Zat Cair

Zat Cair adalah jenis zat yang berubah-ubah bentuknya sesuai dengan wadahnya namun volume zat ini tetap. Zat ini dikenal juga sebagai fluida.

Kehidupan manusia di bumi tidak bisa dipisahkan dari tiga jenis zat, salah satunya adalah zat cair. Kamu tentunya harus paham karena ada di sekitarmu.

Kali ini akan dibahas tuntas mengenai pengertian, sifat, ciri, bentuk, massa, volume, rumus pemuaian hingga contoh soal mengenai pemuaian zat cair.

Pengertian Zat

Secara umum, sesuatu yang memiliki zat dan menempati suatu ruang didefinisikan sebagai zat.

Berdasarkan pengertian tersebut maka pada dasarnya semua benda yang ada di bumi ini terbentuk dari zat.

Namun tentu saja, masing-masing benda tersebut dibentuk dari zat-zat penyusun yang berbeda. Manusia mengenai tiga jenis zat, yaitu zat cair, zat padat dan zat gas.

Masing-masing zat tersebut memiliki wujud, sifat dan karakteristik yang berbeda-beda.

Pengertian Zat Cair

Zat cair merupakan jenis zat yang dapat berubah-ubah bentuknya sesuai dengan wadahnya namun volume zat ini tetap.

Oleh sebab itu, jenis zat ini dikenal pula sebagai fluida dan memiliki banyak partikel yang bisa bergerak bebas.

Jenis zat ini tergolong sulit untuk dimampatkan sebab susunan partikel yang bergerak bebas itu cukup rapat antar satu partikel dengan yang lainnya.

Contoh zat cair sangat banyak ragamnya, mulai dari air minum, bensin, darah dan lain sebagainya.

Sifat-Sifat Zat Cair

Zat cair memiliki beberapa sifat yang membuat kamu bisa dengan mudah membedakannya dengan zat padat dan juga zat gas. Sifat-sifat tersebut di antaranya seperti berikut ini:

• Jenis zat ini akan selalu memiliki permukaan yang datar.
• Zat ini akan selalu mengalir dari tempat tinggi dan secara otomatis menuju ke tempat yang lebih rendah.
• Zat ini dapat menekan ke segala penjuru.
• Jenis zat ini memiliki letak partikel yang saling berdekatan.
• Susunan antar partikel pembentuk zat ini letaknya tidak beraturan.
• Partikel penyusun zat ini bergerak cukup bebas sehingga dapat bergeser dari tempatnya semula. Walau dapat bebas bergeser, partikelnya tidak bisa lepas dari kelompoknya.
• Jenis zat ini memiliki kemampuan untuk bisa meresap dan melewati celah yang sangat tipis.

Baca Juga :
1. Efek Doppler
2. Efek Compton
3. Efek Rumah Kaca
4. Efek Fotolistrik

Ciri-Ciri Zat Cair

Bukan hanya memiliki beberapa sifat yang membuatnya berbeda dari kedua jenis zat lainnya. Zat cair juga memiliki ciri-ciri yang akan membuat Anda semakin mudah untuk membedakannya dengan zat padat ataupun zat gas.

Beberapa ciri dari jenis zat ini di antaranya seperti di bawah ini:

1. Bentuk zat ini akan selalu berubah-ubah tergantung dari tempat atau wadah yang ditempatinya.
2. Memiliki volume yang tetap.
3. Memiliki molekul yang letaknya saling berdekatan satu sama lain.
4. Susunan partikel yang menyusun zat ini memiliki gaya tarik menarik yang cukup lemah.
5. Susunan partikel yang menyusun zat ini bisa bergerak cukup bebas hanya saja mereka tidak dapat meninggalkan kelompoknya. Ciri ini pada dasarnya adalah faktor utama yang membuat bentuk zat ini akan selalu menyesuaikan dengan bentuk tempatnya.
6. Susunan partikel yang menyusun zat ini terbilang kurang teratur dalam artian cukup renggang satu sama lain.

Bentuk Zat Cair

Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, bentuk zat cair itu akan selalu berubah-ubah tergantung dari wadahnya.

Misalkan saja, kamu mengisi sebuah gelas dengan zat cair contohnya seperti air teh maka bentuknya juga akan berubah apabila air teh dalam gelas tersebut Anda tuang ke dalam botol.

Massa Zat Cair

Massa zat cair dapat diketahui dan juga diukur dengan sebuah alat khusus yang dikenal dengan sebutan hidrometer.

Alat ini mempunyai skala massa serta pemberat sehingga membuat kamu bisa lebih mudah dalam mengukur massa zat ini.

Cara pengukuran zat cair menggunakan hidrometer juga tidak terlalu rumit. kamu hanya perlu memasukkan alat tersebut ke dalam wadah yang sudah berisi zat cair.

Semakin dalam alat pengukur massa jenis zat ini tercelup maka nilai massanya semakin kecil.

Volume Zat Cair

Zat cair memiliki volume yang tetap, hanya yang berubah-ubah itu adalah bentuknya, yang akan selalu menyesuaikan wadah zat tersebut ditempatkan.

Contoh Zat Cair

Contoh zat cair itu bermacam-macam, sebab segala jenis cairan yang bisa mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah dan dapat berubah-ubah bentuknya sesuai dengan wadahnya dapat disebut sebagai zat cair.

Beberapa contoh zat memenuhi karakteristik yang telah disebutkan di atas, misalnya seperti:

•  Air
• Darah
• Air kencing (urine)
• Kecap
• Air susu
• Madu
• Jus
• Spiritus
• Alkohol
• Gliserin
• Raksa
• Minyak dan lain sebagainya

Rumus Pemuaian pada Zat Cair

Apabila terkena atau sengaja dikenai panas yang mengakibatkan suhu zat meningkat, maka secara otomatis zat tersebut akan memuai.

Hal tersebut tidak begitu berlaku pada zat cair, sebab pada zat ini khususnya air akan menunjukkan suatu keunikan yang dikenal dengan sebutan anomali air.

Air yang dipanaskan dari suhu 0 derajat Celcius hingga 4 derajat Celcius akan mengalami penyusutan volume.

Zat ini hanya bisa mengalami pemuaian volume, maka akan ditemukan sebuah persamaan seperti berikut:

Vt = Vo x (1+γ x ΔT)

ΔV = Vo x γ x ΔT

Untuk dapat mengetahui pemuaian yang terjadi pada zat cair maka terdapat rumus seperti berikut:

ΔV=Vo.ΔT.b

Keterangan:

• Penambahan volume yang terjadi dilambangkan dengan ΔV
• Volume awal dilambangkan dengan Vo
• Selisih suhu dilambangkan dengan.ΔT
• Koefisien muai volume zat cair dilambangkan dengan b

Satu hal yang perlu kamu ketahui bahwa koefisien itu memiliki nilai yang berbeda-beda antara zat cair yang satu dengan lainnya.

Berikut ini ada beberapa nilai koefisien yang perlu kamu ketahui agar bisa menggunakan rumus pemuaian tersebut:

1. Nilai koefisien muai ruang pada air adalah 0.0004
2. Nilai koefisien muai ruang pada alkohol adalah 0.0012
3. Nilai koefisien muai ruang pada minyak parafin adalah 0.0009
4. Nilai koefisien muai ruang pada raksa adalah 0.0002
5. Nilai koefisien muai ruang pada gliserin adalah 0.0005

Perubahan Wujud Zat (Bentuk)

Perubahan wujud zat adalah proses perubahan wujud secara fisika. Hal tersebut disebabkan karena zat yang berubah wujud itu dapat dikembalikan lagi ke zat sebelumnya.

Berbeda dengan perubahan yang disebabkan karena proses kimia sebab akan terjadi zat baru dan tidak dapat kembali ke zat asalnya.

Karena ulasan ini membahas zat cair, maka fokus pembahasan mengenai perubahan wujud zat hanya akan berkaitan dengan perubahan wujud dari zat cair ke zat padat atau gas dan sebaliknya.

Ada cukup banyak perubahan wujud yang terjadi antara zat cair menjadi zat padat atau gas dan sebaliknya.

1. Membeku

Perubahan wujud ini terjadi pada zat cair yang berubah menjadi zat padat. Proses perubahan wujudnya dikenal dengan sebutan pembekuan.

Contohnya seperti air yang membeku dan kemudian menjadi es batu.

2. Mencair

Perubahan wujud ini adalah kebalikan dari membeku sebab perubahan yang terjadi berasal dari zat padat yang berubah menjadi zat cair. Proses perubahan wujudnya dikenal dengan sebutan pencairan.

Contohnya seperti es batu yang mencair dan berubah menjadi air, lilin yang terbakar dan berubah menjadi minyak paraffin.

3. Menguap

Perubahan wujud ini terjadi pada zat cair yang berubah menjadi zat gas. Proses perubahan wujudnya dikenal dengan sebutan penguapan.

Contohnya seperti air yang terus menerus dikenai panas maka akan mendidih dan menimbulkan uap air.

4. Mengembun

Perubahan wujud ini terjadi pada zat gas yang berubah menjadi zat cair. Proses perubahan wujudnya dikenal dengan sebutan pengembunan. Contohnya adalah embun yang ada di dedaunan di pagi hari.

Perbedaan antara Zat Padat, Zat Cair dan Zat Gas

Perbedaan antara ketiga jenis zat yang sangat penting dalam kehidupan manusia dan akan selalu ada di setiap benda-benda yang ada di bumi itu bisa diketahui dari bentuk dan volumenya.

Penjelasan singkatnya adalah sebagai berikut:

1. Zat Padat

Bentuk dan volume dari zat ini tetap sebab partikel penyusun zat padat pada dasarnya terikat dan membuat mereka tidak dapat bergerak dengan bebas.

Selain itu, jarak antara partikel yang satu dengan lainnya juga terbilang sangat rapat.

2. Zat Cair

Jenis zat ini memiliki volume tertentu hanya saja bentuknya tidak bisa tetap. Hal tersebut disebabkan karena partikel penyusun zat ini terbilang lebih renggang sehingga bisa bergerak walau pergerakannya cukup terbatas.

Itulah yang menyebabkan bentuk zat ini akan selalu menyesuaikan dengan wadahnya.

3. Zat Gas

Berbeda dengan dua jenis zat sebelumnya, jenis zat gas ini tidak memiliki volume dan bentuk tertentu.

Hal tersebut disebabkan karena partikel penyusun zat ini sangat renggang sehingga membuat mereka dapat bergerak sangat bebas.

Contoh Soal Pemuaian Zat Cair

Berikut ini ada beberapa contoh soal pemuaian zat cair yang bisa kamu pelajari.

Berdasarkan rumus pemuaian zat cair yang sudah disebutkan sebelumnya, kamu bisa memecahkan beragam soal terkait dengan pemuaian zat tersebut.

Contoh Soal 1

Sebuah kuali berisi air penuh dengan isi volume 2 liter. Air dalam kuali tersebut lalu dipanaskan hingga suhunya meningkat menjadi 80°C. Berapakah volume air yang akan tumpah dari kuali tersebut?

Pembahasan:

Diketahui:

Volume asal = 2 liter
Selisih peningkatan suhu = 80 derajat Celcius
Koefisien muai air = 0.004

Ditanya:

Penambahan volume yang terjadi sehingga membuat volume air dalam kuali tumpah?

Jawab:

ΔV=Vo.ΔT.b
ΔV= 2 x 80 x 0.004
ΔV= 0.64 liter

Contoh Soal 2

Sebuah bejana perak dengan volume 200 cm3 diisi penuh dengan air pada suhu 50 derajat Celcius. Lalu bejana berisi air tersebut dipanaskan hingga mencapai suhu 100 derajat celcius. Jika koefisien dari perak adalah = 0,2 × 10-5/oC dan γ air = 4,4 × 10-4/oC.

Berapa volume air yang tumpah ketika bejana perak tersebut dipanaskan?

Pembahasan:

Diketahui:

V0 perak = V0 air = 200 cm3
∆T = 100 derajat Celcius – 50 derajat Celcius = 50 derajat Celcius
α perak = 0,2 × 10-5/oC
γ perak = 3α = 3 × 0.2 × 10-5 = 0.6 × 10-5/oC
γ air = 4,4 × 10-4/oC

Ditanyakan: V air yang tumpah = …?

Jawab:

Untuk perak maka digunakan persamaan:

Vt = V0(1 + γ∆T)
Vt = 200(1 + 0,6 × 10-5 × 50)
Vt = 200(1 + 0.03 × 10-3)
Vt = 200(1 + 0,003)
Vt = 200(1,0003)
Vt = 200,06 cm3

Untuk air maka digunakan persamaan:

Vt = V0(1 + γ∆T)
Vt = 200(1 + 4,4 × 10-4 × 50)
Vt = 200(1 + 2,20 × 10-2)
Vt = 200(1 + 0,0220)
Vt = 200(1,0220)
Vt = 204.4 cm3

Jadi, volume air yang tumpah.

Volume air tumpah = Vt air – Vt tembaga
Volume air tumpah = 204.4 – 200.06
Volume air tumpah = 4,34 cm3

Contoh Soal 3

Sebuah botol kaca yang berisi penuh dengan 100 cm3 air raksa. Jika suhunya dipanaskan menjadi 60 derajat celcius, maka berapa volume air raksa yang tumpah? (Koefisien muai panjang kaca = 0,000009/oC, sedangkan koefisien muai raksa = 0,00018/oC).

Pembahasan:

Diketahui:

V0 botol kaca = V0 air raksa = 100 cm3
a kaca = 0,000009/oC
g kaca = 0,00018/oC
t = 60oC

Ditanya:

Volume air raksa yang tumpah?

Jawab:

Raksa Vt = V0 (1 + gt)
= 100 {1 + 0,00018 (60)}
= 100 (1 + 0,0108)
= 101.08 cm3

Kaca Vt = V0 (1 + gt)
= 100 {1 + 0,00009 (40)}
= 100 (1 + 0,0054)
= 100,54 cm3

Volume air raksa yang tumpah = 101.08 – 100.54 = 0.54 cm3

Jadi, volume air raksa yang tumpah dari botol kaca adalah 0,54 cm3.

Contoh Soal 4

Pada suhu 40°C sebuah botol yang penuh air dengan volume 1000 cc. Jika koefisien muai volume botol adalah 0,00004/°C dan koefisien muai air adalah 0,0004/°C, maka saat dipanaskan hingga mencapai suhu 80 derajat Celcius. berapa volume air yang tumpah dari botol?

Pembahasan:

Diketahui:

T0 = 40°C
Vb = Va = 1000 cc
γb = 0,00004/°C
γa = 0,0004/°C
T = 80°C

Ditanyakan:

Berapa volume air yang akan tumpah?

Jawab:

ΔT = T – T0
ΔT = 80°C – 40°C
ΔT = 40°C
ΔVb = γb.Vb. ΔT
ΔVb = 0,00004/°C. 1000 cc. 40°C
ΔVb = 1.6 cc
ΔVa = γa.Va. ΔT
ΔVa = 0,0004/°C. 1000 cc. 40°C
ΔVa = 16 cc
V tumpah = ΔVa – ΔVb
V tumpah = 16 cc – 1,6 cc
V tumpah = 14.4 cc

Contoh Soal 5

Sebuah gelas yang punya volume sebesar 100 cm3 dimasukkan air dalam jumlah 99 cm3 pada suhu 20°C. Lalu, secara bersama-sama gelas dan air tersebut dipanaskan. Pada suhu berapa air akan mulai tumpah apabila koefisien linier dari sebuah gelas = 4×10-6/°C dan koefisien muai air sebesar = 5×10-4/°C.

Pembahasan:

Diketahui:

V0g = 100 cm3
V0a = 99 cm3
T0 = 20°C
αg = 4×10-6/°C
γa = 5×10-4/°C

Ditanya:

T?

Jawab:

Perubahan volume gelas:
Vg = V0g + Vog . 3αg . (T – T0)
Vg = 100 + 100 . 3×4×10-6 . ΔT
Vg = 100 + 0,0012ΔT

Perubahan volume air:
Va = V0a + Voa . γa . ΔT
Va = 99 + 99 . 5×10-4 . ΔT
Va = 99 + 0,0495ΔT

Air tepat akan tumpah apabila volume gelas yang dipanaskan itu sama dengan volume air, jadi:
Vg = Va
100 + 0,0012ΔT = 50 + 0,25ΔT
100 – 99 = 0,0495ΔT – 0,0012ΔT
1 = 0,0239ΔT
ΔT = 1/0,0483
ΔT = 20.7°C
ΔT = T – T0
T = T0 + ΔT
T = 20°C + 20,7°C
T = 40.7°C

Jadi, air dalam gelas akan tumpah ketika suhu mencapai 40.7°C

Zat cair memiliki keunikan sifat dan karakteristik yang tidak dimiliki oleh zat padat dan zat gas. Keunikan itu juga berkaitan dengan proses pemuaian zat tersebut yang hanya akan mengalami perubahan volume saat memuai.

Demikianlah dari kami theinsidemag.com semoga materi diatas baik penjelasan dan contoh soal bisa kamu perhatikan dan pahami dengan baik. Semangat!

Originally posted 2022-02-27 12:27:43.