.       Zat Cair
– Letaknya : berdekatan
– Susunannya : tidak teratur
– Gaya ikatnya : kurang kuat
– Gerakannya : agak bebas, sehingga partikel itu tidak bergeser dan tempatnya namun tidak melepaskan din dan kelompoknya.

3.       Zat Gas
– Letaknya : sãngat berjauhan
– Susunannya : tidak teratur
– Gaya ikatnya : sangat lemah
– Gerakannya : sangat bebas, sehingga gas dapat memenuhi ruangan yang tersedia.

 Perubahan Wujud Zat

Selepas kamu melakukan kegiatan olah raga tentu akan merasakan haus. Diantara teman kamu mengajak pergi ke kantin sekolah untuk membeli es teh. Tahukah kamu bagaimana cara membuat es? Ketika air dimasukkan ke dalam freezer akan mengalami perubahan wujud yaitu dari cair menjadi padat. Dapatkah kamu menjelaskan perubahan wujud yang terjadi ketika air dipanaskan kemudian mendidih? Perubahan wujud apa pula yang terjadi pada kapur barus yang dimasukkan pada almari pakaian? Coba kamu temukan jawabannya!

Perubahan wujud zat digolongkan menjadi enam peristiwa sebagai berikut.

a.      Membeku

Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

b.      Mencair

Peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

c.       Menguap

Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

d.      Mengembun

Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

e.       Menyublim

Peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

f.        Mengkristal

Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

Contohnya:

Berbagai macam benda yang kita jumpai memiliki kesamaan, yaitu benda-benda tersebut memerlukan ruang atau tempat untuk keberadaannya. Air di dalam gelas, menempati ruang bagian dalam gelas itu, batu di pinggir jalan menempati ruang di pinggir jalan di mana ruangan itu tidak ditempati oleh benda lain sebelum batu itu disingkirkan.

Udara dalam balon menempati ruang bagian dalam balon itu. Manusia juga menempati ruang, misalkan dalam lift hanya cukup ditempati paling banyak 8 orang dewasa, lebih dari itu ruang dalam lift tidak mencukupi lagi. Benda atau zat juga memiliki massa, sebagai contoh batu bila ditimbang dengan neraca menunjukkan nilai massa tertentu. Balon berisi udara bila dibandingkan massanya dengan balon yang kempis, akan lebih berat balon berisi udara. Hal itu menunjukkan bahwa udara memiliki massa. Dapat disimpulkan bahwa zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruangan.

Ambillah balok kayu dan letakkan di lantai, amati bentuk dan hitunglah volumenya bila mungkin. Kemudian pindahkan ke atas meja, apakah terjadi perubahan pada bentuk maupun volumenya? Ambillah sesendok air. Amati bentuknya dan perkirakan volumenya. Kemudian tuangkan air tersebut ke sebuah piring. Bagaimana perubahan yang terjadi pada bentuknya? Apakah volumenya berubah? Apabila minyak wangi disemprotkan ke suatu ruangan biasanya dengan cepat aromanya menyebar sampai ke setiap sudut ruangan itu. Hal itu membuktikan bahwa zat minyak wangi itu berubah dari bentuk semula, yaitu botol langsung berubah bentuk memenuhi seluruh ruangan tersebut.

1.      Hitunglah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperature besi bermassa 3 kg dari suhu 10^oC sampai 80^oC? Diketahui c_besi = 450 J/kg^oC

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 3 kg

∆T = 80^oC – 10^oC = 70^oC

c_besi = 450 J/kg^oC

Ditanyakan: Q

Jawab:

Untuk mencari banyaknya kalor yang dibutuhkan, kita dapat menggunakan persamaan berikut.

Q = mc∆T

Q = 3 × 450 × 70

Q = 9,45 × 10⁴ J

= 94,5 kJ

Jadi, kalor yang dibutuhkan adalah 94,5 kJ.

2.      Anis menyiapkan minuman es the untuk pekerja di rumahnya dalam suatu wadah. Ia mencampur 0,5 kg es yang bersuhu – 5^oC dengan 1 kg air teh yang suhunya 20^oC. Apabila pertukaran kalor hanya terjadi pada kedua benda, c_es = 2.100 J/kg^oC, dan c_air = 4.200 J/kg^oC berapa suhu akhir minuman tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

m_es = 0,5 kg

T_es = -5^oC

C_ces = 2.100 J/kg^oC

m_air = 1 kg

T_air = 20

c_cair = 4.200 J/kg C

Ditanyakan: T_C

Jawab:

Untuk mencari suhu campuran (T­_C­) kita dapat menerapkan asas black, yaitu sebagai berikut.

Q_air = Q_es

m_air × c_air × (T_air –T_C) = m_es × c_es × (T_C – T_es)

1 × 4.200 × (20 – T_C) = 0,5 × 2.100 × (T_C – (-5)

4.200 × (20 – T_C) = 1.050 (T_C + 5)

4 × (20 – T_C) =  (T_C + 5) → keduaruasdibagi 1.050

80 – 4T_C = T_C + 5

T_C + 4T_C = 80 – 5

5T_C = 75

T_C = 75/5

T_C = 15

Jadi, suhu akhir minuman tersebut adalah 15^oC.

3.      Perak mempunyai titik didih pada suhu 961^oC, kalor lebur sebesar 88 kJ/kg, dan kalor jenisnya 230 J/kg^oC. Hitunglah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan 16,5 kg perak yang temperature awalnya adalah 20^oC.

Penyelesaian

Diketahui:

m_Ag = 16,5 kg (Ag = Agentum, nama ilmiah perak)

L_B = 88 kJ/kg = 8,8 × 10⁴ J/kg

T_Ag = 20^oC

Titik lebur perak (T_L) = 961^oC

cAg = 230 J/kg^oC

Ditanyakan: Q

Jawab:

Untuk menyelesaikan soal ini, kita harus ingat bahwa suatu benda akan melebur setelah suhunya mencapai titik didih. Padahal untuk mencapai titik didih juga diperlukan kalor. Jadi, soal ini harus diselesaikan dengan dua cara.

□ Cara pertama adalah mencari kalor untuk menaikkan suhu hingga mencapai titik didihnya.

□ Cara kedua adalah mencari kalor leburnya.

Kalor  yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari 20^oC hingga 961^oC adalah sebagai berikut.

Q₁ = mc∆T

Q₁ = 16,5 × 230 × (961 – 20)

Q₁ = 3,61 × 10⁶ J

Kalor lebur perak dicari dengan persamaan berikut.

Q₂ = mL_B

Q₂ = 16,5 × (8,8 × 10⁴)

Q₂ = 1,452 × 10⁶ J

Jumlahkalor total untuk melebur perak dari suhu 20^oC adalah sebagai berikut.

Q_tot = Q₁ + Q₂

Q_tot = (3,61 × 10⁶) + (1,452 × 10⁶)

Q_tot = 5,062 × 10⁶ J

Jadi, kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan perak tersebut adalah 5,062 × 10⁶ J.

DAFTAR PUSTAKA

·         Fembriyanti. Risma., 2018, Zat dan Wujudnya, Dalam https://fembrisma.wordpress.com/science-1/zat-dan-wujudnya/ (Diakses 15 Desember 2018).

·         Aulima. Dinda., 2013, Wujud Gas, Dalam https://dindaulima.wordpress.com/2013/12/31/wujud-gas/ (Diakses 31 Desember 2013).

31    es 2013

·         Rajmah. D., 2108, Wujud Zat, Dalam http://www.academia.edu/19846462/Wujud_Zat  (Diakes 15 Desember 2018).

·         Gunawan. Ary., 2012, Konsep Zat dan Wujudnya, Dalam https://unitedscience.wordpress.com/ipa-1/bab-4-konsep-zat-dan-wujudnya/ (Diakses 15 Desemebr 2018).