BAB 8 KIMIA dan Fisika

A. MATERI

a. Pengertian materi

Materi adalah setiap objek atau bahan yang membutuhkan ruang, yang jumlahnya diukur oleh suatu sifat yang disebut massa.^[1] Secara umum materi dapat juga didefinisikan sebagai sesuatu yang memiliki massa dan menempati volume^[2].

b. Wujud materi

Menurut wujudnya materi dapat dikelompokkan menjadi tiga yaitu : cair, gas, dan padat.

Materi yang tergolong dalam wujud gas, misalnya : udara, gas bumi, gas elpiji, uap air, gas kapur, kapur barus.

Materi dalam wujud cair misalnya : air, minyak goreng, alkohol, bensin, solar, larutan gula, air laut.

Materi dalam wujud padat misalnya : baja, batu, kayu dan kapur.

c. Sifat Materi

sifat-sifat materi

Jenis	Bentuk	volume	pengaruh tekanan	contoh
Gas	mengikuti ruangan	sesuai volume ruang	besar	udara
Cair	tanpa bentuk spesifik	tertentu	kecil	air, besin
Padat	Tertentu	tertentu	nol	garam, gula

Sifat EKSTENSIF adalah sifat yang bergantung pada jumlah zat.
contoh: Berat, Volume, Kandungan Energi.

Sifat INTENSIF adalah sifat yang tidak bergantung pada jumlah zat.
sifat ini dibedakan menjadi 2, yaitu:

Sifat Fisika adalah sifat yang tidak ada hubungannya dengan pembentukan zat baru.
contoh : titik didih, titik leleh, titik beku, berat jenis, kelarutan, bau, warna,
kemagnetan, kerapatan, indeks bias, dan lain-lain.

Sifat Kimia adalah sifat yang ada hubungannya dengan pembentukan zat baru.
contoh : kerapatan, keterbakaran, kestabilan, ionisasi, perkaratan,
pembusukan, pelapukan, peragian, asimilasi dan lain-lain.

d.  Perubahan Materi

Materi dapat mengalami perubahan jika dipengaruhi oleh energi kalor, listrik atau kimia perubahan materi dibedakan dalam dua macam yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia

a. Perubahan fisika :

Suatu materi dapat mengalami perubahan fisika, jika suatu jenisnya tidak berubah, meskipun sifat-sifat fisikanya mengalami perubahan.

Misalnya : Es jika di letakan pada tempat yang tertutup maka akan mencair lalu menjadi uap

Pada peristiwa tersebut terjadi perubahan wujud, yaitu pada es menjadi cair, tetapi jenis zat tetap yaitu air.

b. Perubahan Kimia

Suatu materi mengalami perubahan kimia jika jenis zat berubah

Perubahan kimia disebut juga reaksi kimia atau reaksi

Misalnya :

1. Batu kapur dipanasi menjadi kapur sohor dan karbon dioksida.

Batu kapur, kapur sohor dan karbon dioksida tiga zat yang berbeda

Pada peristiwa ini zat sebelum dan sesudah reaksi jenisnya berbeda

2. Kertas dibakar, zat yang terjadi sesudah pembakaran, abu, asap disertai energi kalor dan cahaya.

Zat sebelum dibakar kertas, zat setelah dibakar abu dan asap yang berbeda

jenisnya dengan zat sebelum dibakar yaitu kertas

e. klasifikasi materi

Ilmuan juga menggolongkan materi berdasarkan susunan dan sifatnya. Materi dapat digolongkan menjadi zat tunggal dan  campuran. 

unsur
adalah zat tunggal yang paling sederhana, yang secara kimia tidak dapat di uraikan menjadi zat-zat lain. Suatu zat dapat berupa unsur atau senyawa. Unsur (element) adalah suatu yang tidak dapat dipisahkan lagi menjadi zat – zat yang lebih sederhana dengan cara kimia. Sampai saat ini telah dikenal 188 unsur, 92 diantaranya merupakan unsur alam, sedangkan sisanya merupakan unsur sintetis (buatan manusia). Contoh unsur alam adalah karbon, oksigen, besi, emas, tembaga, dan alumenium. Dan unsur buatan contohnya amerisium dan einsteinium. Berikut ini gambar semua unsur yang telah ditemukan dirangkai dalam sistem periodik unsur.

GAMBAR: SISTEM PERIODIK UNSUR

Sifst unsur logam	Sifat unsur nonlogam
1. umumnya padat kecuali raksa yabg berwujud cair.	1.umumnya padat dan gas, kecuali brom yang berwujud cair
2.Penghantar panas dan listrik.	2.tidak menghantarkan panas dan listrik kecuali karbon grafit.
3.Mengkilap	3.tidak mengkilap, kecuali intan
4.dapat ditempa dan direnggangkan.	4.tidak dapat ditempa dan rapuh.
5.massa jenis besar.	5.massa jenis kecil.

Senyawa
adalah zat yang terbentuk dari gabungan beberapa unsur dan dapat diuraikan lagi menjadi unsur-unsur pembentuknyadengan jalan reaksi kimia.

contoh :

Senyawa	Unsur penyusunnya
Air	H,O
Gula	C,H,O
batu kapur	Ca,C,O
Pasir	Si,O
Urea	C,O,N,H

Campuran
adalah gabungandaridua atau lebih materi dengan perbandingan tidak menentu.

Campuran Homogen

adalah campuran yang sejenis, tidak memiliki bidang batas antara komponen-komponennya.

Campuran Heterogen
adalah campuran yang antara komponen-komponennya masih terdapat bidang batas,
sehingga masing-masing komponen masih dapat di beda-bedakan.

PENGERTIAN ENERGI DAN BENTUK ENERGI

Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha). Satuan energi menurut Satuan Internasional (SI) adalah joule, satuan energi yang lain: erg, kalori, dan kWh. Satuan kWh biasa digunakan untuk menyatakan energi listrik, dan kalori biasanya untuk energi kimia.
Konversi satuan energi:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 joule = 1 watt sekon
1 kWh = 3.600.000 joule

ENERGI MEKANIK

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.
Secara matematis dapat dituliuskan :
Em = Ep + Ek
dimana Em = Energi Mekanik

Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan.
Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika massa batu lebih besar maka energi yang dimiliki juga lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini disebut energi potensial bumi.
Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:
Ep = m.g.h
dimana :
Ep = Energi potensial
m = massa benda
g = gaya gravitasi
h = tinggi benda

Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.
Secara matematis dapat dirumuskan:
Ek = 1/2 ( m.v2 )
dimana :
Ek = Energi kinetik
m = massa benda
v = kecepatan benda

A. Sifat Fisika

Sifat fisika merupakan sifat materi yang dapat dilihat secara langsung dengan indra. 

Sifat fisika adalah perubahan yang dialami suatu benda tanpa membentuk zat baru

Sifat fisika diantaranya adalah : wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, massa jenis, kekerasan, kelarutan, kekeruhan dan kekentalan.

     

1. Wujud Zat

         Wujud zat terbagi atas zat padat, cair, dan gas.

v  Zat Padat

Zat padat mempunyai sifat bentuk dan volumenya tetap. Bentuk yang tetap dikarenakan partikel-partikel pada zat padat saling berdekatan (rapat), tersusun teratur dan mempunyai gaya tarik antar partikel yang sangat kuat. volumenya tetap dikarenakanbpartikel pada zat padat dapat bergerak dan berputar pada kedudukannya saja.

v  Zat Cair

 Zat cair mempunyai sifat bentuk yang berubah-ubah dan volumenya tetap. Bentuknya yang berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat cair berdekatan tetapi renggang, tersusun teratur, dan gaya tarik antar partikel agak lemah. Volumenya tetap dikarenakan partikel pada zat cair mudah berpindah, tetapi tidak dapat meninggalkan kelompoknya. 

v  Zat Gas        

 Zat gas mempunyai sifat bentuk dan volume yang berubah-ubah. Bentuknya berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat gas berjauhan, tersusun tidak teratur, dan gaya tarik antar partikel sangat lemah.

B. Cabang-Cabang Ilmu Fisika

Cabang-Cabang ilmu fisika sangat banyak, antara lain adalah :

Ø       Mekanika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak. Mekanika klasik terbagi atas dua bagian, yaitu Kinematika dan Dinamika.

Ø      Mekanika Kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom.

Ø       Mekanika Fluida adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang fluida (dapat berupa cairan dan gas)  

Ø     Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam satu alat seperti komputer, peralatan elektronik, semikonduktor, dan lain-lain.

Ø      Teknik Elektro atau Teknik Listrik adalah salah satu bidang ilmu teknik mengenai aplikasi listrik untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.

Ø        Elektrodinamis adalah ilmu yang mempelajari tentang listrik dinamis

Ø        Bioelektromagnetik adalah disiplin ilmu yang mempelajari tentang fenomena listrik, magnetik, dan elektromagnetik yang muncul pada jaringan makhluk hidup 

Ø        Fisika Gelombang adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gelombang

Ø       Fisika Optik (Geometri) adalah ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya

Ø       Kosmografi/Astronomi adalah ilmu yang mempelajari tentang berbintangan dan benda-benda angkasa  

Pengukuran, Besaran, dan Dimensi

Berikut adalah tabel yang menunjukkan dimensi dan satuan tujuh besaran dasar dalam sistem SI

Besaran dasar	Dimensi	Satuan SI
Massa	M	Kg
Panjang	L	M
Waktu	T	S
Suhu	?	K
Arus listrik	E	A
Intensitas cahaya	I	Cd

PENGUKURAN

Dalam ilmu fisika pengukuran dapat dilakukan pada sesuatu yang terdifinisi dengan jelas.
misalnya : pengukuran panjang, massa, temperatur, dll.
Pengukuran dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :
1. Pengukuran Langsung
2. Pengukuran tak langsung :

SATUAN

Pengukuran selalu dibuat relatif terhadap satuan tertentu.
Sistim satuan yang dipakai sekarang adalah sistim Internasional yang disingkat dengan SI (dari bahasa perancis Le Systeme International D’Unites ) dan sistim Inggris.
Dalam SI terdapat 2 sistim satuan yaitu :
sistim MKS(meter-kilo-sekon) dan sistim CGS(centi-gram-sekon)

Sistim      Panjang     Massa      Waktu
MKS          m               kg                 s
CGS          cm               g                  s

BESARAN POKOK

Pada suatu pengukuran terdapat besaran-besaran yang dianggap pokok dimana besaran ini dipakai sebagai dasar dari suatu pengukuran.

>Dalam mekanika ada tiga besaran pokok yaitu ; MASSA, PANJANG dan WAKTU,.
>Dalam Thermodinamika kita mengenal dua besaran pokok yaitu; SUHU dan JUMLAH ZAT ,
>Dalam listrik dan cahaya ada dua besaran pokok yaitu ; KUAT ARUS dan INTENSITAS CAHAYA,
>dan ada dua besaran pokok yang tak berdimensi yaitu Sudut Ruang dan Sudut Bidang.

Pada mulanya besaran-besaran pokok tidak mempunyai standart yang jelas . Untuk menghindari ini maka sejak tahun 1889 diadakan pertemuan rutin yang membahas berat dan pengukuran.
Pada pertemuan yang diadakan dalam periode 1954-1971 ditetapkan tujuh besaran pokok beserta satuannya. Sistim satuan yang digunakan adalah sistim satuan SI.

DIMENSI

Dimensi menyatakan sifat fisis dari suatu besaran . Atau dengan kata lain dimensi merupakan simbul dari besaran pokok, seperti terlihat dalam tabel 1. Dimensi dapat dipakai untuk mengecek rumus – rumus fisika. Rumus fisika yang benar harus mempunyai dimensi yang sama pada kedua ruas .

.

BESARAN TURUNAN

Besaran turunan adalah besaran-besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
Jadi besaran turunan terdiri dari lebih dari satu besaran pokok.
Dalam fisika terdapat banyak sekali besaran turunan. Bebarapa contoh dari besaran turunan dibawah ini : Gaya, Kecepatan, Percepatan, Usaha, Daya, Volume, Massa jenis, dll