Minggu ke 8 Matematika & Ilmu Alamiah Dasar (Materi dan Energy)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR
BELAKANG
Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai
massa. Materi sangat
banyak ragamnya. Segala macam benda baik padat, cair maupun gas terdiri dari
materi. Amati benda di sekitar kita, mungkin dapat menyebutkan ratusan jenis
materi. Seperti air, batu, pasir, tanah, udara, oksigen, kayu, besi, emas,
kertas, plastic, dan sebagainya. Setiap benda memiliki massa dan berat. Massa
suatu benda bergantung pada jumlah materi penyusun benda tersebut. Sebagai
ilustrasi, akan lebih sukar mendorong batu yang besar daripada batu kecil.
Sedangkan berat adalah ukuran besarnya gaya gravitasi yang dialami suatu benda.
Benda yang sama akan memiliki berat yang berbeda jika diukur pada tempat yang
memiliki gaya gravitasi benda, seperti di bumi dan di bulan.
BAB
II
TEORI
2.1 PENGERTIAN MATERI
Didefinisikan sebagai
sesuatu yang mempunyai masa dan menempati ruang. Materi dapat berwujud padat,
cair, dan gas. Emas, tembaga, besi, garam, air, dan udara adalah contoh-contoh
materi yang kita kenal. Materi yang berwujud padat biasanya memiliki bentuk dan
volume tetap, selama tidak ada pengaruh dari luar misalnya, sebatang emas akan
memiliki bentuk dan volume tetap dimanapun emas itu berada. Materi yang berupa
zat cair dapat berubah-ubah bentuknya, tergantung bentuk tempatnya. Di dalam
botol, air akan mengambil bentuk botol, sedangkan apabila air berada dalam
gelas, maka air akan mengambil bentuk gelas. Walaupun bentuknya dapat berubah,
volume zat cair tetap. Materi yang berupa gas akan mengisi seluruh ruang yang
tersedia, jadi bentuk dan volume gas tidak tetap.
2.2
SIFAT MATERI
Semua materi mempunyai sifat yang
khas. Misalnya, air, gula, dan tembaga, masing-masing mempunyai seperangkat
sifat atau cirri yang membedakannya dari semua zat lain dan memberinya
identitas yang unik. Pada umumnya, sifat materi dapat dibagi dalam 2 macam,
yaitu sifat intensif dan sifat ekstensif. Sifat intensif adalah kualitas yang
bersifat khas dari tiap contoh zat, tidak peduli bentuk dan ukuran zat.
Sedangkan sifat ekstentif adalah sifat yang tidak khas dari zat dan tergantung
pada bentuk dan ukuran zat tersebut. Selain itu, sifat-sifat materi dapat pula
digolongkan dalam sifat kimia dan sifat fisika. Sifat kimia adalah kualitas
yang khas dari suatu zat yang menyebabkan zat itu berubah, baik sendirian
maupun berinteraksi dengan zat lai, dan dengan berubah itu membentuk zat yang
berlainan. Dengan kata lain, sifat kimia zat menyatakan interaksi antar
zat-zat. Sifat kimia adalah sifat intensif, mialnya, reaksi suatu zat dengan
oksigen, kelarutan dalam asam, dan sebagainya. Sifat fisika adalah
karakteristik suatu zat yang membedakannya dari zat-zat lain, sehingga dapat
digunakan untuk menerangkan penampilan suatu zat. Contoh sifat fisika adalah
titik didih, rapatan, viskositas, warna, kilap, dan sebagainya.
2.3
PERUBAHAN MATERI
Perubahan suatu materi dapat
dibedakan atas :
- Perubahan Kimia, yaitu
perubahan yang mengakibatkan terbentuknya zat-zat baru. Zat baru hasil
perubahan kimia ini biasanya mempunyai sifat kimia yang berbeda dengan
perubahan energy yang besar. contohnya ;
- Besi berkarat : sepotong besi
yang dibiarkan dalam keadaan lembab dan karena reaksi udara, beberapa
waktu kemudian akan timbul karat yang merupakan materi baru hasil reaksi.
- Pembakaran : sehelai kertas
yang dibakar akan mengasilkan abu.
2. Perubahan Fisika, yaitu perubahan
yang tidak mengakibatkan terbentuknya zat baru, dan hanya mengakibatkan perubahan
tasa. Pada perubahan fisika, sifat kimia zat tidak berubah dan biasanya hanya
disertai dengan perubahan energi yang kecil. Contoh :
- Pengauapan : air yang
dipanaskan akan berubah menjadi uap air.
- Pembekuan : air yang
didinginkan sampai 0oC akan membeku menjadi es. Jadi perubahan materi
secara fisika termasuk perubahan tingkat wujud materi, seperti menguap,
membeku, melarut, menghablur dan sebagainya.
2.4 KLASIFIKASI MATERI
Materi yang ada di sekitar kita berada dalam banyak
bentuk yang berbeda-beda sehingga untuk memudahkan kita dalam mempelajarinya
perlu dilakukan pengklasifikasian. Materi dapat digolongkan sebagai zat murni
dan campuran.
- Zat murni dapat dibedakan lagi
menjadi unsur dan senyawa. Unsur adalah zat-zat yang tidak dapat diuraikan
oleh perubahan kimia sederhana menjadi dua zat atau lebih. Contoh: emas,
perak, tembaga, lutetium, promethium, dan sebagainya. Unsur biasanya
dibedakan menjadi unsur logam dan non logam. Emas, tembga, dan perak
adalah unsur logam, sedangkan karbon, belerang (sultfur) adalah unsur non
logam. Senyawa adalah zat dengan susunan atau komposisi tertentu yang
dapat diuraikan oleh proses kimia sederhana menjadi dua zat atau lebih
yang berlainan. Garam dapur, natrium klorida (Nace), merupakan contoh
senyawaan. Zat berbentuk kristalin putih ini dapat diuraikan menjadi logam
aktif mengkilap (natrium) dan suatu gas kuning kehijauan yang bersifat
racun (klor). Sifat zat yang diperoleh dengan penguraian suatu senyawa ini
berbeda dengan sifat senyawanya. Dewasa ini dikenal lebih dari 106 unsur
dan lebih dari 4 juta senyawa.
- Campuran adalah bahan yang mengandung dua zat berlainan atau lebih, dimana sifat masing-masing zat penyusunnya masih ada. Campuran dapat dibedakan dalam 2 macam, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Pada campuran homogen tiap bagian, komposisinya sama, tidak ada bagian yang dapat dibedakan satu dari yang lain. Contoh campuran homogeny adalah larutan gula dalam air. Pada campuran heterogen, tiap bagian, komposisinya serbaneka. Pada campuran ini terdapat bagian-bagian yang Nampak berlainan. Komponen-komponen pada campuran ini dapat memisahkan diri secara fisis karena perbedaan sifatnya. Contoh campuran heterogen adalah campuran garam dan merica.
- Pengenalan unsur dan sistem
periodik
·
Unsur-Unsur
adalah zat
murni yang dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan
reaksi kimia biasa. Penulisan lambang unsur mengikuti aturan sebagai berikut:
- Lambang unsur diambil dari
singkatan nama unsur. Beberapa lambang unsur berasal dari bahasa Latin
atau Yunani nama unsur tersebut. Misalnya Fe dari kata ferrum (bahasa
latin) sebagai lambang unsur besi.
- Lambang unsur ditulis dengan
satu huruf kapital.
- Untuk Unsur yang dilambangkan
dengan lebih dengan satu huruf, huruf pertama lambang ditulis dengan huruf
kapital dan huruf kedua/ketiga ditulis dengan huruf kecil.
- Unsur-unsur yang memiliki nama
dengan huruf pertama sama maka huruf pertama lambang unsur diambil dari
huruf pertama nama unsur dan huruf kedua diambil dari huruf lain yang
terdapat pada nama unsur tersebut. Misalnya, Rauntuk radium dan Rn untuk
radon. Pada suhu kamar (25 C) unsur dapat berwujud Padat, Cair,dan Gas, secara
umum unsur terbagi menjadi dua kelompok yaitu:
·
Unsur Logam:
umumnya unsur logam diberi nama akhiran ium. Umumnya logam ini memiliki titik
didih tinggi, mengilap, dapat dibengkokan , dan dapt menghantarkan panas atau
arus listrik.
·
Unsur Non
Logam: umumnya memiliki titik didih rendah, tidak mengkilap,kadang-kadang rapuh
tak dapat dibengkokkan dan sukar menghantarkan panas atau arus listrik.
·
Senyawa-
Senyawa
adalah zat yang terbentuk dari penggabungan
unsur-unsur dengan pembagian tertentu. Senyawa dihasilkan dari reaksi kimia
antara dua unsur atau lebih melalui reaksi pembentukan. Misalnya, karat besi
(hematit) berupa Fe2O3 dihasilkan oleh reaksi besi (Fe) dengan oksigen (O).
Senyawa dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi
penguraian. Senyawa mempunyai sifat yang berbeda dengan unsur-unsur
pembentuknya. Senyawa hanya dapt diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui
reaksi kimia. Pada kondisi yang sama, senyawa dapat memiliki wujud berbeda
dengan unsur-unsur pembentuknya. Sifat fisika dan kimia senyawa berbeda dengan
unsur-unsur pembentuknya. Misalnya reaksi antara gas hidrogen dan gas oksigen
membentuk senyawa air yang berwujud cair.
·
Sistem
Periodik
Sistem periodik unsur modern yang disebut juga sistem
periodik bentuk panjang, terdiri atas 7 periode dan 8 golongan. Periode 1, 2,
dan 3 disebut periode pendek karena berisi sedikit unsur, sedangkan periode
lainnya disebut periode panjang. Golongan terbagi atas golongan A dan golongan
B. Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan golongan B disebut
golongan transisi. Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA.
Golongan B mulai terdapat pada periode 4. Dalam sistem periodik unsur yang
terbaru, golongan ditandai dengan golongan 1 sampai dengan golongan 18 secara
berurutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini, maka unsur transisi terletak
pada golongan 3 sampai dengan golongan 12.
Periode
Sistem periodik
unsur modern mempunyai 7 periode. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit yang
sama pada konfigurasi elektronnya, terletak pada periode yang sama.
Nomor Periode = Jumlah Kulit
Nomor Periode = Jumlah Kulit
Golongan
Sistem
periodik unsur modern mempunyai 8 golongan utama (A). Unsur-unsur pada sistem
periodik modern yang mempunyai electron valensi (elektron kulit terluar) sama
pada konfigurasi elektronnya, maka unsur-unsur tersebut terletak pada golongan
yang sama . Nomor Golongan = Jumlah Elektron Valensi.
2.5 ENERGY
PENGERTIAN ENERGI DAN BENTUK ENERGI
Energi
memegang peranan yang sangat penting bagi kehidupan manusia dan kemajuan suatu
negara. Seluruh aktivitas kehidupan manusia bisa dilakukan dengan melibatkan
penggunaan energi. Pada zaman prasejarah sampai awal zaman sejarah, hanya kayu
yang digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan memasak dan pemanasan.
Sekitar awal abad ke-13 mulai digunakan batubara. Penemuan mesin uap yang
menggunakan batubara sebagai sumber energinya pada abad ke-18 membawa
perkembangan baru dalam kehidupan manusia. Mesin uap ini mampu menghasilkan
energi yang cukup besar untuk menggerakkan mesin-mesin industri sehingga memacu
api revolusi industri di Eropa, di mana energi mulai digunakan secara
besar-besaran. Pada awal abad ke-19, muncullah minyak bumi yang berperan
sebagai sumber energi untuk pemanasan dan penerangan sehingga mulai
menggantikan peran batubara. Kemudian, peran minyak bumi pun mulai digantikan
oleh energi listrik pada akhir abad ke-19. Energi listrik dihasilkan dari
proses pengubahan energi gerak putaran generator. Pada umumnya, sumber energi
yang digunakan untuk memutar generator berasal dari minyak bumi, batubara, dan
gas alam. Oleh karena energi listrik ini dihasilkan dari proses pengubahan
energi lain yang tersedia di alam, energi listrikdisebut juga energi sekunder.
Energi listrik terus memegang peranan penting dalam kehidupan manusia sampai
saat ini. Pada abad ke-20 ditemukan lagi alternatif sumber energi yang dapat
dimanfaatkan oleh manusia, di antaranya energi panas bumi, nuklir, dan surya.
Kata energi berasal dari bahasa Yunani, yaitu ergon yang berarti “kerja”. Jadi,
energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Energi
merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama bagi
kehidupan manusia, karena segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi.
Energi di alam ini tersedia dalam berbagai bentuk, misalnya energi kimia,
energi listrik, energi kalor, dan energi cahaya. Energi akan bermanfaat jika
terjadi perubahan bentuk dari suatu bentuk energi ke bentuk lain. Sebagai
contoh setrika listrik akan bermanfaat jika terjadi perubahan energi listrik
menjadi energi kalor. Energi baru dapat dirasakan manfaatnya apabila energi
tersebut telah berubah bentuk. Contohnya, energi kimia dalam bahan bakar
berubah menjadi energi gerak untuk memutar roda. Energi listrik berubah menjadi
energi cahaya lampu, menjadi energi kalor pada setrika, rice cooker, magic jar,
dan dispenser, serta menjadi energi gerak pada bor, mesin cuci, mixer, dan kipas
angin.
Macam-macam
Energi dan Contohnya
1. Energi
Panas Energi panasa sering disebut sebagai kalor.
Pemberian
panas kepada suatu benda dapat menyebabkan kenaikan suhu benda itu ataupun
bahkan terkadang dapat menyebabkan perubahan bentuk, perubahan ukuran, atau
perubahan volume benda itu sendiri. Pada waktu merebus air, energi panasa
(misalnya, yang berasal dari kayu bakar atau minyak tanah) diberikan kepada
air, sehingga suhu air naik. Jika pemberian energi panas diteruskan sampai suhu
air mencapai titik didihnya, maka air akan menguap dan berubah bentuk menjadi
uap air.
2.
Energi Mekanik
Energi
mekanik dapat dibedakan atas dua pengertian yaitu : energi potensial dan energi
kinetic :
- Energi potensial (energi
tempat) contoh energi yang tersimpan dalam air yang dibendung pada sebuah
waduk yang bersifat tidak aktif.
- Energi kinetik (tenaga gerak)
contoh bila waduk dibendung tersebut dibuka, air akan mengalir dengan
deras, sehingga energi air menjadi aktif. Biasanya energy kinetik ini
digunakan untuk pembangkit listrik dengan teknologi turbin.
3. Energi
Magnetik
Energi
magnetik dapat dipahami dengan mengamati gejala yang timbul ketika dua batang
magnet yang kutub-kutubnya saling didekatkan satu dengan yang lain. Setiap
magnet mempunyai dua macam kutub, yaitu kutub magnet utara dan selatan. Jika
dua batang magnet kutub-kutubnya yang senama (u – u/s – s) saling didekatkan
maka kedua magnet akan saling tolak-menolak, sebaliknya, kedua magnet akan
saling tarik-menarik apabila yang saling berdekatan adalah kedua kutub tidak
senama (u-s). Kedua kutub magnet memiliki kemampuan untuk saling melakukan
gerakan. kemampuan itu adalah energi yang tersimpan di dalam magnet dan energi
inilah yang disebut sebagai Energi magnetik. Semakin besar energi magnetik yang
dimiliki oleh suatu magnet, semakin besar pula gaya yang ditimbulkan oleh
magnet itu.
4. Energi
listrik
Benda-benda
di ala mini mengandung muatan listik yang terjadi sebagai akibat gesekan
benda-benda tersebut. Saat udara kering pada beberapa benda dapat terjadi
penimbunan muatan listik.. Berdasarkan teori terbaru tentang listrik, yaitu
teori elektron, benda netral adalah benda yang tidak bermuatan listrik karena
jumlah muatan positifnya sama dengan muatan negatif. Benda bermuatan negatif
apabila ada pengurangan elektron. Alexander Volta pada th 1800, berhasil
membuat sel listrik dengan menggunakan lengan-lempengan seng dan tembaga yang
disusun sejajar dan disisipi kertas sebagai separator. Susuna semacam itu
disebut elektroda. Eletroda yang bermuatan positif disebut anoda dan yang
bermuatan negatif disebut katoda. Elektroda-elektroda tersebut dimasukkan
kedalam larutan garam yang disebut elektrolit. Aliran listrik timbul karena ada
perbedaan potensial dalam sel listrik. Energi listrik ditimbulkan melalui
bermacam-macam cara. Contoh :
- Sungai, waduk atau air terjun
yang memiliki energi kinetik.
- Angin yang dipakai untuk
menggerakkan kincir angin.
- Accu (energi kimia. d. Uap yang
dapat memutar generator listrik.
- Tenaga diesel. f. Tenaga
nuklir.
5. Energi
Kimia
Ialah energi
yang diperoleh melalui suatu proses kimia. Energi yang dimiliki ma¬nusia dapat
diperoleh dari makanan yang dimakan melalui proses kimia. Jika kedua macam
atom-atom karbon dan atom oksigen tersebut dapat bereaksi, akan terbentuk
molekul baru yaitu karbondioksida. bergabungnya kedua atom tersebut memerlukan
energi. kalori tersebut dikenal sebagai energi kimia. bila kedua atom yang
telah tergabung dipisahkan, maka akan mele¬paskan energi. energi yang terbebas
disebut energi eksoterm pada reaksi korek api, juga dihasilkan energi panas
yang melalui suatu proses kimia.
6. Energi
Bunyi
Ialah energi
getaran, contoh : Meledaknya suatu bom menimbulkan getaran yang hebat dan
energi getarannya mampu merobohkan bangunan ataupun memecahkan kaca-kaca yang
tebal.
7. Energi
Cahaya atau Cahaya Energi
cahaya
terutama cahaya matahari banyak diperlu¬kan terutama oleh tumbuhan yang
berhijau daun. tumbuhan itu membutuhkan energi cahaya untuk mengadakan proses
foto¬sintesis. Dengan kemajuan teknologi, saat ini dapat juga digunakan energi
dari sinar yang dikenal dengan nama sinar laser. yang dimaksud dengan sinar
laser ialah sinar pada suatu gelombang yang sama dan yang amat kuat. Sinar
laser banyak sekali digunakan dan meliputi banyak bidang, misalnya dalam bidang
industri besar digunakan dalam pembuatan senjata laser yang dapat menembus baja
yang tebalnya 2 cm dan lain-lainnya.
8. Energi
Nuklir
Energi
nuklir didapatkan apabila suatu atom pecah menjadi atom yang lain, dan pecahnya
atom tersebut disertai pembebasan energi. Inti atom mengandung proton dan
neutron yang terikat satu sama lain. Proton bermuatan positif sedangkan neutron
tidak bermuatan. Disekeliling inti bergerak elektron yang bermuatan negatif.
Proton dan neutron terikat kuat oleh timbunan tenaga ikat. Tenaga ikat tersebut
sangat kuat sehingga untuk melepaskannya harus digunakan tenaga yang sangat
besar. Enrico Fermi secara kebetulan berhasil memecah inti atom dan
menghasilkan tenaga yang luar biasa besarnya dalam bentuk radiasi. Tenaga yang
sangat kuat tersebut merupakan kumpulan energi yang disebut energy nuklir.
BAB III
ANALISIS
Materi
disebut juga zat adalah sesuatu yang memiliki massa, volume dan sifat-sifat.
Menurut wujudnya materi dikelompokkan menjadi tiga yaitu : padat, cair dan gas.
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 dan kapur.
Materi
dapat mengalami perubahan jika dipengaruhi oleh energi kalor, listrik atau
kimia perubahan materi dibedakan dalam dua macam yaitu perubahan fisika dan
perubahan kimia
Energi telah menjadi kebutuhan penting dalam kehidupan
masyarakat dan menunjangkegiatan
pembangunan. Jaminan ketersediaan pasokan energi adalah mutlak untukkelangsungan
hidup dan pembangunan yang berkelanjutan. Kebutuhan akan energiterus meningkat seiring
dengan tingkat kehidupan masyarakat dan kemajuan ilmu pengetahuan dan
teknologi.Peran sumber
daya energi minyak bumi masih sangat dominan dalam konsumsienergi pada semua sektor kegiatan. Di sektor transportasi, peran bahan bakar minyakmasih
belum dapat digantikan sumber daya energi lain. Pada sektor industri, penyediaan tenaga listrik untuk keperluan sendiri masih menggunakan sumber energiminyak solar
BAB IV
REFERENSI
Post a Comment