1. Massa jenis
Kamu tentu sering menemukan bermacam-macam benda, baik benda padat , benda cair, maupun gas. Batu, air, gas, dan benda-benda lainnya yang ada di alam ini termasuk zat. Zat di definisikan sebagai suatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Salah satu ciri zat dapat ditunjukkan oleh massa jenisnya. Apakah yang kamu ketahui tentang massa jenis?Apakah kamu pernah mengamati daur perubahan air? Dalam keadaan yang sangat dingin, air dapat membeku menjadi es. Sebaliknya, jika dipanaskan es akan berubah menjadi cair kembali. Melalui proses pemanasan, air dapat berubah menjadi uap. Kejadian seperti ini terus berlangsung hingga kini di seluruh bumi secara berulang-ulang. Lalu apakah yang membedakan air dari es dan uap? Untuk dapat menjawab pertanyaan di atas, lakukanlah kegiatan percobaan berikut ini.
Percobaan 1
a. Sediakan air dan gelas ukur
b. Isilah gelas ukur hingga penuh terisi air.
c. Ukurlah massa air di dalam gelas ukur dan hitung pula volumenya.
d. Bagi massa air dengan volume air. Berapa hasilnya?
d. Masukkan kembali air sebanyak setengah ukuran gelas ukur. Timbanglah berapa massanya dan hitung pula volumenya.
e. Bagi massa air dengan volume air. Berapa hasilnya?
f. Bandingkan hasil perhitungan massa per volume pada bagian d dengan perhitungan massa per volume pada bagian e.
g. Apa kesimpulanmu?
Percobaan itu membuktikan, bahwa hasil massa dibagi dengan volume nilainya sama. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:
Nilai hasil massa dan volume zat yang sejenis adalah tetap
Disebabkan nilai hasil bagi massa dan volume zat menunjukkan jenis zat yang sejenis,nilai ini disebut massa jenis. Jadi, salah satu ciri khas zat adalah massa jenisnya, artinya zat-zat yang sejenis memiliki massa jenis yang sama. Lalu, apakah zat-zat yang jenisnya berbeda memiliki massa jenis yang berbeda pula?
Untuk membuktikan kebenaran pernyataan di atas, bahwa zat-zat yang jenisnya berbeda memiliki massa jenis yang berbeda pula, lakukanlah percobaan berikut.
Percobaan 2
a. Siapkan tiga buah balok yang berukuran sama, tetapi jenisnya berbeda. Misalnya, balok besi, alumunium, dan kayu
b. Timbanglah massa tiap-tiap balok dangan bantuan neraca.
c. Urutkan massa masing-masing balok dari nilai terkecil hingga terbesar.
d. Hitunglah volume ketiga balok tersebut.
e. Hitunglah massa jenis ketiga balok tersebut dengan membagi nilai massa dengan volume benda.
e. Perhatikan, zat manakah yang massa jenisnya terbesar dan terkecil ?
Percobaan di atas membuktikan, bahwa massa jenis ketiga balok tersebut berbeda -beda, sekalipun ukurannya sama. Nilai hasil bagi massa dan volume ketiga kelereng yang berbeda juga mendapatkan hasil yang berbeda. Dengan demikian, terbukti bahwa zat-zat yang jenisnya berbeda memiliki massa jenis yang berbeda pula.
Percobaan 3
a. Sediakan tiga buah balok kayu yang sejenis tetapi ukurannya berbeda.
b. Ukurlah panjang, lebar, dan tinggi setiap balok tersebut.
c. Hitung volume setiap balok dengan meng gunakan persamaan berikut :
Volume = panjang x lebar x tinggi
d. Timbang massa setiap balok dengan menggunakan neraca.
e. Carilah nilai pembagian dari massa per volume setiap balok, kemudian masukkan hasilnya ke dalam tabel berikut.
Tabel 2.1 Massa jenis balok
Untuk dapat menentukan massa jenis sebuah benda, terlebih dahulu harus diketahui dua besaran pokok, yaitu massa dan volume. Massa jenis didefinisikan sebagai massa benda per satuan volume atau secara matematis dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
= massajenis (kg/m3)
m = massa benda (kg)
V = volume benda (m3)
2. Satuan Massa Jenis
Jika massa benda diukur satuan kg, volume benda diukur dalam satuan m3, maka satuan massa jenis diukur dengan rumus:
Dengan demikian, satuan massa jenis menurut Sistem Intemasional adalah kg / m3. Satuan massa jenis lainnya yang sering digunakan adalah g / cm3. Sebagaimana kita ketahui, 1 g = 0,001 kg dan 1 cm3 = 10-6 m3, sehingga 1 g / cm3 = 103 kg / m3
a. Massa jenis berbagai zat
Sebagaimana telah kamu ketahui, bahwa zat-zat yang jenisnya berbeda memiliki massa jenis yang berbeda pula. Tabel dibawah memperlihatkan massa jenis berbagai zat.
Berdasarkan tabel tersebut, apakah yang dapat kamu simpulkan.
Tabel 2.2 Massa jenis berbagai zat
Tabel di atas memperlihatkan, bahwa massa jenis suatu zat pada temperatur tertentu hanya bergantung kepada jenis zat tersebut, bukan kepada jumlahnya. Dengan perkataan lain:
Nilai massa jenis benda bergantung kepada jenis bahannya dan bukan kepada bentuk, volume, atau massa benda itu.
Cobalah kamu amati massa jenis logam padat (zat padat) yang lebih besar dari pada zat cair, sedangkan massa jenis zat cair jauh lebih besar dari pada gas. Menurut pendapatmu, apakah temperatur dapat mempengaruhi massa jenis suatu zat ?
a. Massa jenis zat padat
Untuk dapat menentukan massa jenis zat padat, langkah-langkah pelaksanaannya harus kamu ketahui lebih dulu agar mendapatkan hasil yang akurat. Langkah-langkah yang harus dilakukan itu adalah:
1. Ukurlah massa zat padat, misalnya batu atau batu bata, dengan menggunakan neraca pegas.
2. Ukurlah volume zat padat tersebut dengan menggunakan neraca gelas (gelas ukur). Perhatikan, ketika membaca hasil pengukuran, posisi mata harus sejajar dengan permukaan air yang datar.
3. Hitunglah massa jenisnya dengan rumus berikut.
b. Massa jenis zat cair
Sebagaimana pengukuran massa jenis zat padat, zat cair pun memerlukan langkah-langkah pelaksanaannya, yaitu:
1. Timbanglah neraca gelas batang dengan sebuah neraca biasa. Misalnya, massanya = m1.
2. Isilah neraca gelas tersebut dengan zat cair, misalnya air, lalu bacalah volumenya.
3. Timbanglah neraca gelas yang berisi air itu dengan neraca biasa, misalnya m2.
4. Hitunglah massa air melalui selisih antara massa neraca gelas berisi air dengan neraca gelas kosong. Hasilnya:
m = m1 - m2
5. Hitung pula massa jenisnya dengan rumus
6. Ulangi percobaan di atas dengan volume air yang berbeda, kemudian bandingkan hasilnya.
3. Manfaat Massa Jenis
Suatu ilmu dikatakan bermanfaat bila dapat menyelesaikan permasalahan yang dihadapi oleh kehidupan manusia. Berkaitan dengan hal tersebut, penerapan teknologi di dunia industri atau laboratorium sering terjadi kasus di mana suatu pekerjaan tertentu terhambat oleh keterbatasan bahan baku, baik bahan yang bermassa jenis tinggi maupun rendah.
Misalnya polityrene yang banyak digunakan dalam pembutan mebel karena dapat memberikan tampilan dan dapat ditentukan pada ruang yang luas. Akan tetapi, massa jenis bahan ini cukup rendah (tidak berat). Alumunium juga banyak digunakan sebagai bahan logam pesawat terbang karena alumunium adalah jenis logam yang kuat dan tahan lama, meskipun massa jenisnya cukup berat dan dapat mengisi balon udara sehingga menghasilkan gaya angkat.
Para ahli geologi perlu mengukur lebih dulu massa jenis batuan yang ditemukannya Pengukuran massa jenis ini akan mempermudah pemilihan dan pengklasifikasian jenis batuan tersebut. Berdasarkan pemilihan dan pengklasifikasian ini, ahli geologi dapat menentukan tempat di mana batuan tersebut diperoleh.
Dalam dunia permobilan pun, pengukuran massa jenis suatu benda sangat membantu. Misalnya, montir mobil harus mengukur massa jenis baterai mobil (akumulator) lebih dulu sebelum menentukan apakah muatan baterai itu kurang atau tidak. Bila muatan baterai kurang, harus segera diisi kembali.
4. Massa Jenis Relatif
Pengukuran volume biasanya tidak terlalu teliti bila dibandingkan dengan pengukuran massa. Oleh sebab itu, timbullah gagasan untuk melakukan pengukuran massa saja tanpa menyertakan volume dalam menentukan massa jenis. Gagasan ini memunculkan pergantian massa jenis relatif.
Massa jenis relatif suatu bahan didefinisikan sebagai:
Nilai perbandingan masa jenis bahan tersebut dengan masa jenis air yaitu 1 gram / cm3 atau 1.000 kg/m3.
Rumusan sederhana matematikanya adalah:
Contoh:
Massa jenis kuningan adalah 8,40 gram/cm3, sedangkan massa jenis air adalah 1 gram/cm3. Berapakah massa jenis relatif kuningan itu?
Jawab:
= 8,40 gram/cm3
= 8,4 gram/cm3
No comments:
Post a Comment