Bagaimana hubungan gerak partikel partikel dalam zat dengan suhunya

Pada postingan kali ini, saya akan memcoba memberikan pembahasan mengenai beberapa soal fisika dalam lingkup materi suhu dan kalor pada siswa SMA/MA kelas X, semoga apa yang disampaikan dalam blog ini dapat memberikan manfaat pada pembaca

1.    Sifat termometrik pemuaian zat cair dapat digunakan untuk mengukur suhu suatu benda. Benar atau salahkah pernyataan ini? Jika pernyataan benar, jelaskan !

Jawab : iya benar, setiap zat cair memiliki titik didih dan titik beku yang berbeda-beda tergantung pada jenis zat cair tersebut, pengaruh kalor atau panas pada zat cair akan mempengaruhi karakter gerakan partikel zat cair tersebut ketika terpengaruhi oleh kalor atau suhu lingkungan. Respon terhadap kalor yang berbeda-beda pada beberapa jenis zat diindikasi dengan terjadinya pemuaian pada zat cair tersebut, sehingga dengan prinsip tersebut kita dapat menggunakannya sebagai termometer. Saat ini terdapat 2 jenis zat cair yang dapat digunakan sebagai pengisi termometer yaitu air raksa dan alkohol, masing-masing zat cair ini memiliki keunggulan masing-masing.

2.      Bagaimanakah hubungan gerak partikel dalam zat dengan suhunya?

Jawab: suhu merupakan ukuran derajat panas dinginnya sebuah benda. Benda tersusun dari kumpulan partikel dan elektron bebas. Ketika benda terpengaruhi suhu yang tinggi maka susunan partikel benda akan bergerak menjauhi (renggang) karena partikel bergetar. Dan sebaliknya ketika benda terpengaruhi suhu yang dingin maka susunan partikel akan merapat dan partikel tidak bergetar.

3.      Mengapa ilmuan lebih menyukai skala Kelvin daripada skala Celcius atau Farenheit?

Jawab: para ilmuan menyukai skala Kelvin karena skala ini tidak dikalibrasi berdasarkan titik didih dan titik lebur air, tetapi berdasarkan batasan energi kinetik yang dimiliki oleh sebuah benda. Kita dapat memandang suhu sebagai ukuran energi kinetik rata-rata partikel dalam suatu benda. Kelajuan gerak partikel secara bertahap berkurang dengan turunnya suhu.

4.      Jelaskan apa yang anda ketahui mengenai suhu nol mutlak?

Jawab: Sebuah benda tersusun dari partikel yang bergetar. Pada saat suhu -273,16oC, gerakan partikel berhenti sehingga tidak ada lagi panas yang terukur. Jadi pada saat energi kinetik sama dengan nol maka pada suhu inilah dikatakan sebagai suhu paling rendah atau disebut sebagai nol mutlak.

5.      Mengapa kabel telepon didesain mengendor pada musim panas?

Jawab : yaitu tujuannya agar pada saat kabel mengalami pemuaian, kabel yang menjadi tegang tidak putus.

6.      Diameter sebuah pelor roda baja 1 mm lebih kecil daripada diameter poros. Bagaimana cara memasang pelor roda itu pada poros dengan kuat tetapi tanpa membubut poros?

Jawab : untuk memasang pelor baja pada poros tanpa membubutnya yaitu dengan memanasi poros hingga memuai sehingga lubang pelor akan sedikit lebih kendor maka pelor akan dapat masuk.

7.      Mengapa keping bimetal melengkung ketika dipanaskan atau didinginkan?

Jawab : keping bimetal terdiri dari dua logam yang berbeda yaitu invar dan perunggu, invar memiliki koefisien muai yang kecil sedangkan perunggu memiliki koefisien muai yang lebih besar sehingga ketika dipanaskan keping bimetal akan melengkung ke arah invar sedangkan ketika didinginkan akan melengkung ke arah perunggu.

Halo Sobat SMP! Pernahkah kalian memerhatikan kabel di tiang listrik yang terkadang memanjang hingga menjuntai ke bawah dan terkadang memendek sehingga terlihat mengencang? Kira-kira apa yang menyebabkan hal ini bisa terjadi ya?

Hal tersebut dapat terjadi akibat adanya pengaruh suhu pada suatu benda. Peristiwa itu dinamakan pemuaian dan penyusutan. Pemuaian diakibatkan karena pengaruh suhu tinggi sedangkan penyusutan dipengaruhi karena suhu rendah.

Pemuaian adalah sebuah peristiwa memuainya sebuah zat karena peningkatan suhu yang terjadi. Benda bisa berubah bentuknya menjadi bertambah panjang, lebar, luas, ataupun berubah volumenya. Sedangkan penyusutan merupakan peristiwa menyusutnya suatu zat karena penurunan suhu. Benda yang menyusut bisa berkurang panjang, lebar, luas, dan volumenya.

Dilihat dari bentuk zatnya, terdapat tiga macam pemuaian. Ketiga macam ini adalah pemuaian zat padat, pemuaian zat cair, dan pemuaian zat gas. Kita akan bahas ketiga jenis pemuaian zat, jadi simak terus artikel ini sampai habis ya Sobat SMP!

Pemuaian zat padat

Partikel-partikel zat padat selalu bergerak (bergetar). Apabila zat padat menerima energi panas, gerakan partikel semakin cepat sehingga memerlukan ruangan antara partikel yang lebih besar. Jarak antara partikel pun juga semakin membesar yang pada akhirnya membuat zat padat tersebut memuai, bertambah panjang, bertambah luas, dan akhirnya bertambah volumenya. 

Ada bentuk pemuaian zat padat, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan juga pemuaian volume. Pemuaian panjang terjadi saat suatu benda karena menerima kalor. Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. Contohnya adalah kawat kecil dan kabel listrik yang memanjang ketika menerima panas.

Pemuaian luas adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. Contohnya adalah pada kusen kaca jendela. Sebenarnya, pemasangan kusen jendela diberikan ruang lebih agar kaca tidak pecah ketika memuai terkena panas.

Pemuaian padat yang terakhir adalah pemuaian volume, yaitu pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar, dan tebal. Contohnya adalah pada kaleng minuman. Minuman di dalamnya tidak diisi penuh kaleng bisa memuai dan menyusut.

Pemuaian zat cair

Zat cair memiliki sifat utama yaitu menyesuaikan dengan bentuk wadahnya. Oleh sebab itu pemuaian pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal sebagai muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair, semakin besar pula muai volumenya. Contoh pemuaian zat cair adalah pada air raksa atau alkohol pada termometer yang memuai dan menyusut karena perubahan suhu.

Pemuaian zat gas

Pernahkah Sobat SMP melihat balon yang tiba-tiba meledak? Hal tersebut terjadi karena ada pemuaian gas di dalam balon akibat adanya peningkatan suhu. Contoh lainnya adalah kita tidak boleh mengisi angin ban kendaraan terlalu penuh. Jika ban mengalami peningkatan suhu, gas dalam ban akan memuai dan menyebabkan ban meletus.

Itulah tadi beberapa pemuaian yang diakibatkan oleh perubahan suhu. Suhu dapat memengaruhi panjang, luas, dan volume dari zat-zat tersebut. Menarik bukan materi ini? Jika Sobat SMP ingin mempelajari materi IPA lainnya, kalian dapat mengunduh modul Pembelajaran Jarak Jauh lainnya di situs Direktorat SMP secara gratis.

Penulis: Pengelola Web Direktorat SMP

Referensi: Modul PJJ IPA kelas VII Semester Gasal terbitan Direktorat SMP tahun 2020

60 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Apakah suhu nol mutlak itu? Suhu nol mutlak adalah suhu 0 K atau -273 °C. Tingkat panas suatu zat disebut suhu zat. Kamu dapat mengukur suhu zat dengan alat yang dinamakan termometer . Laju gerak molekul secara bertahap berkurang bersama turunnya suhu. Saat mencapai suhu kira-kira -273,16 °C atau 0 K gerak molekul itu berhenti dan tidak ada lagi panas yang dapat diukur. Dalam gas terdapat sejumlah tarikan tertentu antara molekulnya. Jika suhu gas itu diturunkan, gerak molekulnya akan bertambah lamban. Molekul-molekul itu tidak lagi berjauhan sehingga tarikan di antara molekul tersebut menjadi lebih kuat. Jika suhunya cukup rendah, molekul- molekul gas akan mengumpul dan gas itu akan menjadi zat cair. Apabila suhunya diturunkan terus, gerakan molekul akan semakin lamban dan gaya tarikannya akan semakin kuat sehingga lama-kelamaan zat cair itu berubah menjadi zat padat. Zat padat menempati ruang yang lebih kecil daripada gas. Apakah zat cair dapat berubah menjadi gas? Tentunya kamu sudah mengetahui bahwa jika baju basah digantung di udara terbuka, lama-kelamaan baju akan kering. Hal ini membuktikan bahwa zat cair yang terdapat dalam baju basah dapat berubah menjadi gas jika mendapatkan panas dari lingkungan sekitarnya. Contoh lainnya, yaitu ketika kamu meletakkan semangkuk air dalam ruangan dengan pemanasan yang baik, permukaan air lama-kelamaan akan turun dan pada suatu saat airnya akan lenyap sama sekali. Kedua peristiwa ini dinamakan penguapan.

1. Susunan dan Gerak Partikel Suatu Zat

b. Partikel Zat Cair

c. Partikel Zat Gas

2. Kohesi dan Adhesi