Penjelasan Perubahan Wujud Benda Lengkap Disertai Contoh

Spread the love

Ilmu fisika, yang meliputi kimia dan fisika, biasanya dianggap sebagai studi tentang kriteria dan sifat materi dan energi dalam sistem yang tidak hidup (benda). Materi adalah “benda” dari alam semesta yang terdiri dari atom, molekul, dan ion yang membentuk semua zat fisik. Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan membutuhkan ruang. Di bawah ini kami akan membahas perubahan wujud benda secara mendalam dan mudah dipahami.

Energi adalah kapasitas untuk menyebabkan perubahan. Energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan; hanya dapat dilestarikan dan dikonversi dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Energi potensial adalah energi yang disimpan dalam suatu objek karena posisinya – misalnya, seember air yang seimbang di atas pintu memiliki kemungkinan untuk jatuh.

Energi kinetik adalah energi yang bergerak dan menyebabkan perubahan wujud benda. Setiap benda atau partikel yang bergerak memiliki energi kinetik berdasarkan massa dan kecepatannya. Energi kinetik dapat dikonversi menjadi bentuk energi lain, seperti energi listrik dan energi panas.

Sebelum kita melanjutkan pembahasan lebih lanjut tentang Lima Wujud Materi, Kami juga telah menyiapkan beberapa artikel yang berhubungan. Berikut ini adalah artikel yang berhubungan: perbedaan mitosis dan meiosisperbedaan DNA dan RNAperbedaan internet dan intranet.

perubahan wujud benda - susunan molekul benda

Perubahan wujud benda – susunan molekul benda

Lima Wujud Materi

Ada lima wujud atau keadaan materi yang telah diketahui secara umum: padat, cair, gas, plasma dan kondensat Bose-Einstein (BEC). Perbedaan utama dalam struktur masing-masing wujud benda adalah dalam kepadatan partikelnya. ketika masing-masing wujud benda dipengaruhi oleh energi maka akan menyebabkan perubahan wujud benda.

Padat

Dalam benda padat, partikel dikemas rapat sehingga mereka tidak dapat bergerak terlalu banyak. Partikel-partikel zat padat memiliki energi kinetik yang sangat rendah. Elektron masing-masing atom bergerak, sehingga atom memiliki getaran kecil, tetapi mereka tetap pada posisinya. Padat memiliki bentuk yang pasti. Mereka tidak dapat mengikuti bentuk wadah tempat mereka ditempatkan. Mereka juga memiliki volume yang pasti. Partikel-partikel zat padat sudah sangat rapat sehingga peningkatan tekanan tidak akan memampatkan zat padat ke volume yang lebih kecil.

Cairan

Dalam wujud benda cair, partikel-partikel suatu zat memiliki lebih banyak energi kinetik daripada partikel dalam zat padat. Partikel-partikel cair tidak ditahan dalam susunan teratur, tetapi masih sangat dekat satu sama lain sehingga cairan memiliki volume yang pasti.

Seperti halnya dengan padat, cairan tidak dapat dikompresi. Partikel-partikel cairan hanya memiliki ruang yang cukup untuk mengalir di sekitar satu sama lain, sehingga cairan memiliki bentuk yang tidak terbatas. Suatu cairan akan berubah bentuk menyesuaikan dengan wadahnya. Kekuatan tersebar secara merata ke seluruh cairan, jadi ketika suatu benda ditempatkan dalam cairan, partikel-partikel cairan dipindahkan oleh benda tersebut.

Partikel-partikel cairan cenderung dipegang oleh tarik-menarik antar molekul yang lemah daripada bergerak secara bebas seperti partikel-partikel gas. Gaya kohesif ini menarik partikel-partikel untuk membentuk tetesan atau aliran.

Gas

Partikel gas memiliki banyak ruang di antara mereka dan memiliki energi kinetik yang tinggi. Jika tidak dikekang, partikel-partikel gas akan menyebar tanpa batas. Jika terbatas, gas akan mengembang untuk mengisi wadahnya. Ketika gas diletakkan di bawah tekanan dengan mengurangi volume wadah, ruang antara partikel berkurang, dan tekanan yang diberikan oleh tumbukan mereka meningkat. Jika volume wadah dipertahankan konstan, tetapi suhu gas meningkat, maka tekanannya juga akan meningkat. Partikel gas memiliki energi kinetik yang sangat besar sehingga gas tidak memiliki volume pasti dan tidak memiliki bentuk pasti.

Plasma

Plasma bukan wujud materi yang umum di Bumi, tetapi mungkin merupakan kondisi materi yang paling banyak di alam semesta. Plasma terdiri dari partikel bermuatan tinggi dengan energi kinetik yang sangat tinggi. Gas mulia (helium, neon, argon, krypton, xenon dan radon) sering digunakan untuk membuat tanda-tanda bercahaya dengan menggunakan listrik untuk mengionisasi mereka menjadi plasma. Bintang pada dasarnya adalah bola plasma yang sangat panas.

Kondensat Bose-Einstein (BEC)

Pada tahun 1995, teknologi memungkinkan para ilmuwan untuk menciptakan wujud materi baru, Bose-Einstein condensate (BEC). Menggunakan kombinasi laser dan magnet, Eric Cornell dan Carl Weiman mendinginkan sampel rubidium hingga beberapa derajat dari nol mutlak. Pada suhu yang sangat rendah ini, gerakan molekuler hampir berhenti sama sekali. Karena hampir tidak ada energi kinetik yang ditransfer dari satu atom ke atom lainnya, atom-atom mulai menggumpal bersama. Tidak ada lagi ribuan atom yang terpisah, hanya satu “atom super”. BEC digunakan untuk mempelajari mekanika kuantum pada tingkat makroskopis. Cahaya tampak melambat saat melewati BEC, memungkinkan studi tentang partikel / gelombang paradoks. BEC juga memiliki banyak sifat superfluid – mengalir tanpa gesekan. BEC juga digunakan untuk mensimulasikan kondisi yang mungkin berlaku dalam lubang hitam.

Sebelum kita melanjutkan pembahasan lebih lanjut tentang Perubahan Wujud Benda, Kami juga telah menyiapkan beberapa artikel yang mungkin bermanfaat untuk anda. Berikut ini adalah artikel tersebut: perbedaan cuaca dan iklimperbedaan fakta dan opiniperbedaan sel hewan dan sel tumbuhan.

Perubahan Wujud Benda Karena Energi

Menambahkan energi ke materi menyebabkan perubahan wujud benda. Energi tersebut bergerak dari satu kondisi ke kondisi lainnya. Misalnya, menambahkan energi panas ke air, menyebabkan carian menjadi uap atau uap menjadi gas. Mengambil energi juga menyebabkan perubahan fisik, seperti ketika air  menjadi es yang padat terjadi ketika panas dihilangkan. Perubahan fisik juga bisa disebabkan oleh gerakan dan tekanan.

Tabel Perubahan Wujud Benda

Mulai dari: Berubah Menjadi: Nama
padat cair Mencair
cair padat Membeku
cair gas Menguap
gas cair kondensasi
padat gas (melewatkan fase cair) Menyublim
gas padat (melewatkan fase cair) Mengendap

 

Mencair dan membeku

Ketika panas diterapkan pada benda padat, partikel-partikelnya mulai bergetar lebih cepat dan cenderung bergerak lebih jauh. Ketika zat, pada tekanan standar, mencapai titik tertentu yang disebut titik leleh, akan terjadi perubahan wujud benda menjadi cair. Titik lebur bahan murni seringkali dapat ditentukan dalam 0,1 derajat C, (titik di mana fase padat dan cair berada dalam kesetimbangan).

perubahan wujud benda - membeku

perubahan wujud benda – membeku

Jika Anda terus menerapkan panas ke sampel, suhu tidak akan naik di atas titik leleh sampai seluruh sampel telah dicairkan. Energi panas digunakan untuk mengubah padat menjadi bentuk cair. Setelah seluruh sampel menjadi cairan, suhu akan mulai naik lagi.

Jika dibandingkan, walaupun beberapa senyawa sangat mirip akan tetapi dapat memiliki titik leleh yang berbeda, sehingga titik leleh bisa menjadi cara yang berguna untuk membedakan senyawa-senyawa tersebut. Sebagai contoh, sukrosa memiliki titik leleh 367 F (186,1 C) sedangkan titik leleh glukosa adalah 294,8 F (146 C).

Campuran padat, seperti paduan logam, sering dapat dipisahkan menjadi bagian-bagian penyusunnya dengan memanaskan campuran dan mengekstraksi cairan ketika mereka mencapai titik leleh yang berbeda.

Titik beku adalah suhu di mana zat cair didinginkan cukup untuk membentuk padat. Saat cairan didinginkan, gerakan partikel melambat. Dalam banyak zat, partikel menyelaraskan dalam pola geometris yang tepat untuk membentuk kristal padat. Sebagian besar cairan berkontraksi saat membeku. Salah satu karakteristik penting dari air adalah air itu mengembang ketika membeku, sehingga es mengapung. Jika es tidak mengapung, tidak akan ada cairan di bawah badan air yang membeku dan banyak bentuk kehidupan air tidak mungkin terjadi.

Titik beku sering hampir sama suhunya dengan titik leleh, tetapi tidak dianggap sebagai karakteristik suatu zat, karena beberapa faktor dapat mengubahnya. Misalnya, menambahkan zat terlarut ke dalam cairan akan merubah titik beku. Contoh dari ini adalah menggunakan bubur garam untuk menurunkan suhu di mana air membeku di tengah jalan.

perubahan wujud benda - mencair

Perubahan wujud benda – mencair

Sebelum kita melanjutkan pembahasan lebih lanjut tentang Mencair dan Membeku, Kami juga telah menyiapkan beberapa artikel yang mungkin berguna untuk anda. Berikut ini adalah artikel tersebut: sel hewan dan fungsinyasel tumbuhan dan fungsinyafungsi badan golgi.

Sublimasi

perubahan wujud benda - menyublim

Perubahan wujud benda – menyublim

Ketika zat padat dikonversi langsung menjadi gas tanpa melalui fase cair, menyebabkan perubahan wujud benda berupa sublimasi. Sublimasi terjadi ketika energi kinetik partikel lebih besar dari tekanan atmosfer di sekitar sampel. Ini dapat terjadi ketika suhu sampel meningkat pesat di luar titik didih (penguapan cepat). Lebih umum, suatu zat dapat menjadi “beku kering” dengan mendinginkannya dalam kondisi vakum sehingga air dalam zat tersebut mengalami sublimasi dan dikeluarkan dari sampel. Beberapa zat yang mudah menguap akan mengalami sublimasi pada suhu dan tekanan normal. Zat-zat ini yang paling dikenal adalah CO2 atau “es kering”.

Menguap

Menguap adalah perubahan wujud benda dari cairan menjadi gas. Penguapan dapat terjadi melalui penguapan atau pendidihan.

perubahan wujud benda - menguap

Perubahan wujud benda – menguap

Karena partikel-partikel cairan bergerak konstan, mereka sering bertabrakan satu sama lain dan mentransfer energi. Pemindahan energi ini memiliki sedikit efek di bawah permukaan zat cair, tetapi ketika energi yang cukup ditransfer ke partikel di dekat permukaan zat cair, membuatnya mendapatkan energi yang cukup untuk dihilangkan sepenuhnya dari sampel sebagai partikel gas bebas. Proses ini disebut penguapan dan berlanjut selama cairan tersisa. Sangat menarik untuk dicatat bahwa cairan mendingin saat menguap.

Ketika cukup panas ditambahkan ke cairan yang membentuk gelembung uap di bawah permukaan cairan, karena perubahan wujud benda tersebut maka dikatakan bahwa cairan tersebut mendidih. Suhu di mana cairan mendidih bervariasi. Titik didih tergantung pada tekanan zat tersebut. Suatu cairan di bawah tekanan yang lebih tinggi akan membutuhkan lebih banyak panas sebelum gelembung uap dapat terbentuk di dalamnya. Pada ketinggian tinggi, ada sedikit tekanan atmosfer menekan cairan, sehingga akan mendidih pada suhu yang lebih rendah. Jumlah cairan yang sama di permukaan laut berada di bawah tekanan atmosfer yang lebih besar dan akan mendidih pada suhu yang lebih tinggi.

Kondensasi dan Deposisi (Mengendap)

Kondensasi adalah ketika gas berubah menjadi cairan. Kondensasi terjadi ketika gas telah didinginkan atau dikompresi ke titik di mana energi kinetik partikel tidak lagi dapat mengatasi gaya antarmolekul. Sekelompok partikel awal memulai proses yang akan mendinginkan gas sehingga kondensasi berlanjut. Ketika gas berubah secara langsung menjadi padat, tanpa melalui fase cair, perubahan wujud benda tersebut disebut deposisi atau desublimasi. Contoh dari ini terjadi ketika suhu mengubah uap air di atmosfer menjadi beku atau es.

Sumber:

Add Comment

%d bloggers like this: