STS uts fisika genap kelas 7

Pengukuran, Karakteristik Zat dan Perubahan

Ilmu pengetahuan alam, khususnya fisika dan kimia, selalu berkaitan erat dengan studi tentang zat dan energi. Untuk memahami materi dengan baik, kita perlu mengenal tiga aspek penting: pengukuran yang akurat, karakteristik zat yang bervariasi, dan berbagai perubahan yang dapat terjadi pada zat. Artikel ini akan membahas ketiga aspek tersebut secara komprehensif untuk memberikan pemahaman yang mendalam tentang dasar-dasar ilmu fisika dan kimia.

Pengukuran dalam Ilmu Sains

Pengukuran merupakan fondasi dari ilmu pengetahuan eksak. Tanpa pengukuran yang akurat, tidak mungkin kita dapat memahami fenomena alam dengan benar. Pengukuran adalah proses membandingkan suatu besaran dengan besaran lain yang sejenis yang digunakan sebagai satuan. Hasil dari proses pengukuran ini berupa angka yang diikuti oleh satuan.

Sistem Satuan Internasional (SI)

Sistem Satuan Internasional atau SI (Système International d'Unités) adalah sistem satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Sistem ini memiliki tujuh satuan dasar yang menjadi fondasi untuk semua pengukuran ilmiah.

Tujuh satuan dasar dalam Sistem Satuan Internasional (SI):

Besaran	Satuan	Simbol
Panjang	meter	m
Massa	kilogram	kg
Waktu	detik	s
Arus Listrik	ampere	A
Suhu Termodinamika	kelvin	K
Jumlah Zat	mol	mol
Intensitas Cahaya	candela	cd

Alat-alat Pengukuran

Untuk melakukan pengukuran dengan akurat, dibutuhkan alat ukur yang tepat. Berbagai alat ukur telah dikembangkan untuk mengukur berbagai besaran fisika dan kimia. Beberapa alat ukur yang umum digunakan adalah:

• Mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup untuk mengukur panjang
• Neraca untuk mengukur massa
• Stopwatch untuk mengukur waktu
• Termometer untuk mengukur suhu
• Gelas ukur, pipet, dan buret untuk mengukur volume cairan
• Manometer untuk mengukur tekanan

Karakteristik Zat

Zat atau materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Semua zat memiliki karakteristik atau sifat tertentu yang membedakannya dari zat lain. Karakteristik ini dapat dibagi menjadi dua kategori utama: sifat fisika dan sifat kimia.

Sifat Fisika dan Kimia

Sifat fisika adalah karakteristik zat yang dapat diamati dan diukur tanpa mengubah identitas atau komposisi zat tersebut. Contoh sifat fisika antara lain warna, bau, rasa, massa jenis, titik leleh, titik didih, kelarutan, daya hantar listrik, dan kemagnetan. Sifat fisika dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan membedakan berbagai zat.

Sifat kimia adalah karakteristik zat yang berhubungan dengan kemampuan zat tersebut untuk berubah menjadi zat lain melalui reaksi kimia. Contoh sifat kimia antara lain mudah terbakar (flammability), reaktivitas dengan air atau oksigen, kemampuan untuk berkarat (korosi), dan keasaman. Berbeda dengan sifat fisika, pengamatan sifat kimia selalu melibatkan perubahan komposisi zat.

Wujud Zat

Berdasarkan wujudnya, zat dapat dikelompokkan menjadi tiga bentuk utama: padat, cair, dan gas. Perbedaan antara ketiga wujud ini terletak pada jarak antar partikel dan kekuatan gaya tarik-menarik antar partikelnya.

Dalam wujud padat, partikel-partikel zat tersusun secara teratur dan rapat. Gaya tarik antar partikel sangat kuat, sehingga partikel hanya dapat bergetar pada posisinya. Inilah yang menyebabkan zat padat memiliki bentuk dan volume yang tetap.

Dalam wujud cair, partikel-partikel zat tersusun secara tidak teratur dan lebih renggang dibandingkan zat padat. Gaya tarik antar partikel lebih lemah, sehingga partikel dapat bergerak bebas namun tetap berdekatan. Akibatnya, zat cair memiliki volume tetap tetapi bentuknya mengikuti wadahnya.

Dalam wujud gas, partikel-partikel zat tersusun sangat tidak teratur dan sangat renggang. Gaya tarik antar partikel sangat lemah, sehingga partikel dapat bergerak sangat bebas. Inilah yang menyebabkan gas tidak memiliki bentuk dan volume tetap, melainkan mengisi seluruh ruang yang tersedia.

Sifat Intensif dan Ekstensif

Berdasarkan ketergantungannya terhadap jumlah zat, sifat-sifat zat dapat dibagi menjadi sifat intensif dan sifat ekstensif. Sifat intensif adalah sifat yang tidak bergantung pada jumlah atau ukuran zat, seperti titik didih, titik leleh, massa jenis, dan indeks bias. Misalnya, massa jenis air tetap 1 g/cm³ baik untuk 1 liter maupun 100 liter air.

Sifat ekstensif adalah sifat yang bergantung pada jumlah atau ukuran zat, seperti massa, volume, dan energi. Misalnya, massa 1 liter air adalah 1 kg, sedangkan massa 100 liter air adalah 100 kg.

Perubahan Zat

Zat dapat mengalami berbagai perubahan, baik perubahan fisika maupun perubahan kimia. Memahami jenis-jenis perubahan ini penting untuk mengetahui bagaimana zat berinteraksi dengan lingkungannya.

Perubahan Fisika

Perubahan fisika adalah perubahan yang tidak menghasilkan zat baru. Dalam perubahan fisika, hanya sifat fisika zat yang berubah, sementara susunan dan identitas molekulnya tetap. Contoh perubahan fisika antara lain perubahan wujud, perubahan bentuk, dan perubahan ukuran.

Perubahan wujud adalah contoh perubahan fisika yang paling umum. Terdapat beberapa jenis perubahan wujud, antara lain:

• Meleleh: perubahan dari wujud padat menjadi cair
• Membeku: perubahan dari wujud cair menjadi padat
• Menguap: perubahan dari wujud cair menjadi gas
• Mengembun: perubahan dari wujud gas menjadi cair
• Menyublim: perubahan dari wujud padat langsung menjadi gas
• Mendeposisi: perubahan dari wujud gas langsung menjadi padat

Perubahan Kimia

Perubahan kimia adalah perubahan yang menghasilkan zat baru dengan sifat dan komposisi yang berbeda dari zat awal. Perubahan kimia selalu melibatkan pemutusan dan pembentukan ikatan kimia. Contoh perubahan kimia antara lain pembakaran, perkaratan, fermentasi, dan fotosintesis.

Beberapa ciri yang menandai terjadinya perubahan kimia adalah:

• Terbentuknya endapan
• Terjadinya perubahan warna
• Terbentuknya gas
• Terjadi perubahan suhu yang signifikan (reaksi eksotermik atau endotermik)
• Terjadi perubahan yang tidak dapat dikembalikan ke bentuk awal dengan cara fisika sederhana

Contoh perubahan kimia yang umum terjadi dalam kehidupan sehari-hari adalah pembakaran kayu. Ketika kayu dibakar, terjadi reaksi antara selulosa dalam kayu dengan oksigen di udara yang menghasilkan karbon dioksida, uap air, dan energi panas. Proses ini tidak dapat dibalik dengan cara fisika sederhana, yang membuktikan bahwa ini adalah perubahan kimia.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Perubahan Zat

Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan atau jenis perubahan yang terjadi pada zat, terutama untuk perubahan kimia:

• Suhu - pada umumnya, kenaikan suhu mempercepat reaksi kimia karena partikel-partikel bergerak lebih cepat dan memiliki energi kinetik yang lebih tinggi
• Konsentrasi - semakin tinggi konsentrasi reaktan, semakin banyak tumbukan antar partikel yang terjadi, sehingga reaksi berjalan lebih cepat
• Luas permukaan - zat dengan luas permukaan yang lebih besar memiliki area kontak yang lebih luas untuk bereaksi, sehingga reaksi berlangsung lebih cepat
• Katalis - zat yang dapat mempercepat reaksi kimia tanpa ikut bereaksi
• Tekanan - terutama untuk reaksi yang melibatkan gas, peningkatan tekanan dapat meningkatkan kecepatan reaksi