Mengupas Bunga Salju

Letakkan sebongkah es yang sama besar ke dalam dua gelas yang serupa.  Tuang air secukupnya ke dalam kedua gelas itu sampai es tadi mulai mengapung.  Selanjutnya, masukkan garam yang banyak ke dalam salah satu gelas, usahakan agar seluruh es tertutup dengan garam.  Setelah beberapa menit, periksa temperaturnya menggunakan termometer yang dapat mengukur sampai cukup jauh di bawah nol derajat Celcius.  Kita akan melihat bahwa es bergaram jauh lebih dingin daripada es tanpa garam.  Bahkan boleh jadi kita dapat mengupas bunga salju yang terbentuk pada bagian luar gelas yang berisi campuran es dan garam.

Kita Semua Suka Es Krim

Alat pembuat es krim menggunakan campuran es dan garam untuk menghasilkan temperatur serendah-rendahnya.  Bagaimana cara garam menghasilkan temperatur jauh lebih dingin daripada temperatur air es yang biasa?

Temperatur normal campuran es dan air adalah 0 derajat Celcius.  Tapi, itu tidak cukup dingin untuk membekukan es krim.  Temperatur yang diperlukan adalah minus tiga derajat Celcius atau lebih rendah.  Tugas inilah yang dikerjakan oleh garam.  Sesungguhnya banyak bahan kimia lain yang dapat mengerjakannya, tetapi garam relatif murah.

Ketika es dicampur dengan garam, sebagian membentuk air garam dan es secara spontan terlarut dalam air garam, akibatnya air garam semakin banyak.  Itulah pula yang terjadi ketika kita menaburkan garam ke jalan setapak atau jalan raya yang tertutup es; es padat ditambah garam padat akan berubah menjadi cairan air garam.

Di dalam segumpal es, molekul-molekul air terstruktur membentuk tatanan geometrik yang tertentu dan kaku.  Tatanan yang kaku ini rusak ketika diserang oleh garam, maka molekul-molekul air selanjutnya bebas bergerak kemana-mana dalam wujud zat cair.

Tapi, merusak  struktur padat molekul-molekul es memerlukan energi, sama seperti yang diperlukan untuk meruntuhkan sebuah bangunan.  Untuk sebongkah es yang hanya kontak dengan garam dan air, energi itu hanya dapat diperoleh dari kandungan panas dalam air garam.  Maka, ketika es mencair dan terlarut, proses ini meminjam panas dari air, dan menurunkan temperaturnya.  Setelah temperatur dingin ini tercapai, dalam pemanfaatannya campuran itu mendapatkan panas pengganti dari adonan es krim, maka hasilnya adalah es krim padat, lezat seperti yang kita inginkan.

Sabun : Kotoran Yang Dipakai Buat Bersih-Bersih

Keadaan serba kotor yang dijumpai dalam pembuatan sabun bertentangan sekali dengan penggunaannya sebagai pembersih yang tiada bandingnya untuk hampir segala hal setidaknya sejak  2000 tahun terakhir.  Pembuatannya tak pernah sulit, bahan-bahan dasarnya murah dan mudah didapat, yaitu lemak dan abu kayu.  Kadang-kadang, orang juga menggunakan kapur.

Kita dapat membuatnya dengan cara seperti yang dilakukan oleh orang - orang romawi: Batu kapur dipanaskan untuk menghasilkan kapur.  Kapur yang basah ditaburkan ke atas kayu yang masih panas kemudian diaduk sampai rata.  Selanjutnya, dengan sebuah sekop, orang menyendok bubur kelabu yang dihasilkan ke dalam sebuah bejana berisi air panas dan mendidihkannya dengan tambahan beberapa potong lemak domba selama beberapa jam. Ketika lapisan buih berwarna cokelat kotor yang tebal terbentuk di permukaannya, dan menjadi keras setelah dingin, mereka memotong - motong lapisan keras tadi, itulah sabun kita.

Atau, barangkali kita lebih suka pergi ke toko kemudian membeli sabun komersial masa kini yang sudah sangat dimurnikan.  Selain sabun, yang sebetulnya sebutan senyawa kimia tertentu, orang menambahkan bahan pengisi, pewarna, parfum, deodoran, agen anti-bakteri, bermacam-macam krim dan losion, selanjutnya diiklankan dengan gencar.  Kadang-kadang kadar iklan sebuah produk komersial lebih besar daripada kadar sabunnya sendiri.

Setiap sabun dibuat melalui reaksi antara lemak dengan bahan yang disebut Alkali - basa yang sangat kuat.  Sebagai ganti lemak domba, sabun masa kini terbuat dari bermacam-macam lemak, termasuk lemak daging sapi, kambing, juga minyak kelapa, minyak biji kapas, dan minyak zaitun.  Alkali yang digunakan dalam pembuatan sabun sekarang biasanya adalah bahan yang disebut lye (soda api atau natrium hidroksida).  Kapur juga alkali yang mudah di dapat, sedangkan abu kayu kadang-kadang masih dipakai meski hanya sedikit karena bahan ini mengandung kalium karbonat yang bersifat basa.

Karena dibuat melalui pencampuran sebuah senyawa organik (asam lemak) dengan senyawa anorganik (alkali), molekul sabun mempertahankan beberapa ciri kedua orang tuanya.  Molekul sabun mempunyai sebuah kaki organik yang senang bergandengan dengan bahan-bahan organik berminyak, dan sebuah kaki anorganik yang senang bergandengan dengan air.  Itu sebabnya sabun mempunyai kemampuan tiada banding dalam menarik kotoran berminyak dari tubuh atau pakaian ke dalam air.

Kalau kita membaca bahan-bahan kimia berikut dalam daftar komponen pada label sebuah sampo, pasta gigi, krim cukur, atau kosmetik, jangan cemas atau terlalu mudah terkesan; semuanya hanya nama kimia untuk sabun: natrium stearat, natrium oleat, natrium palmitat, natrium miristat, natrium laurat, natrium talowat, dan natrium kokoat.  Jika "natrium" atau "sodium" digantikan dengan "kalium" atau "potasium", sabun termaksud dibuat dari bahan kalium hidroksida (caustic potash) sebagai ganti soda api atau kaustik soda (lye, atau natrium hidrosida).  Sabun kalium lebih lunak, bahkan bisa berwujud cair.

Rene Descrates

Rene Descrates lahir di La Haye, Prancis.  Dari tahun 1628 hingga 1649, Descrates harus tinggal di Belanda. Descrates mengembangkan ilmu geometrik analitik dan menyatakan bahwa harus ada prinsip kekekalan gerakan.  Descrates memperkenalkan besaran gerakan yang bergantung pada sesuatu selain kelakuan benda.  Sebagai contoh, peluru bergerak pada 50 km/jam memiliki "gerakan" lebih daripada sebuah bola yang bergerak dengan kelajuan yang sama.  Descrates mengusulkan untuk mendefinisikan besaran tertentu sebagai hasil kali antara massa dan kelajuan.  Jumlah besaran gerak dari benda apabila tidak ada gaya yang bekerja pada sistem haruslah tetap dari waktu ke waktu.  Dalam bahasa matematika:
m1v1 + m2v2 + m3v3 + mn vn....= sigma mi vi

Hukum kekekalan gerakan Descrates ini kemudian diuji melalui serangkaian eksperimen oleh ilmuwan The Royal society, seperti Robert Hooke, John Willis, Christoper Wren, dan Hans Christian Huygen.  Para ilmuwan tersebut akhirnya mendefinisikan besaran vektor tersebut sebagai momentum untuk menggantikan konsep gerakan dari Descrates.

Ada Gelembung Udara Pada Dinding Gelas

Taruhlah segelas air dingin dan kita biarkan di udara terbuka selama beberapa jam, ketika air itu menjadi hangat, kita akan melihat gelembung-gelembung udara terbentuk pada dinding gelas.  Udara larut dalam air dingin, tetapi air lebih hangat tidak dapat menahan udara sebanyak yang sama.  air itu berkurang (kempes) sama seperti minuman beralkohol dalam gelas terbuka.

Isaac Newton

Isaac Newton dikenal sebagai ahli ilmu pasti dan ilmu alam asal Inggris.  Ia dianggap sebagai salah satu ilmuwan terbesar.  Teori dan penemuannya berperan penting dalam perkembangan ilmu pasti dan ilmu alam.

Penemuan Newton yang terkenal antara lain Kalkulus Diferensial, Integral, dan Penguraian sinar putih menjadi warna pelangi.  Adapun hukumnya yang sangat terkenal adalah Hukum Gravitasi dan Hukum Gerak Newton.  

Penemuan gaya gravitasi diawali oleh ketertarikan Newton terhadap bulan yang selalu mengelilingi bumi.  Suatu saat ia duduk beristirahat di bawah pohon apel dan melihat sebuah apel yang jatuh dari pohon.  Newton kemudian menemukan bahwa apel jatuh ke bawah karena ditarik oleh gaya tarik bumi atau gravitasi. 

Hukum Gerak Newton merupakan hukum dasar dinamika yang merumuskan pengaruh gaya terhadap perubahan gerak benda.  Hukum Newton terdiri atas tiga perumusan yang terkenal sebagai Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III Newton.  Untuk menghormati jasanya Newton namanya digunakan sebagai satuan gaya.

Mengapa Nyala Api Kompor Gas Berwarna Biru Sedangkan Nyala Lilin Berwarna Kuning

Nyala api kompor gas berwarna biru, tetapi nyala lilin berwarna kuning.  apa yang menyebabkan kedua nyala itu berbeda warna?

Ini menyangkut masalah berapa banyak oksigen yang tersedia untuk menyalakan bahan bakar.  Oksigen yang banyak menyebabkan nyala berwarna biru, sedangkan oksigen yang terbatas menyebabkan nyala berwarna kuning.  Mari kita perhatikan nyala kuning terlebih dahulu.

Sebatang lilin sesungguhnya sebuah mesin pembuat nyala yang sangat kompleks.  Pertama, sebagian lilin harus meleleh, kemudian lilin cair itu harus bisa memanjat sumbu, terus harus bisa menguap menjadi gas, dan baru setelah itu dapat terbakar, bereaksi dengan oksigen dalam udara untuk membentuk karbon dioksida dan uap air.  Ini proses yang sangat tidak efektif.

Supaya pembakaran itu bisa efisien 100 persen, lilin harus dapat diubah seluruhnya menjadi karbon dioksida dan air yang tidak kelihatan.  Akan tetapi nyala lilin tidak bisa mendapatkan oksigen yang diperlukannya kalau hanya mengambil dari udara di sekitarnya.  Udara di sekitar lilin, yang sebetulnya kaya dengan oksigen, ternyata tidak sanggup mengalir cukup cepat untuk mengimbangi semua parafin yang meleleh dan menguap, yang siap untuk dibakar.

Sementara itu, di bawah pengaruh panas, sebagian parafin yang tidak terbakar terurai, antara lain menjadi partikel-partikel karbon sangat kecil.  Partikel-partikel ini, karena panas dari pembakaran, menjadi berpendar, membara dengan cahaya berwarna kuning benderang.  Maka itulah sebabnya nyala lilin berwarna kuning.  Ketika partikel-partikel karbon yang berpendar mencapai bagian puncak nyala, hampir semuanya mendapatkan oksigen yang memadai untuk ikut terbakar juga.

Hal yang sama terjadi pada lampu minyak tanah, api bakaran kertas, api unggun, kebakaran hutan, dan kebakaran rumah, semua mempunyai nyala berwarna kuning.  Sebabnya hanya karena udara tidak dapat mengalir cukup cepat untuk membakar bahan bakar terbakar seluruhnya menjadi karbon dioksida dan air.

Di pihak lain kompor gas memang menggunakan bahan bakar berwujud gas, jadi tidak memerlukan proses penguapan.  Cara ini memudahkan bahan bakar bercampur dengan udara sebanyak-banyaknya, sehingga reaksi pembakaran dapat berlangsung dengan cepat.  Karena bahan bakar di sini terbakar hampir seluruhnya, kita mendapatkan nyala yang jauh lebih panas.  Nyala apinya juga jernih dan transaparan karena tidak dikotori oleh partikel-partikel karbon.

Ingin lebih panas lagi? Mengapa tidak mencampurkan oksigen murni sebagai pengganti udara, dengan bakar gas?  Bagaimanapun, kandungan oksigen dalam udara hanya 20 persen.  Sebuah glassblower menggunakan penyembur api yang mencampurkan oksigen dengan gas metan untuk menghasilkan nyala api dengan temperatur sekitar 1600 derajat Celcius.  Penyembur api tukang las, yang juga disebut oxy-acetylene torch, mencampur oksigen dengan gas asetilena, dapat menghasilkan nyala dengan temperatur sekitar 3300 derajat Celcius.  Nyala api tersebut biru. Namun bisa juga berwarna kuning apabila setelannya kurang pas sehingga gas bahan bakar tidak mendapatkan oksigen yang memadai untuk pembakaran sempurna.  Nyala kuning tersebut juga menghasilkan jelaga.

citrusgrandisleafoil.16mb.com

Johannes Kepler

Johannes Kepler lahir di Weil, Stutgart, Jerman.  Ia alumnus Universitas Tubingen dan pernah bekerja di Sekolah Lutheran di Graz, Austria.  Setelah itu, ia bergabung dengan sebuah asosiasi bersama seorang astronom terkenal Tyco Brahe.  Kemudian Kepler menjadi asisten Brahe di Praha, Republik ceko.  Hasil karyanya adalah hukum gerak planet, yang kemudian digunakan oleh Newton untuk merumuskan hukum gravitasinya.  Salah satu hukum tersebut adalah orbit planet berbentuk elips.  Pada saat itu, para astronom percaya bahwa orbit sebuah planet berbentuk lingkaran.  Kepercayaan ini telah berlangsung selama 2000 tahun.  Namun, berdasarkan perhitungan Kepler ketika melakukan observasi terhadap penelitian yang dilakukan oleh Brahe untuk orbit planet Mars, bentuk orbitnya tidak berbentuk lingkaran melainkan berbentuk elips.

Mengapa Lilin Tidak Terbakar Bila Tidak Bersumbu

Melalui gaya tarik kapiler, benang sumbu memungkinkan sebagian lilin mencapai sebuah titik yang memungkinkannya menguap kemudian bercampur dengan oksigen dalam udara.  Sepotong lilin padat, bahkan segenangan lilin cair, tidak akan terbakar karena molekul-molekul lilin tidak dapat kontak dengan molekul-molekul oksigen dalam perbandingan yang cukup, hanya dalam wujud uap mereka dapat bercampur dengan akrab, satu molekul lawan satu molekul, kemudian bereaksi .  Pembakaran adalah sebuah reaksi yang melepaskan energi panas.  Begitu dimulai, reaksi tersebut melepaskan panas lebih dari cukup untuk melelehkan dan menguapkan lilin lebih banyak sehingga proses berkelanjutan

Ketika sebatang Lilin Dibakar, Kemana Lilinnya Pergi?

Kecuali sedikit lelehan di bagian bawahnya, yang mungkin juga menetesi taplak meja, lilin tersebut pergi ke tempat yang sama seperti yang dituju oleh bensin dan minyak ketika dibakar, yakni ke udara.  Tentu saja dalam wujud yang secara kimia telah berubah.

Lilin biasanya terbuat dari parafin, yakni campuran hidrokarbon, bahan yang kita jumpai dalam minyak bumi.  Seperti tersirat dalam namanya, molekul-molekul hidrokarbon hanya terdiri atas atom-atom hidrogen dan atom-atom karbon.  Ketika bahan ini terbakar, mereka bereaksi dengan oksigen dalam udara.  Karbon dan oksigen menjadi karbon dioksida, sedangkan hidrogen dan oksigen menjadi air (mungkin tidak harus semuanya) kedua produk ini berwujud gas pada temperatur bakar, jadi semua terbang ke udara.

Banyak hidrokarbon lain yang kita bakar: metana dalam gas alam, propana dalam elpiji, butana dalam gas untuk pemantik rokok, kerosin dalam kompor atau lampu minyak tanah, dan bensin dalam mesin kendaraan bermotor.  Semuanya terbakar menjadi karbon dioksida dan uap air, yang kelihatannnya menghilang selama proses tersebut.  Kertas, kayu, dan batu bara mengandung beberapa bahan lain yang tidak terbakar, maka yang dihasilkan ketika dibakar adalah karbon dioksida, air dan abu.

Ada Partikel Karbon Yang Tidak Terbakar Dalam Nyala Sebuah Lilin

Jika kita tidak percaya ada partikel-partikel halus karbon yang tidak terbakar dalam nyala sebuah lilin, cukup sisipkan sebilah pisau ke dalam nyala lilin selama beberapa detik, untuk menangkap partikel-partikel halus itu sebelum terbakar.  Pisau itu akan memperoleh selapis karbon berwarna hitam pekat yang tampak seperti beludru.  Warna hitam tadi mungkin paling hitam di antara benda-benda hitam lain, dan digunakan dalam pembuatan tinta.

Ada Uap Air Dalam Nyala Api

Taruh beberapa bongkah es batu dalam sebuah panci aluminium yang kecil dan tipis, biarkan menjadi dingin, setelah itu pegang di atas nyala sebatang lilin atau sebuah pemantik api gas.  Beberapa saat kemudian, periksa bagian bawah panci, maka kita akan melihat uap air dari nyala api telah mengembun menjadi air.

Albert Einstein

Albert Einstein adalah ahli fisika teori terbesar sepanjang abad 19, Einstein dilahirkan di Ulm, Wurttemberg, Jerman pada tanggal 14 Maret 1879. Di sekolah dasar Einstein termasuk anak yang kurang pandai.  Ia hanya tertarik pada fisika dan matematika, terutama bagian teori.  Karena ia hanya mau mempelajari fisika dan matematika, maka ia tamat sekolah menengah tanpa mendapat ijazah.

Pada tahun 1905 Einstein menemukan teori relativitas khusus; dan tahun 1915 ia menerbitkan teori relativitas umum.  Kedua teori inilah yang merevolusi pemahaman ilmu pengetahuan akan materi, ruang dan waktu.  Pada umur 21 tahun, Einstein menjadi warga negara Swiss.  Ia baru mendapat pekerjaan saat umur 23 tahun.  Namun, tiap ada kesempatan ia selalu berpikir dan mempelajari teori fisika.

Dalam teori relativitas khusus, ia memulai dengan asumsi bahwa:

1. Bila dua buah sistem bergerak lurus beraturan relatif satu sama lain, maka semua peristiwa yang terjadi pada sistem yang satu berlangsung sama pada sistem yang lain
2. Kecepatan cahaya adalah sama dalam segala arah, tidak tergantung pada gerak sumber cahaya maupun pengamatnya.

Ia menyimpulkan bahwa waktu itu relatif dan batas atas kecepatan adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara.  Einstein juga yang mengemukakan persamaan E = mc2 , suatu hubungan antara energi (E), massa (m), dan kecepatan cahaya (c).  Persamaan ini yang menjelaskan besarnya energi yang dihasilkan oleh matahari dan reaksi-reaksi nuklir.

Dalam teori relativitas umum, Einstein menjelaskan gravitasi sebagai akibat kelengkungan ruang.  Ia meramalkan bahwa gravitasi matahari akan membelokkan jalannya cahaya bintang.  Foto-foto yang diambil selama gerhana matahari pada tahun 1919 menegaskan teori relativitas umum Einstein dan menjadikannya terkenal di seluruh dunia.

Pada tahun 1939, Einstein mengirim surat kepada Presiden Franklin D. Rososevelt, mendorong AS untuk mengembangkan bom atom.  Namaun, setelah Perang Dunia II Einstein menjadi sangat aktif dalam gerakan penghapusan senjata nuklir.  Ia meninggal dunia pada tanggal 18 April 1955 di Princeton, New Jersey, AS, pada usia 76 tahun, setelah banyak berkarya.

Christiaan Huygens

Christiaan Huygens adalah ahli fisika, ahli astronomi, penemu jam bandul, penemu teori gelombang cahaya, dan masih banyak penemuan lainnya.  Huygens lahir di Den Haag Belanda pada tanggal 14 April 1629.  Sampai umur 16 tahun Huygens tidak pernah duduk di bangku sekolah.  Ia dididik di rumah, oleh guru lesnya.  baru sesudah itu Huygens masuk ke Universitas Leiden.

Huygens membuat jam untuk mengukur waktu kejadian-kejadian astronomis yang mampu mengukur waktu hingga ke hitungan menit.  Ia menggunakan gerakan maju-mundur yang biasa terjadi pada sebuah pendulum yang berayun untuk mengendalikan gigi-gigi jam tersebut.  Ia juga menggunakan serangkaian bobot berantai yang jatuh perlahan-lahan untuk memastikan pendulumnya bergerak terus-menerus.  Huygens mempresentasikan modelnya yang pertama kepada pemerintah Belanda dan menggambarkannya dalam terbitan tahun 1658.  Jam pendulum itu dikenal sebagai jam "kakek" dan dipakai di seluruh dunia selama hampir 300 tahun.  Huygens meninggal pada tanggal 8 juli 1695 di Den Haag, pada usia 66 tahun setelah banyak berkarya.

Minyak Baik Untuk Pelumas

Jelas sekali, itu karena minyak sangat licin.  Akan tetapi apa yang membuat zat ini licin?

Semua zat cair sebetulnya licin, tetapi pada tingkat berbeda-beda.  Lantai atau jalan raya yang basah karena air menyembunyikan hantu berbahaya yang dapat membuat banyak orang terjatuh.  Kendatipun demikian air tidak digunakan sebagai pelumas dalam mesin karena tidak cukup licin dan dapat menguap.

Minyak jauh lebih licin daripada air karena molekul-molekulnya dapat saling selip dengan lebih mudah daripada molekul-molekul air.  Dan karena zat cair pada hakikatnya adalah sekumpulan molekul yang satu sama lain dapat saling selip, kita tidak usah heran jika zat cair licin, selicin ketika kita terpeleset oleh kelereng yang berserakan di lantai.

Molekul-molekul air tidak saling selip semudah molekul-molekul minyak karena molekul-molekul itu memiliki kelengketan yang cukup besar tarik menarik yang cukup kuat diantara sesama molekul.  Tarik menarik antar molekul yang dialami oleh air terutama karena molekul-molekul itu mengandung atom-atom oksigen dan kita tahu bahwa air mengandung oksigen; Oksigen adalah O dalam rumus kimianya, H2O.

Akan tetapi, molekul-molekul minyak, yakni molekul-molekul hidrokarbon yang membentuk bahan kimia pekat dan licin berwarna hitam juga disebut minyak bumi hanya terdiri atas atom-atom hidrogen dan karbon.  Tanpa atom oksigen sama sekali.  Itu sebabnya mereka tidak terlalu lengket sehingga dapat saling selip dengan lebih mudah.  Maka jadilah bahan ini pelumas yang baik.

Tegangan Permukaan

Karena tegangan permukaan, kita dapat merebahkan sebatang jarum jahit pada permukaan air dalam sebuah ember.  Turunkan jarum itu pelan-pelan dengan bantuan tusuk gigi atau korek api.

Setelah puas menyaksikan jarum itu menikmati permukaan air yang tenang, taburkan beberapa butir bubuk deterjen ke dekatnya, tetapi jangan seperti menjatuhkan BOM.  Deterjen lebih ampuh dibanding sabun dalam merusak tegangan permukaan.  Setelah sebagian deterjen larut, jarum akan tenggelam ke dalam air.

Mengapa Langit Berwarna Biru

Udara murni tidak berwarna, artinya semua cahaya yang panjang gelombangnya dalam spektrum cahaya tampak dapat melewatinya tanpa penyerapan.  Akan tetapi udara mengandung molekul-molekul, bahkan sering tersuspensi dengan debu yang partikelnya lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya tampak, karena itu menyebabkan cahaya terbaur.

Ketika seberkas gelombang cahaya melewati kumpulan partikel-partikel kecil ini, partikel-partikel tersebut terlalu kecil untuk memantulkan cahaya ke arah semula.  Partikel-partikel itu hanya menyebabkan gelombang cahaya terganggu tetapi meneruskan perjalanan mereka dengan arah yang berubah-ubah, atau dengan kata lain gelombang cahaya menjadi tersebar.

Cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek yang pada spektrum cahaya tampak berada di daerah biru menyebar dengan sudut lebih besar terhadap arah semula dibanding yang panjang gelombangnya lebih panjang yang cenderung berjalan lurus melalui udara tanpa perubahan arah yang berarti , ini karena ukurannya mendekati ukuran partikel-partikel udara.

Ketika kita memandang ke langit, kita melihat semua warna dalam cahaya matahari yang datang ke arah kita terutama dari arah yang agak menyerong tergantung posisi matahari di atas kita.  Akan tetapi selain itu, kita mendapatkan tambahan cahaya biru yang dibaurkan oleh udara dari berbagai arah. Oleh sebab itu, kita mendapatkan cahaya biru lebih banyak dari yang dikirimkan oleh matahari langsung kepada kita, maka langit tampak lebih biru daripada cahaya mataharinya sendiri.

Contoh RPP Fisika SMK 2014 Berkarakter EEK

Contoh RPP Fisika SMK Kurikulum 2013 Berkarakter EEK
Silahkan download DISINI

soal Gas ideal

• Suatu mol gas bersuhu 123 Celcius menempati volume 100 dm^3.  Tentukan besar tekanan gas!

Analisa soal:
^ : dibaca pangkat

n = 1 mol
V = 100 dm^3 = 0,1 m^3
R = 8,31 J/molK
T = 127 Celcius = 400 Kelvin

Penyelesaian:
PV = nRT
P = nRT/V = (1 x 8,31 x 400)/0,1 = 33,24 atm

Jadi tekanan gas tersebut sebesar 33,24 atm

Soal Hukum Hook

• Sebuah pegas dengan tetapan 200N/m digantung vertikal kemudian diberi beban 400 gram.  Jika panjang mula-mula 30 cm.  Berapakah panjang pegas sekarang?

Analisa soal:
^ : dibaca pangkat


K = 200N/m
m =  400 gr = 0,4 kg

l0 = 30 cm

Cari pertambahan panjang pegas dengan menggunakan persamaan:
F = K x Al

Cari berat (g = 10 m/s^2) menggunakan persamaan:
w = m x g
w = 0,4 x 10 = 4 Newton

Oleh karena berat sama dengan gaya pegas
w = F

maka
F = K x Al
4 N = 200 N/m x Al
Al = 4/200 = 0,02 meter = 2 cm

Panjang pegas akhir dapat dicari dengan menggunakan persamaan:
l = l0 + Al = 30 + 2 =32 cm

Jadi panjang pegas sekarang menjadi 32 cm

Soal konversi suhu dari termometer X ke termometer Y

1. Sebuah benda diukur suhunya 50 derajat menggunakan termometer X, bila titik beku air 0 derajat dan titik didih air 200 derajat pada termometer X.  Tentukan skala yang terbaca bila diukur menggunakan termometer Celcius!
2. Pada suhu berapa suatu benda bila diukur menggunakan termometer celcius dan termometer fahrenheit akan menunjukkan skala yang sama?

Analisa soal 1 :
Termometer X mempunyai 200 skala (diukur dari titik beku air ke titik didih air)
tX = 50
Termometer Celcius mempunyai 100 skala

Penyelesaian :
Gunakan angka pembagi 20 dari skala termometer tersebut
termometer X = 200 skala dibagi 20 = 10 (bagian)
termometer C = 100 skala dibagi 20 = 5 (bagian)

Untuk menentukan konversi satuan suhu dari termometer yang berbeda menggunakan cara sbb:
Bagian skala termometer yang akan dicari suhunya dibagi bagian termometer yang diketahui suhunya dikalikan suhu pada termometer yang diketahui.

maka :

(5/10) x tX Celcius
(5/10) x 50 = 25 Celcius

Jadi suhu yang terukur pada termometer Celcius sebesar 25 derajat Celcius.

Analisa soal 2:
tc = tf


ingat
tf  = (9/5 tc) + 32

tc ganti dengan variable x

tc = tf
x = ( 9/5 . x ) + 32
x - 32 = 9/5 x
(x -32) . 5 = 9x
5x - 160 = 9x
5x - 9x = 160
-4x = 160
x = 160/-4
x = -40

Jadi suhu yang terukur adalah -40 derajat

citrusgrandisleafoil.16mb.com

Soal Suhu Akhir Campuran

1. Sebuah alumunium bermassa 200 gram dipanaskan hingga suhunya mencapai 90 Celcius, kemudian dijatuhkan kedalam bejana berisi 100 gram air dengan suhu  20 derajat Celcius.  Jika kalor yang diserap bejana pencampuran diperhitungkan, tentukan suhu akhir campuran.  Bejana terbuat dari 50 gram alumunium.  (Kalor jenis alumunium 900 J/kgC; kalor jenis air 4200 J/kgC).

Analisa soal:
massa alumunium m1= 200 gr = 0,2 kg;
massa air m2= 100 gr = 0,1 kg;
massa bejana m3= 50 gr = 0,05 kg;
suhu alumunium t1= 90 C;
suhu air t2= 20 C;
suhu bejana t3 = suhu air = 20 C;
kalor jenis alumunium c1= c3 = 900 J/kgC;
kalor jenis air c2 = 4200 J/kgC;

Penyelesaian soal:
Misalkan suhu akhir campuran alumunium, bejana dan air kita sebut x C, dengan nilai antara 20 C dan 90 C.

Gunakan azas Black!
kalor lepas = kalor terima
Q lepas = Q terima
Q1 = Q2 + Q3

Ingat suhu yang lebih panas melepas kalor, sedang suhu yang lebih dingin menerima kalor.  dalam hal ini alumunium melepas kalor Q1 sedang air dan bejana menerima kalor Q2 + Q3, maka:

suhu alumunium turun
delta t1 = t1 - x = (90 - x) C

Alumunium melepas kalor
Q1 = m1 . c1 . delta t1
Q1 = 0,2 X 900 X (90 - x)
Q1 = 180 (90 - x) Joule
 
suhu air naik
delta t2 = x - t2 =  (x - 20) C

Air menerima kalor
Q2 = m2 . c2 . delta t2
Q2 = 0,1 . 4200 . (x - 20)
Q2 = 420 (x - 20) Joule

suhu bejana naik
delta t3 = x - t3 = (x - 20) C

Bejana menerima kalor
Q3 = m3 . c3 . delta t3
Q3 = 0,05 . 900 . (x - 20)
Q3 = 45 (x -20) Joule

Sehingga
Q lepas = Q terima
Q1 = Q2 + Q3
180 (90 - x) = 420 (x - 20) + 45 (x - 20)
180 (90 - x) = 465 (x - 20)
12 (90 - x) = 31 (x - 20)
1080 - 12x = 31x - 620
1080 + 620 = 31x + 12x
1700 = 43x
x = 1700/43
x = 39,5 C

Jadi suhu akhir campuran adalah 39,5 Celcius.

***********************************************************************************

1. 200 gram es bersuhu  -5 Celcius dimasukkan ke dalam bejana berisi air 200 gram bersuhu 90 Celcius. Bila kalor yang diserap bejana diabaikan, berapakah suhu akhir campuran air sampai es mencair seluruhnya?  (kalor jenis es 2100 J/kgC, kalor lebur es 334400 J/kg , kalor jenis air 4200 J/kgC)

Analisa soal:
massa es (m1) =200 gr = 0,2 kg
t1 = -5 C
c1 =  2100 J/kgC
C =  334400 J/kg
massa air (m2) = 200 gr = 0,2 kg
t2 = 90 C
c2 = 4200 J/kgC

Penyelesaian soal:
Gunakan azas Black!
kalor lepas = kalor terima
Q lepas = Q terima
Q2 = Q1 + Q3 + Q4

Ingat suhu yang lebih panas melepas kalor sedang suhu yang lebih dingin menerima kalor.  Dalam hal ini air melepas kalor Q2 sedang es dan air es menerima kalor Q1 + Q3 + Q4; maka:

suhu air turun
delta t2 = t2 - x = (90 - x) C

Air melepas kalor
Q2 = m2 . c2 . delta t2
Q2 = 0,2 . 4200 . (90 - x)
Q2 = 840 (90 - x)
Q2 = 75600 - 840x Joule
 
suhu es naik ( dari -5 C menjadi 0 C)
delta t1 = 0  - t1 =  (0 - (-5))=  5 C

Es menerima kalor sehingga suhunya naik menjadi 0 C masih dalam wujud es
Q1 = m1 . c1 . delta t1
Q1 = 0,2 . 2100 . 5
Q1 =  2100 Joule

Es bersuhu 0 C melebur menjadi air bersuhu 0 C
Q3 = m1 . C
Q3 = 0,2 . 334400
Q3 = 66880 J

Air es suhunya naik dari 0 C menjadi  x C
delta t4 = x - 0 = (x - 0) = x C

Air es menerima kalor
Q4 = m1 . c2 . delta t4    (ingat es sudah mencair oleh karena itu kalor jenis air c2 yang dipakai)
Q4 = 0,2 . 4200 .  x
Q4 = 840x

Sehingga
Q lepas = Q terima
Q2 = Q1 + Q3 + Q4
75600 - 840x = 2100 + 66880 + 840x
- 840x -840x = 2100 + 66880 - 75600
-1680x = -6620
x = -16620/-1680
x = 9,89 C

Jadi suhu akhir campuran sebesar 9,89 derajat Celcius

citrusgrandisleafoil.16mb.com