Anda pasti masih ingat dengan keunikan air karena kita bisa melihatnya dalam tiga bentuk yang berbeda, yaitu es dalam bentuk padat, air dalam bentuk cair, dan uap air dalam bentuk gas. Bisakah kamu menghubungkan keadaan partikel pada zat padat dengan sifat zat padat yang sulit berubah bentuk dan tidak dapat dimampatkan? Guru Anda akan memilih siswa untuk meniru partikel dalam zat cair dengan membentuk tiga baris beraturan dengan jarak tertentu antar siswa.
Nah, keadaan ini menunjukkan bahwa partikel-partikel di dalam zat cair mempunyai jarak sehingga partikel-partikel tersebut dapat bergerak. Model Anda memiliki tiga lapisan, yaitu lapisan bawah padat, lapisan partikel cair di tengah, dan partikel gas di atas. Ini adalah contoh perubahan wujud materi yaitu es yang tadinya padat berubah menjadi cair.
Ketika perubahan terjadi pada padatan, panas dari api atau lingkungan menyebabkan partikel-partikel dalam padatan bergetar lebih cepat, sehingga menciptakan lebih sedikit ruang antar partikel. Sebaliknya jika air disimpan pada suhu yang sangat rendah maka air akan membeku dan berubah wujud dari cair (air) menjadi padat yaitu es.
Menguap dan Mengembun
Ketika air kehilangan energi panas karena didinginkan (artinya panas dari air dilepaskan ke udara dingin di sekitarnya), partikel-partikel air bergerak lebih lambat dan saling mendekat hingga terbentuk ikatan yang lebih kuat antara partikel-partikel tersebut dan partikel-partikel tersebut tidak dapat bergerak lagi. .
Menyublim dan Mengkristal
Perhatikan grafik di bawah ini (Gambar 2.13) yang menunjukkan kenaikan suhu akibat pemanasan es hingga menjadi uap air, persis seperti yang anda lakukan pada kegiatan apersepsi. Ingatlah bahwa peleburan adalah proses mengubah benda padat menjadi cair yang membutuhkan energi. Panas juga diperlukan untuk memecah ikatan yang sangat kuat antar partikel di dalam es, sehingga memberikan ruang antar partikel air.
Titik didih adalah suhu di mana suatu cairan mendidih dan dilepaskan ke udara sebagai gas. Misalnya titik didih air adalah 100 °C, artinya pada suhu pemanasan zat cair mulai berubah menjadi gas dan suhu akan berubah hingga seluruh zat cair menguap. Setiap bahan atau zat mempunyai titik didih dan titik lelehnya masing-masing, sehingga dapat dibedakan dengan bahan atau zat lain.
Dari bahan-bahan pada Tabel 2.2, manakah yang memerlukan suhu paling tinggi untuk berubah wujud dari padat menjadi cair? Salinlah diagram berikut ke dalam buku catatanmu, lengkapi dengan gambar partikel-partikel pada setiap wujud materi di dalam kotak, dan tuliskan juga nama setiap perubahan wujud materi pada setiap arah panah. Materi manakah yang tetap sama seperti yang ada di Bumi pada suhu kamar?
Perubahan Fisika dan Kimia
Perubahan Fisika
Artinya kertas asli mempunyai sifat yang sama dengan kertas yang Anda sobek. Bagaimana dengan perubahan bentuk yang kita bahas di Bab B? Apakah ini juga termasuk dalam perubahan fisika? Iya betul, karena es bisa meleleh menjadi air jika diletakkan pada suhu yang lebih tinggi, dan air bisa membeku kembali menjadi es jika dimasukkan kembali ke dalam freezer.
Memang benar es dan air memiliki sifat yang berbeda, namun zat pada keduanya sama yaitu H2O.
Siklus Air
Perhatikan siklus air pada Gambar 2.16 di bawah ini dan lengkapi penjelasannya dengan ekspresi perubahan bentuk yang telah kamu pelajari pada subbab sebelumnya. Penjelasan mengenai siklus air adalah air dari laut, sungai dan danau serta dari tumbuhan menguap karena panas matahari dan membentuk uap air. Ketika awan mencapai ketinggian yang sangat tinggi yang suhunya sangat dingin, tetesan air yang kecil akan bergabung membentuk tetesan air yang lebih besar yang akan jatuh sebagai hujan.
Saat hujan, air hujan mengalir ke laut, sungai, dan danau dan diserap oleh tumbuhan.
Perubahan Kimia
Tepung + mentega + telur + gula → donat Pada persamaan di atas, tepung terigu, mentega, telur dan gula merupakan bahan sebelum terjadinya reaksi kimia atau disebut reagen, sedangkan donat adalah hasil yang diperoleh setelah reaksi kimia selesai. Apabila dua jenis cairan berwarna bening yaitu cairan timbal(II) nitrat dan cairan kalium iodida dicampur, maka akan terbentuk warna kuning pada campuran tersebut. Perubahan ini menunjukkan bahwa zat cair sebelum reaksi dan sesudah reaksi merupakan zat cair yang berbeda, tidak lagi sama, oleh karena itu disebut perubahan kimia.
Tanda lainnya dapat dilihat pada reaksi antara logam magnesium dengan larutan bening asam klorida, seperti terlihat pada Gambar 2.19 di bawah ini. Berbeda dengan gelembung-gelembung yang terbentuk saat air mendidih karena gelembung-gelembung ini merupakan hasil reaksi kimia antara magnesium dan asam klorida sehingga membentuk gas hidrogen. Saat air mendidih, baik air maupun uap air mengandung zat yang sama yaitu H2O.
Beberapa reaksi kimia menghasilkan endapan sebagai salah satu produknya, meskipun tidak ada endapan atau padatan dalam reaktan. Reaksi lain yang menunjukkan adanya perubahan energi adalah reaksi pembakaran logam magnesium (pembakaran merupakan reaksi dengan oksigen), seperti terlihat pada Gambar 2.21 di bawah ini. Dengan menggunakan peta konsep atau jaring laba-laba, rangkum subbab B dan C tentang perubahan zat.
Pastikan peta konsep Anda menarik sehingga Anda dapat terus menggunakannya saat meninjau kembali topik ini. Kemudian, dengan menggunakan peta konsep atau jaring laba-laba yang Anda buat, jelaskan perubahan zat tersebut kepada teman, saudara, atau orang tua Anda. Jika Anda menggunakan pengertian dan kata-kata Anda sendiri, akan lebih mudah bagi Anda untuk menjelaskannya.
Tuliskan pertanyaan dari teman, saudara atau orang tuamu untuk didiskusikan dengan guru pada pertemuan berikutnya.
Kerapatan Zat
Menentukan Massa Jenis Suatu Benda Perhatikanlah Gambar 2.23 di bawah ini untuk mem-
Dari gambar di atas seharusnya kalian sudah mengetahui material mana yang paling padat atau dengan kata lain material mana yang memiliki kepadatan paling tinggi. Dari Gambar 2.22 telah diketahui bahwa untuk volume yang sama, massa jenis ditentukan oleh massa suatu benda. Pada saat melaksanakan praktek penentuan massa jenis di laboratorium, massa suatu benda selalu dapat diperoleh dengan menggunakan neraca.
Volume suatu benda dapat ditentukan dengan menggunakan rumus volume yang telah dipelajari pada pelajaran matematika. Namun bagaimana cara mengukur volume benda yang tidak beraturan, seperti batu, kayu, atau potongan logam. Ia sendiri menimbang emas murni tersebut lalu memerintahkan seorang pandai besi untuk membuatkan baginya sebuah mahkota yang hanya terbuat dari emas itu.
Namun ada beberapa orang disekitar raja yang mengatakan bahwa pandai besi tersebut sering berbuat curang sehingga perlu dilakukan pengecekan kembali apakah isi mahkota raja tersebut mengandung emas murni. Raja Hiero memanggil seorang matematikawan jenius bernama Archimedes untuk menyelidiki isi mahkotanya. Ia juga menemukan bahwa jumlah air yang tumpah sama dengan volume tubuhnya yang terendam air.
Setelah tidak ada lagi air yang dicurahkannya, ia menuangkan emas murni yang beratnya sama dengan berat mahkota raja. Contoh pengukuran volume benda tak beraturan dapat dilihat pada Gambar 2.24 berikut ini, yaitu dengan menggunakan gelas ukur (Gambar 2.24a) atau langsung menggunakan gelas ukur (Gambar 2.24b). Jika menggunakan gelas ukur, volume air yang keluar setelah benda dimasukkan ditampung dalam gelas ukur sehingga volumenya dapat langsung diukur.
Bagi menggunakan gelas penyukat, isipadu objek boleh diperolehi dengan mengurangkan isipadu air dan objek kepada isipadu air (tanpa objek).
Mengapung dan Tenggelam
Di danau ini airnya tidak mengalir kemana-mana, sehingga kandungan mineral dan garamnya sangat tinggi sehingga tidak ada makhluk hidup yang dapat bertahan hidup di sini, itulah sebabnya disebut Laut Mati. Karena kepadatan tubuh manusia yang lebih sedikit, manusia dapat dengan mudah terapung di Laut Mati. Perbedaan massa jenis atau densitas tidak hanya terjadi pada zat padat yang direndam dalam zat cair saja, namun dapat juga terjadi pada dua atau lebih jenis zat cair, bahkan gas.
Fluida yang partikelnya lebih padat akan berada di lapisan bawah, dan fluida yang partikelnya lebih longgar akan berada di lapisan atas. Jika ya, cobalah mengurutkan fluida tersebut dari yang paling ketat hingga yang paling longgar berdasarkan Gambar 2.27. Lakukanlah percobaan berikut untuk menentukan massa jenis berbagai benda dan zat cair secara berkelompok sesuai petunjuk gurumu.
Salin tabel di bawah ini ke dalam buku catatan Anda untuk diisi sebagai data eksperimen.
Tujuan percobaan
Tujuan percobaan
Jika suhu bumi terus meningkat akibat berbagai aktivitas manusia, maka akan berdampak pada peningkatan gas rumah kaca. Kedua, akan terus terjadi gangguan iklim seperti yang akhir-akhir ini kita alami di berbagai belahan dunia, banjir dimana-mana, badai, tanah longsor, angin kencang, gelombang laut tinggi dan juga kekeringan akibat kenaikan suhu bumi. Tak hanya bagi manusia, dampak mencairnya es di kutub juga terjadi pada hewan dan tumbuhan, terutama yang hidup di kutub.
Jika Anda diberi kesempatan untuk mengulangi percobaan ini, apa yang akan Anda lakukan secara berbeda dari apa yang sudah Anda lakukan?
Proyek Akhir Bab
Dengan menggunakan prinsip-prinsip metode ilmiah yang Anda pelajari di Bab I dan pengetahuan di seluruh Bab II, rancanglah sebuah eksperimen untuk menyelidiki salah satu faktor yang dapat mempengaruhi berapa lama waktu yang dibutuhkan es untuk mencair. Daftar alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan, disertai jumlah alat dan bahan yang dibutuhkan. Nyatakan data apa yang akan diukur atau diamati dan bagaimana Anda akan mengukur atau mengamati faktor-faktor tersebut.
Setelah desain Anda diperiksa oleh guru dan disetujui, Anda harus melaksanakan survei yang Anda rancang. Catat data saat eksperimen dilakukan, lalu buat laporan eksperimen lengkap setelah eksperimen Anda selesai. Laporan eksperimen terdiri dari desain eksperimen yang telah diperbaiki berdasarkan masukan dari guru Anda, ditambah bagian berikut.
Catatlah data eksperimen dalam bentuk tabel, dengan variabel bebas di kolom kiri dan variabel terikat di kolom kanan.
