perubahan fase

Perubahan fase

1. Pengertian Fase

Ada beberapa pengertian dari fase, yaitu :

• Fase adalah keadaan suatu zat yang seragam dalam komposisi kimia dan bentuk fisiknya.
• Fase adalah zat yang homogen secara kimia dan fisika.
• Fase merupakan besaran zat yang memiliki struktur fisika dan komposisi kimia yang seragam. Struktur fisika dikatakan seragam apabila zat terdiri dari gas saja, cair saja ataupun padat saja.

2. Pengertian perubahan fase

Perubahan Fase adalah proses perubahan bentuk suatu zat  menjadi bentuk lain, salah satu faktor penyebab perubahan fase tersebut adalah kalor. Perubahan Fasa merupakan efek dari adanya salah satu sifat fisika zat, yaitu wujud. Sifat fisika zat sendiri ialah sifat yang dapat diamati secara langsung tanpa mengubah susunan zat, misalnya wujud, warna, kelarutan, daya hantar listrik, dan kemagnetan, titik lebur dan titik didih.

3. Jenis - jenis Fase

Benda pada umumnya memiliki 3 fase yaitu:

a.       Fase Padat

Dalam keadaan padatan gaya-gaya intermolekul menjaga molekul-molekul berada dalam hubungan spasial tetap. Letak molekul sangat berdekatan dan teratur, gaya tarik antarmolekul sangat kuat sehingga gerakan molekul tidak bebas. Gerakan molekul zat padat hanya terbatas bergetar(vibrasi) dan berputar(rotasi) di tempat saja. Molekul-molekulnya tidak mudah dipisahkan sehingga bentuknya selalu tetap.

b.       Fase Cair

Dalam cairan, gaya-gaya antarmolekul menjaga molekul tetap berada berdekatan, namun tidak ada hubungan spasial yang tetap.Gerakan molekul cukup bebas, bentuknya mudah berubah tetapi volumenya tetap. Molekul zat cair dapat berpindah tempat tetapi tidak mudah meninggalkan kelompoknya karena masih terdapat gaya tarik menarik.

c.       Fase Gas

Dalam keadaan gas, molekul lebih terpisah dan gaya tarik antarmolekul relatif tidak mempengaruhi gerakannya. Bergerak sangat bebas karena gaya tarik menarik antarmolekul hampir tidak ada. Volume dan bentuknya mudah berubah.Zat gas dapat mengisi seluruh ruangan yang ada.

Fase-fase suatu zat(padat, cair, gas) dapat terbentuk pada temperatur dan tekanan tertentu yang tak dapat saling berubah yang dapat menunjukkan kesetimbangan fase zat-zat tersebut.

4. Macam – Macam Perubahan Wujud Zat 

a. Mencair

Pencairan atau Peleburan (kadang-kadang disebut fusi) adalah proses yang menghasilkan perubahan fase zat dari padat ke cair. Energi internal zat padat meningkat (biasanya karena panas) mencapai temperatur tertentu (disebut titik leleh) saat zat ini berubah menjadi cair.Benda yang telah mencair sepenuhnya disebut benda cair. 

b. Membeku

Membeku adalah proses perubahan wujud suatu zat dari cair menjadi padat. Sebagai contoh, pada suhu tertentu air dapat membeku menjadi es. Proses membekunya suatu zat biasanya terjadi pada suhu yang rendah. Suhu ketika suatu zat cair berubah wujud menjadi padat dinamakan titik beku. Setiap benda memiliki titk beku yang berbeda-beda Titik beku merupakan sifat fisika benda yang dapat digunakan utnuk meramalkan bentuk zat pada suhu tertentu.

c. Menguap

Menguap adalah proses perubahan wujud suatu zat dari bentuk cair menjadi gas atau uap. Suhu ketika suatu zat cair berubah menajdi uap disebut dengan titik uap.

Ketika suatu zat cair dipanaskan pada tekanan normal (1 atm), maka pada suhu tertentu akan terlihat pada seluruh bagian zat cair timbul gelembung-gelembung yang bergerak ke atas dan kemudian pecah saat mencapai permukaan. Pada keadaan yang demikian, zat cair dikatakan mendidih. Ketika suatu zat cair mendidih, maka hampir tiap bagian zat segera berubah menjadi uap. Berdasarkan hal ini, maka titik uap sering disebut dengan titik didih. Sebagai contoh, air murni mendidih ketika mencapai suhu + 100 pada tekanan normal (1 atm), dan pada keadaan tersebut partikel-partikel air akan berubah menjadi gas.

d. Mengembun

Kondensasi atau pengembunan adalah perubahan wujud benda ke wujud yang lebih padat, seperti gas (atau uap) menjadi cairan. Kondensasi terjadi ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap dikompresi(Yaitu tekanan yang ditingkatkan) menjadi cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Cairan yang telah terkondensasi dari uap disebut kondensat.

Pada pengembunan zat melepaskan kalor. Percobaan menunjukkan bahwa titik didih sama dengan titik embun dan kalor didih sama dengan kalor embun. Kalor yang diperlukan atau dilepas saat mendidih atau mengembun selain tergantung bendanya juga sebanding dengan massanya.

e. Menyublim      

Sublimasi adalah perubahan wujud dari padat ke gas tanpa mencair terlebih dahulu. Misalkan es yang langsung menguap tanpa mencair terlebih dahulu. Pada tekanan normal, kebanyakan benda dan zat memiliki tiga bentuk yang berbeda pada suhu yang berbeda-beda. Pada kasus ini transisi dari wujud padat ke gas membutuhkan wujud antara. Namun untuk beberapa antara, wujudnya bisa langsung berubah ke gas tanpa harus mencair. Ini bisa terjadi apabila tekanan udara pada zat tersebut terlalu rendah untuk mencegah molekul-molekul ini melepaskan diri dari wujud padat.

f. Mengkristal

Desublimasi adalah proses peengkristalan dimana hal ini terjadi karena proses mengerasnya/membekunya suatu benda yang memiliki zat zat tertentu dan memiliki unsur unsur zat yang dapat memberikan warna saat mengeras dan jika dilihat seperti warna kristal. Hal ini adalah lawan dari Sublimasi.

hukum ke nol termodinamika

HUKUM KE NOL TERMODINAMIKA

1.     Hukum Termodinamika ke-Nol

Hukum ke-nol termodinamika berbunyi : ” Jika 2 buah benda berada dalam kondisi kesetimbangan termal dengan benda yang ke 3, maka ketiga benda tersebut berada dalam kesetimbangan termal satu dengan lainnya” . Untuk lebih memahami tentang isi hukum ke 0 termodinamika, maka bunyi hukum ini dapat ditulis ulang dengan kata-kata yang lebih sederhana yaitu  Jika benda A mempunyai temperatur yang sama dengan benda B dan benda B mempunyai temperatur yang sama dengan benda C maka temperatur benda A akan sama dengan temperatur benda C atau disebut ketiga benda (benda A, B dan C) berada dalam kondisi kesetimbangan termal.

2.    Termometri

A.   Pembentukan Temperatur Benda

Temperatur adalah ukuran energi kinetik yang dimiliki oleh molekul-molekul penyusun suatu benda. Benda-benda di alam tersusun oleh molekul-molekul dan atom-atom. Molekul yang menyusun benda tidak berada dalam keadaan diam, tetapi molekul-molekul ini bergetar atau bergerak secara acak sesuai dengan besarnya energi kinetik yang dimiliki oleh molekul-molekul. Benda dalam bentuk padat, molekul-molekul penyusunnya tidak dapat bergerak bebas, tetapi terikat erat dan kaku antara satu dengan lainnya. Molekul – molekul dalam benda padat hanya dapat bergetar. Ini terjadi karena energi yang dimiliki oleh molekul dalam benda padat relatif kecil sehingga tidak dapat melepaskan diri dari ikatan antar molekul.

Bila benda padat ini dipanaskan, maka sejumlah energi panas (kalor) akan diserap oleh molekul sehingga molekul dapat bergetar lebih cepat, ini ditunjukan dengan naiknya derajat panas benda. Panas benda naik karena getaran molekul bertambah besar menyebabkan molekul lebih banyak bertumbukan dan bergesekan.

Semakin banyak kalor dari luar yang diserap oleh molekul maka molekul akan semakin memiliki energi untuk bergetar dan bergesekan lebih cepat hingga suatu saat molekul ini tidak lagi saling terikat tetapi bebas bergerak. Molekul yang bebas bergerak ini masih saling terikat satu dengan lainnya, inilah yang disebut fase cair benda. Kalor yang diberikan kepada benda diserap oleh melekul untuk dapat bergetar lebih cepat sehingga bebas dan dapat bergerak sehingga mengubah fase benda dari benda padat menjadi benda cair.

Bila kalor terus diberikan, maka gerak molekul dalam zat cair akan semakin acak, dan tumbukan antar molekul semakin sering terjadi. Kondisi ini bila berlangsung terus, maka suatu saat molekul akan benar-benar bebas dan tidak terikat satu dengan lainnya, Kondisi ini disebut zat cair berubah menjadi gas. Pada fase gas, molekul penyusun gas tidak saling terikat satu dengan lainnya dan dapat bergerak bebas. Jadi besar kecilnya temperatur benda ditentukan oleh tingkat energi kinetik yang dimiliki oleh molekul penyusun benda.

3.    Pengaruh Kalor Terhadap Perubahan  Suhu Zat

Pengertian kalor berbeda dengan pengertian suhu. Suhu adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda, sedangkan kalor adalah energi yang dipindahkandari suatu benda ke benda lainnya kerena perbedaan suhu/temperatur. Jika sebuah benda dipanaskan, maka suhu/temperatur benda akan naik, sebaliknya jika benda didinginkan,maka suhu/temperaturnya akan turun.

A.     Kalor Jenis Zat

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1^oC.

Alat yang digunakan untuk mengukur kalor jenis zat adalah kalorimeter. Berdasarkan hasil percobaan, didapatkan bahwa perubahan suhu yang diakibatkan oleh jumlah kalor yang sama pada zat yang berbeda adalah tidak sama. Berikut adalah ilustrasi kalorimeter.Untuk melihatnya, tekanlah tombol

B.   Kapasitas Kalor

Untuk benda yang bermassa tetap, nilai mc pada persamaan Q = m . c . ΔT memiliki nilai yang tetap pula. Nilai mc ini dapat dipandang sebagai satu kesatuan, sehingga mc diberi nama khusus, yaitu kapasitas kalor. Kapasitas kalor dapat diartikan sebagai kemampuanmenerima atau melepaskan kalor dari suatu benda untuk perubahan suhu sebesar 1⁰C.

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu/temperatur suatu benda sebanding dengan kapasitas kalor banda tersebut dan perubahan suhunya.

kalo dan kalorimeter

KALOR DAN KALORIMETER

 Pengertian Kalor

Kalor adalah energi yang dipindahkan melintasi batas suatu sistem yang disebabkan oleh perbedaan temperatur antara system dan lingkungannya.Suatu sistem tidak menyimpan panas, tapi menyimpan energi, dan kalor merupakan energi yang sedang mampir.Ini seringkali disebut dengan perpindahan kalor. Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Jenis Kalor dan Kalor Jenis

Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor, yaitu :

1)  massa zat

2)  jenis zat (kalor jenis)

3)  perubahan suhu

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

1)  Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu

2)  Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)

Berikut merupakan Tabel Kalor Jenis benda (Pada tekanan 1 atm dan suhu 20 ^oC):

Jenis Benda	Kalor Jenis (c)
	J/kg Co	kkal/kg Co
Air	4180	1,00
Alkohol (ethyl)	2400	0,57
Es	2100	0,50
Kayu	1700	0,40
Aluminium	900	0,22
Marmer	860	0,20
Kaca	840	0,20
Besi / baja	450	0,11
Tembaga	390	0,093
Perak	230	0,056
Raksa	140	0,034
Timah hitam	130	0,031
Emas	126	0,030

C.  Kapasitas Kalor

1.  Kapasitas Kalor Zat Padat dan Zat Cair

Kapasitas kalor ditentukan oleh eksperimen untuk setiap zat yang diinginkan. Data untuk zat padat dan zat cair biasanya diambil pada tekanan atmosfir dan diberikan sebagai fungsi dari suhu masing-masing dalam salah satu dari dua bentuk ini :

             C_p  =a + bT + cT²

             C_p = a + bT + cT²

Kapasitas kalor biasanya meningkat dengan menaikkan suhu.Efek tekanan pada kapasitas kalor zat cair dan zat padat secara normal sangat kecil.

^2.     Kapasitor Kalor Gas

Kapasitas kalor gas merupakan fungsi dari suhu dan tekanan yag kuat. Namun , efek tekanan pada sifat-sifat termodinamika gas ditentukan dengan cara yang tidak membutuhkan pengetahuan tentang kapasitas kalor sebagai fungsi dari tekanan. Sebagai gantinya, dipakai kapasitas-kapasitas kalor gas dalam keadaan gas ideal. Keadaan gas ideal pada suhu T dan tekanan P untuk suatu gas yaitu keadaan yang akan dicapai jika gas pada suhu T dan pada tekanan yang mendekati nol, pada kondisi nilai PV = RT, namun sebagai gas ideal apabila ditekan secara isotermal ke tekanan P. Keadaan ini tentunya merupakan bayangan, kecuali pada tekanan menuju nol. Meskipun demikian, ini merupakan pengguna praktis yang bisa dipertimbangkan.

3.  Perpindahan Kalor

Terdapat tiga jenis perpindahan kalor, di antaranya :

a.  Konduksi

Perpindahan kalor konduksi terjadi dalam suatu bahan karena adanya perbedaan temperature di dalam bahan tersebut.Jenis ini dapat terjadi di dalam semua zat tapi paling sering diasosiasikan dengan zat-zat padat. 

b.  Konveksi

   Perpindahan konveksi terjadi ketika energi dipindahkan dari suatu permukaan padat ke suatu fluida yang bergerak.Ini merupakan kombinasi dari energi yang dipindahkan melalui konduksi dan adveksi (perpindahan energi yang disebabkan oleh pergerakan umum dari fluida); oleh karena itu, jika tidak terdapat pergerakan fluida, tidak ada perpindahan kalor konvektif. 

   Konveksi bebas terjadi hanya karena perbedaan temperatur, sedangkan konveksi paksa terjadi karena fluida yang dipaksa, seperti misalnya oleh sebuah kipas.

c.  Radiasi

   Radiasi adalah energi yang dipindahkan sebagai foton-foton.Perpindahan dapat terjadi melalui hampa udara atau melalui zat-zat transparan seperti air. Perhitungannya dilakukan dengan menggunakan hukum Stefan-Boltzmann dan memperhitungkan energi yang dilepas dan energi yang diserap dari lingkungan.