Sifat Fisika Zat

  

Sifat fisika merupakan sifat yang dapat diamati tanpa mengubah ciri-ciri dan komposisi suatu zat. Sifat fisika tidak berhubungan dengan pembentukan zat baru. Beberapa contoh sifat fisika sebagai berikut.

 

a. Kerapatan (Densitas/Massa Jenis) 

Kerapatan adalah massa zat dalam satuan volume tertentu. Satuan kerapatan adalah kg/m³ atau g/ml. Misalnya udara memiliki kerapatan 1,205 kg/m³ sedangkan gas asetilena atau gas karbid  (C₂H₂) memiliki kerapatan 1,092 kg/m³. Jika dibandingkan, massa jenis gas asetilena lebih kecil daripada massa jenis udara. Pada dasarnya perbedaan ini disebabkan karena perbedaan massa atom partikel penyusun zat. Massa jenis gas asetilena lebih kecil dari udara, sehingga gas asetilena banyak dimanfaatkan untuk mengisi balon, agar balon dapat terbang di udara.

Gambar Balon Berisi Gas Asetilena

 

b. Kekerasan 

Tahukah kamu apa itu kekerasan? Kekerasan merupakan ukuran untuk menentukan keras atau lunaknya suatu zat. Kekerasan diukur dengan skala Mohs, menggunakan alat yang disebut sklerometer.  Semakin besar skala Mohs suatu zat, semakin keras pula zat tersebut. Perhatikanlah Tabel di bawah untuk mengetahui kekerasan bebarapa zat.

 

c. Elastisitas 

Tahukah kamu apa itu elastisitas? Coba perhatikan Gambar dibawah! Pada Gambar tersebut terdapat sebuah peredam getaran yang umumnya ada di kendaraan bermotor atau sering disebut sebagai shock absorber atau skok. Ketika kamu mengendarai sepeda motor, kemudian melewati lubang di jalan  skok  sepeda motormu akan semakin merapat atau berubah bentuk dari kondisi awal. Setelah itu, skok akan kembali ke keadaan semula. Kemampuan ini dikenal dengan elastisitas.

Gambar Shock Absrorber (Skok) pada Kendaraan Bermotor

Elastisitas merupakan kemampuan suatu benda untuk mempertahankan  diri ketika terkena tarikan atau dorongan (gaya) dan mampu untuk kembali ke ukuran serta bentuk awal ketika gaya tersebut dihilangkan. Tahukah kamu terbuat dari bahan apa skok kendaraan tersebut? Skok kendaraan umumnya terbuat dari baja, dipilih baja karena memiliki elastisitas yang tinggi. Oleh karena itu, ketika skok diberi tarikan atau dorongan akibat melewati jalanan yang berlubang, skok dapat dengan mudah kembali ke ukuran dan bentuk awal. Kemampuan ini disebabkan baja memiliki kisi-kisi atau pola geometris susunan atom yang unik, pola geometris susunan atom ini akan mengalami perubahan ukuran ketika diberi gaya. Ketika gaya dihilangkan, pola geometris susunan atom akan kembali ke keadaan semula. 

Setiap zat memiliki elastisitas tertentu. Zat seperti es batu, kayu, dan gelas memiliki elastisitas yang rendah. Oleh karena itu, zat tersebut akan mengalami kerusakan bentuk ketika diberikan gaya yang besar. Karet memiliki elastisitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan elastisitas es batu, kayu, dan gelas. Pada karet elastisitas disebabkan karena terulurnya  rantai polimer ketika diberi gaya. Rantai polimer karet akan kembali pada posisi dan ukuran semula ketika gaya dihilangkan.

Gambar Karet yang Elastis

 

d. Daya Hantar 

Daya hantar adalah kemampuan suatu zat untuk menghantarkan panas atau listrik. Berdasarkan sifat ini, benda dapat dibedakan menjadi konduktor, isolator, dan semikonduktor. Bahan yang dapat digunakan sebagai konduktor yaitu bahan yang terbuat dari zat yang mampu menghantarkan elektron dengan mudah, misalnya besi, tembaga, emas, dan perak. Sebaliknya, zat yang memiliki kemampuan rendah dalam  menghantarkan elektron, seperti plastik dan kayu digunakan sebagai bahan isolator. Bahan semikonduktor adalah bahan yang jika berada pada suhu rendah bersifat sebagai isolator, dan pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor, contohnya silikon dan germanium. Bahan semikonduktor banyak digunakan sebagai komponen dalam alat elektronik, misalnya Integrated Circuit (IC) atau prosesor komputer.

Gambar (a) Kabel Tembaga sebagai Konduktor dengan Plastik sebagai Isolatornya, (b) Prosesor Komputer Terbuat dari Bahan Semikonduktor

 

e. Kemagnetan 

Kemampuan suatu zat untuk dapat dipengaruhi oleh medan magnet disebut dengan sifat kemagnetan. Sifat kemagnetan dibedakan menjadi tiga, yaitu feromagnetik, paramagnetik,  dan diamagnetik. Benda-benda yang dapat ditarik kuat oleh magnet digolongkan pada kelompok feromagnetik, misalnya besi, baja, kobalt, dan nikel. Benda-benda yang ditarik lemah oleh magnet digolongkan pada kelompok paramagnetik, misalnya magnesium, molibdenum, dan litium. Benda-benda yang tidak ditarik oleh magnet termasuk kelompok diamagnetik, misalnya perak, emas, tembaga, dan bismut.

Gambar Besi Merupakan Bahan Feromagnetik

 

f. Viskositas (Kekentalan) 

Viskositas adalah ukuran kekentalan fluida (zat cair dan gas) yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas suatu fluida, maka semakin sulit suatu fluida mengalir dan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi (gaya tarik menarik) antara molekul-molekul zat cair. Sementara pada gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul-molekul gas. Contoh fluida yang memiliki viskositas tinggi adalah madu dan oli. Air merupakan contoh zat yang memiliki viskositas rendah.

 

g. Titik Didih 

Titik didih adalah suhu saat zat cair mulai berubah menjadi uap pada tekanan tertentu. Zat cair dapat berubah menjadi uap karena tekanan uap lebih besar dari tekanan luar yang menahan zat cair. Misalnya air, pada suhu 100^oC akan berubah menjadi uap. Ini berarti, air memiliki titik didih sebesar 100^oC. Pengetahuan titik didih suatu zat sangatlah penting, misalnya penggunaan oli sebagai pelumas mesin kendaraan bermotor. Saat mesin kendaraan bermotor bekerja akan dihasilkan panas yang sangat tinggi dan komponen dalam mesin akan bergesekan. 

Jika mesin tidak diberi pelumas, akan mengalami kerusakan pada komponen mesin akibat mesin terlalu panas. Oleh karena itu, zat yang digunakan sebagai pelumas harus mampu bertahan atau tidak menguap pada suhu yang sangat tinggi. Agar dapat memenuhi kebutuhan ini digunakanlah oli sebagai pelumas. Oli merupakan senyawa hidrokarbon yang tersusun sekitar 36 atom karbon (C). Susunan rantai atom karbon yang panjang inilah yang membuat oli memiliki titik didih yang tinggi hingga 300^oC.

Gambar Oli dalam Mesin Kendaraan Bermotor

 

h. Titik Beku 

Titik beku merupakan suhu pada tekanan tertentu saat zat cair mulai berubah menjadi padat ketika suhu suatu zat diturunkan. Misalnya air pada suhu 27^oC pada tekanan 1 atmosfer (atm) berwujud cair, tetapi saat suhu air diturunkan menjadi 0^oC, air akan berubah wujud menjadi padat. Peristiwa tersebut menunjukkan bahwa titik beku air adalah 0⁰C. 

Pengetahuan tentang titik beku suatu zat sangatlah penting, terutama untuk menentukan zat yang digunakan sebagai pendingin mesin kendaraan bermotor. Di daerah dingin seperti di Alaska, suhu saat musim dingin bisa mencapai -16,3^oC. Pada suhu ini tentu air akan membeku, termasuk air yang digunakan sebagai pendingin kendaraan bermotor, sehingga dapat merusak mesin kendaraan. Oleh sebab itu, perlu adanya cairan pendingin yang mampu mempertahankan wujudnya dalam bentuk cair meskipun pada suhu yang sangat rendah. 

Zat cair yang memenuhi syarat tersebut adalah senyawa etilen glikol, propilen glikol, dan gliserol sebagai pendingin mesin kendaraan bermotor. Molekul gliserol mampu membentuk ikatan hidrogen yang kuat dengan molekul air, sehingga titik beku campuran lebih rendah dari pada titik beku air. Campuran tersebut mampu mencegah pembentukan kristal es, meskipun suhu diturunkan hingga mencapai -37,8 ^oC. Karena itu, ketiga zat tersebut dikenal sebagai zat antibeku “antifreeze”.

Gambar Propilen Glikol untuk Pendingin Kendaraan

Selain pada kendaraan bermotor, zat antibeku juga dibutuhkan oleh banyak makhluk hidup yang tinggal di daerah yang suhunya sangat rendah. Zat antibeku diperlukan agar cairan dalam sel dan dalam jaringan tubuh tidak membeku. Zat antibeku pada makhluk hidup misalnya gliserol atau dimetilsulfoksida pada serangga, trehalosa pada cacing nematoda dan rotifera,  serta protein antibeku “anti freeze protein (AFP)” pada ikan-ikan yang hidup di Antartika. 

Perhatikan struktur protein antibeku pada Gambar di bawah. Mahakuasa dan Mahabesar Tuhan yang telah menciptakan hewan-hewan tersebut dengan kemampuan yang luar biasa. Dengan kemampuannya tersebut, hewan dapat bertahan hidup walaupun suhu lingkungan sangat dingin.

 

i. Titik Leleh 

Terbuat dari apakah alat-alat untuk memasak di rumahmu? Apakah dari plastik atau dari logam? Tentu terbuat dari bahan logam bukan? Ala-talat untuk memasak biasanya terbuat dari logam aluminium. Pemilihan aluminium sebagai bahan pembuatan alat untuk memasak dikarenakan aluminium memiliki titik leleh  yang tinggi dibandingkan dengan plastik. Selain memiliki titik leleh yang tinggi, aluminium juga memiliki stabilitas yang tinggi terhadap panas, ringan, tidak reaktif, dan tidak mudah berkarat.

Gambar Aluminium sebagai Bahan Pembuat Alat untuk Memasak

Titik leleh adalah suhu pada tekanan tertentu saat zat padat mulai berubah menjadi cair. Kamu dapat melihat titik leleh berberapa logam dan plastik pada Tabel berikut.

 

Referensi:

Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas IX Semester 2. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017

Baca juga:

Partikel Penyusun Benda dan Makhluk Hidup
01	Partikel Penyusun Benda dan Makhluk Hidup
02	Partikel dalam Benda dan Makhluk Hidup
03	Mengidentifikasi Perbedaan Zat dalam Benda dan Makhluk Hidup
04	Partikel Subatom
05	Perkembangan Teori Atom
06	Mikroskop Elektron
07	Sinar Roentgen
08	Nomor  Atom dan Nomor Massa
09	Garam Beriodium
10	Mengukur Umur Fosil
11	Konfigurasi Elektron
12	Membuat Model Atom Bohr
13	Ion dan Ikatan Ion
14	Peranan Ion Bagi Manusia
15	Identifikasi Unsur
16	Mengidentifikasi Unsur Melalui Pembakaran
17	Sifat Zat dan Hubungannya dengan Partikel Penyusun dan Strukturnya
18	Mengidentifikasi Berbagai Jenis Bahan dan Pemanfaatannya
19	Sifat Fisika Zat
20	Sifat Kimia Zat