Landasan Teori Perubahan Wujud Zat

Wujud zat terbagi menjadi tiga yaitu padat, cair dan gas. Pada saat tertentu umumnya zat hanya berada dalam satu wujud saja, tetapi zat dapat berubah dari wujud yang satu ke wujud yang lain.

 

Wujud Zat merupakan bentuk-bentuk berbeda yang diamil oleh berbagai fase materi berlainan. Secara historis, perbedaan ini dibuat berdasarkan perbedaan kualitatif dalam sifat bulk. Dalam keadaan padatan zat mempertahankan bentuk dan volume. Dalam keadaan cairan zat mempertahankan volume tetapi menyesuaikan dengan bentuk wadah tersebut. Sedangkan gas mengembang untuk menempati volume apa pun yang tersedia.

Perbedaan antara wujud zat saat ini didasarkan kepada perbedaan dalam hubungan antarmolekul. Dalam keadaan padatan gaya-gaya intramolekul menjaga molekul-molekul berada dalam hubungan spesial tetap. Dalam cairan gaya-gaya antar molekul tetap berada berdekatan, namun tidak ada hubungan spasial yang tetap. Dalam keadaan gas molekul lebih terpisah dan gaya tarik antar molekul relatif tidak mempengaruhi gerakannya.

(Goodstein : 10-11)

 

Beberapa peristiwa perubahan wujud benda antara lain mencair (melebur), membeku, menguap, mengembun, dan menyublim.

Suatu zat berubah wujud dari padat menjadi cair karena adanya kenaikan suhu (panas). Peristiwa perubahan zat padat menjadi zat cair dinamakan mencair atau melebur.

Perubahan wujud benda cair menjadi benda padat disebut membeku. Suatu zat dapat membeku jika mengalami penurunan suhu yang sangat dingin.

Peristiwa berubahnya zat cair menjadi gas disebut penguapan. Penguapan terjadi jika ada kenaikan suhu yang besar. Ada empat cara untuk mempercepat terjadinya penguapan, yaitu memanaskan, memperluas permukaan, meniup udara di atas permukaan, dan mengurangi tekanan di atas permukaan. Prinsip penguapan dapat digunakan sebagai dasar membuat mesin pendingin.

Mengembun adalah peristiwa perubahan wujud gas menjadi cair. Jadi, mengembun merupakan kebalikan dari menguap. Pada saat gas mengembun, gas melepaskan kalor.

Menyublim adalah peristiwa perubahan zat padat menjadi gas atau sebaliknya

(Budi Wahyono : 41-42)

 

Perubahan wujud zat terbagi atas perubahan fisika dan perubahan kimia. Perubahan fisika adalah perubahan suatu zat tanpa menghasilkan zat baru. Perubahan fisika dibagi beberapa kategori antara lain penguapan yaitu perubahan wujud dari cair menjadi gas, pengembunan yaitu perubahan wujud dari gas menjadi cair, pembekuan yaitu perubahan wujud cair menjadi padat, pencairan yaitu perubahan wujud padat menjadi cair, penyubliman yaitu perubahan wujud padat menjadi gas, dan penghabluran yaitu perubahan wujud dari gas menjadi padat.

Perubahan kimia adalah perubahan wujud yang terjadi karena reaksi kimia dan menghasilkan zat baru yang berbeda dengsn sifat zat asalnya.

(Anton Laseur : 600)

 

Ada berbagai istilah dari perubahan wujud zat, baik padat, cair maupun gas. Istilah tersebut adalah:

1.        Mencair, adalah peristiwa berubah wujud zat padat menjadi cair. Hal ini bisa kita amati pada peristiwa mencairnya es batu menjadi cair.

2.        Menguap, adalah peristiwa berubahya wujud zat cair menjadi gas. Hal ini bisa kita amati ketika kita memasak air. Jika air telah mencapai titik didihnya (100ᴼC), maka ia akan menjadi uap.

3.        Mengembun adalah peristiwa berubahnya wujud zat gas menjadi cair. Peristiwa mengembun ini dapat kita amati pada embun di pagi hari. Embun di pagi hari terjadi akibat udara dingin dan menempel pada zat padat.

4.        Menyublim, adalah peristiwa berubahnya zat padat menjadi gas. Peristiwa ini dapat kita amati pada kapur barus yang didiamkan di udara terbuka. Pada kapur barus yang didiamkan di udara terbuka tersebut lama kelamaan akan menjadi tipis akibat berubah menjadi gas.

5.        Mengkristal, adalah peristiwa berubahnya zat gas menjadi padat. Peristiwa ini dapat diamati pada kapur barus yang dipanaskan dalam suatu wadah tertutup. Pada tutup wadah tersebut juka dipanaskan akan menghasilkan kristal-kristal kapur barus sebagai akibat dari penguapan kapur barus yang menempel pada tutup wadah dan membeku setelah tutupnya didinginkan kembali.

6.        Membeku, adalah peristiwa berubahnya wujud zat cair menjadi padat. Peristiwa membeku terjadi seperti air yang dimasukkan ke dalam lemari pendingin (freezer). Pada suhu tertentu, air tersebut akan membeku.

(Husnul Yakin : 59-60)

Ketika air mengalami perubahan wujud maka air tidak mengalami perubahan suhu. Sedangkan ketika air mengalami perubahan suhu maka air tidak mengalami perubahan wujud. Dikarenakan hal ini maka kita mengenal dua jenis rumus untuk menghitung besarnya energi kalor. Energi kalor yang dilambangkan dengan huruf Q dengan satuan Joule (J).

Q = m C ∆T       (digunakan untuk menghitung energi kalor pada fase kenaikan suhu)

dimana:           m   = massa (kg)

                        C   = kalor jenis (J/kgᴼC)

                        ∆T = perubahan suhu (ᴼC)

Kalor jenis adalah banyaknya kalr yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.

Q = m L             (digunakan untuk menghitung energi kalor pada fase perubahan wujud)

dimana:           m = massa (kg)

                        L = kalor laten (J/kg)

Kalor laten adalah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud suatu zat. 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).

(Rahadian : 37-39)

 

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang di miliki 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.

Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada tiga faktor yaitu massa zat, jenis zat (kalor jenis), dan perubahan suhu. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan:

Q = m C (T₁ – T₂)

dimana:           Q   = kalor yang dibutuhkan (J)

                        m   = massa benda (kg)

c    = kalor jenis (J/kgᴼC)

T1 = suhu awal (ᴼC)

T2 = suhu akhir (ᴼC)

(Hadi : 67)