Tampilkan postingan dengan label Belajar. Tampilkan semua postingan

Ayo uji sejauh mana kamu menguasai materi Sistem Ekskresi dengan menjawab soal berikut ini. Caranya klik link di bawah dan pilih jawaban yang benar. Selamat Mengerjakan.

SOAL LATIHAN SISTEM EKSKRESI

Eksresi adalah proses pengeluaran zat sisa metabolisme baik berupa zat cair dan zat gas. Zat-zat sisa zat sisa itu berupa urine(ginjal), keringat(kulit), empedu(hati), dan CO2(paru-paru). Zat-zat ini harus dikeluarkan dari tubuh karena jika tidak dikeluarkan akan mengganggu bahkan meracuni tubuh. Selain ekskresi, ada juga defekasi dan sekresi. Defekasi adalah pengeluaran zat sisa hasil proses pencernaan berupa feses(tinja) melalui anus. Sedangkan sekresi adalah pengeluaran oleh sel dan kelenjar yang berupa getah dan masih digunakan oleh tubuh untuk proses lainnya seperti enzim dan hormon.

Manusia memiliki sepasang ginjal yang terletak di rongga perut sebelah kanan dan kiri ruas tulang belakang. Letak ginjal sebelah kiri lebih tinggi dari ginjal sebelah kanan. Itu karena di atas ginjal sebelah kanan terdapat hati yang berukuran besar. Bentuk ginjal seperti biji kacang berwarna merah keunguan dengan panjang sekitar 10 cm dan berat sekitar 200 gram. Ginjal dibungkus oleh semacam selaput tipis yang disebut ‘kapsul’.

Fungsi ginjal:

· Menyaring zat-zat sisa metabolisme dari dalam darah yang dikeluarkan dalam bentuk urin.

· Mempertahankan dan mengatur keseimbangan air dalam tubuh.

· Menjaga tekanan osmosis dengan cara mengatur konsentrasi garam dalam tubuh.

· Mempertahankan keseimbangan kadar asam dan basa dengan cara mengeluarkan kelebihan asam atau basa melalui urin.

· Mengeluarkan sisa-sisa metabolisme seperti urea, kreatinin, dan amonia melalui urine.

· Bagian-bagian ginjal:

Korteks(kulit ginjal), terdapat jutaan nefron yang terdiri dari badan malphigi. Badan malphigi tersusun atas glomerulus yang diselubungi kapsula Bowman dan tubulus(saluran) yang terdiri dari tubulus kontortus proksimal, tubulus kontortus distal, dan tubulus kolektivus.

Medula(sumsum ginjal), terdiri atas beberapa badan berbentuk kerucut(piramida). Di sini terdapat lengkung henle yang menghubungkan tubulus kontortus proksimal dan tubulus kontortus distal.

Rongga ginjal(pelvis), merupakan tempat bermuaranya tubulus yaitu tempat penampungan urin sementara yang akan dialirkan menuju kandung kemih melalui ureter dan dikeluarkan dari tubuh melalui uretra.

Proses pembentukan urine dalam bentuk skema:

Darah dari aorta menuju glomerulus(filtrasi atau penyaringan) protein tetap berada di pembuluh darah dan terbentuk urin primer yang mengandung air, garam, asam amino, glukosa dan urea >>> tubulus kontortus proksimal(reabsorpsi atau penyerapan kembali) menyerap glukosa, garam, air, dan asam amino. Terbentuk urin sekunder yang mengandung urea >>> tubulus kontortus distal(augmentasi atau pengeluaran zat) melepaskan zat-zat yang tidak berguna atau berlebihan ke dalam urin dan terbentuk urin sebenarnya >>> tubulus kolektivus >>> rongga ginjal >>> ureter >>> kandung kemih >>> uretra >>> urine keluar tubuh. Jadi, pembentukan urine dibagi menjadi 3 tahap, yaitu filtrasi(penyaringan), reabsorpsi(penyerapan kembali), dan augmentasi(pengeluaran zat).

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK DAN PENERAPANNYA

Pada topik sebelumnya kalian telah belajar tentang GGL induksi yaitu peristiwa induksi elektromagnetik (medan magnet dapat menimbulkan arus listrik dan arus listrik dapat menimbulkan medan magnet yang kemudian juga menghasilkan arus listrik). Pada topik ini kalian akan belajar tentang penerapan induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

▬▬ Generator ▬▬

Generator adalah alat yang dapat mengubah energi gerak (energi kinetik) menjadi energi listrik. Generator dibedakan menjadi dua jenis, yaitu generator arus bolak-balik dan generator arus searah. Perbedaan antara keduanya akan kalian pelajari sebagai berikut.

▬ Generator Arus Bolak Balik ▬

Generator arus bolak-balik (AC atau alternating current ) disebut juga alternator yang terdiri dari magnet, kumparan yang berinti besi, cincin luncur, dan sikat karbon. Prinsip kerjanya adalah ketika kumparan berputar, akan terjadi perubahan fluks magnet yang dilingkupi oleh kumparan tersebut, sehingga timbul arus listrik. Kemudian, arus listrik yang dihasilkan akan terhubung dengan cincin sikat karbon pada rangkaian di luar generator untuk didistribusikan ke rumah-rumah. Generator arus bolak-balik ini biasanya digunakan pada pembangkit listrik tenaga air dan pembangkit listrik tenaga angin.

▬ Generator Arus Searah ▬

Generator arus searah (DC atau direct current) juga bekerja dengan prinsip GGL induksi. Bedanya dengan generator arus bolak-balik adalah generator arus searah memiliki satu cincin yang dibelah sehingga dinamakan cincin belah atau komutator. Kedua sikat karbon bersentuhan dengan kedua cincin belah secara bergantian, sehingga salah satu sikat karbon selalu berpolaritas positif dan yang lain berpolaritas negatif. Hal ini menyebabkan arus listrik induksi yang mengalir adalah searah (DC).

▬ Dinamo Sepeda ▬

Dinamo sepeda juga berperan sebagai generator. Magnet di dalam dinamo berperan sebagai rotor (bagian yang berputar), sedangkan kumparan berperan sebagai stator. Magnet yang berputar di dekat kumparan, akan menyebabkan perubahan garis gaya magnet, akibatnya, timbul GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. Arus induksi yang mengalir dapat menyalakan lampu sepeda. Semakin kencang perputaran roda, maka semakin besar perubahan fluks magnet pada kumparan sehingga semakin besar pula arus induksi yang dihasilkan.

▬▬ Transformator ▬▬

Transformator atau sering disebut trafo adalah komponen untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak-balik. Ingat, trafo hanya bekerja untuk arus bolak-balik (AC), tidak untuk arus searah (DC). Transformator hanya dapat mengubah besarnya tegangan, bukan mengubah dayanya.
Transformator terdiri atas sebuah inti besi, kumparan primer dan kumparan sekunder. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut.

1. Kumparan primer dihubungkan kepada sumber tegangan yang akan diubah besarnya. Tegangan primer yang terdapat di dalam trafo adalah tegangan bolak-balik, sehingga besar dan arah tegangan itu berubah-ubah.2. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya berubah-ubah pula. Perubahan medan magnet ini akan menginduksi tegangan bolak-balik pada kumparan sekunder, sehingga besarnya tegangan pada kumparan sekunder berbeda dengan besarnya tegangan mula-mula (pada kumparan primer).

Dari sebuah percobaan didapatkan kesimpulan bahwa:

1. Perbandingan antara tegangan primer (Vp), dengan tegangan sekunder (Vs) sama dengan perbandingan antara jumlah lilitan primer (Np), dan lilitan sekunder (Ns).
2. Perbandingan antara kuat arus primer (Ip), dengan kuat arus sekunder (Is), sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder (Ns) dengan jumlah lilitan primer (Np).

Perbandingan-perbandingan tersebut dapat dituliskan sebagai persamaan berikut.

Pada umumnya, transformator berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik PLN sebelum masuk ke peralatan elektronik. Beberapa alat yang menggunakan transformator adalah catu daya (power supply), adaptor, dan transmisi daya listrik jarak jauh.

Sekian dulu ya, untuk meningkatkan pemahaman, silahkan kalian kerjakan soal-soal yang telah tersedia. Selamat Belajar !

FLUKS MAGNETIK DAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

▬ Fluks Magnetik ▬

Fluks magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang. Secara matematis, fluks magnetik dinyatakan sebagai berikut.

Keterangan:
Ф = fluks magnetik (Wb);B = medan magnet (T);A =luas penampang (m2); danα = sudut antara B dan garis normal.

▬ Induksi Elektromagnetik ▬

Induksi elektromagnetik adalah peristiwa timbulnya arus listrik karena pengaruh medan magnet (GGL induksi). Besarnya GGL induksi sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik dan dinyatakan dalam persamaan berikut.

Keterangan:
ε = ggl induksi (V);
ΔФ = perubahan fluks magnet (Wb);N = jumlah lilitan;B = medan magnet (T);A = luas penampang (m2); dan
Δt = selang waktu (s).

Berdasarkan persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa GGL induksi dipengaruhi 3 faktor.

1. Kecepatan gerakan magnet atau kecepatan perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik), GGL makin besar ketika gerakan magnet dipercepat 2. Jumlah lilitan, semakin banyak jumlah lilitan maka arus yang mengalir akan besar juga 3. Medan magnet, semakin besar ukuran magnet (medan magnet akan besar juga) maka semakin besar arus yang dihasilkan.

Arah arus induksi yang melawan arah medan magnet diberi tanda negatif. Aturan arah arus induksi ini dikenal dengan aturan Lentz. Pernyataan Lentz adalah arus induksi sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan medan magnet yang yang arahnya melawan perubahan yang menimbulkannya.

▬ Induksi Diri ▬

GGL induksi merupakan peristiwa timbulnya arus listrik dari medan magnet, sedangkan GGL induksi diri merupakan peristiwa munculnya medan magnet dari arus listrik, kemudian medan magnet tersebut kembali menghasilkan arus listrik. Ketika dalam kumparan mengalir arus listrik, maka akan timbul medan magnet, sehingga fluks magnetik di dalam kumparan juga berubah. Perubahan fluks magnetik ini menghasilkan GGL induksi diri, yang besarnya dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
Ԑi = GGL induksi diri (V);L =induktansi induktor (H);
∆i = perubahan arus listrik (A); dan
∆t = selang waktu (s).

▬ Induktansi Induktor ▬

Dalam menghitung GGL induksi diri, diperlukan besaran induktansi induktor (L). Besar Induktansi sebuah induktor dapat dihitung dengan rumus berikut.

Keterangan:
L = Induktansi induktor (H);μ0 = permeabilitas ruang hampa (4π x 10-7 H/m = 1,257 x 10-6 H/m);N = Jumlah lilitan;A = Luas penampang kumparan (m2); danl = Panjang kumparan (m).

▬ Energi Potensial Kumparan ▬

Energi di dalam sebuah kumparan dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
W =energi (J);L =Induktansi induktor (H); danI = Kuat Arus Listrik (A).

GAYA GERAK LISTRIK

GGL Induksi

Pada topik ini kalian akan belajar tentang gaya gerak listrik (GGL) induksi. Tahukah kalian bagaimana dinamo dapat menyalakan lampu sepeda? Jawabannya akan kalian temukan pada topik ini.

Jika sepeda dikayuh, maka dinamo pada sepeda tersebut akan berputar. Putaran dinamo tersebut dapat menjadi sumber energi untuk menyalakan lampu sepeda. Peristiwa tersebut bekerja berdasarkan prinsip GGL induksi. Dinamo berisi kumparan (lilitan kawat) dan magnet. Ketika sepeda dikayuh, dinamo berputar sehingga magnet dalam dinamo juga berputar. Magnet yang berputar menyebabkan jumlah garis gaya magnet pada ujung-ujung kumparan berubah. Perubahan jumlah garis gaya magnet ini yang menyebabkan terjadinya arus listrik. Perhatikan ilustrasi berikut ini.

Ketika magnet didekatkan dengan kumparan, maka jumlah garis gaya yang masuk kumparan akan semakin banyak dan berlaku sebaliknya. Ketika magnet dijauhkan dari kumparan, maka jumlah garis gaya yang masuk ke kumparan akan semakin sedikit. Perubahan jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer (alat pendeteksi dan pengukur arus listrik). Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi adalah perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan.
Menurut Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Artinya, makin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik, makin besar GGL induksi yang timbul. Sebelum mempelajari GGL induksi lebih dalam, alangkah baiknya jika kita belajar tentang fluks magnetik terlebih dahulu.

KEMAGNETAN

Kemagnetan Bahan

Dalam topik ini, kalian akan belajar tentang kemagnetan bahan. Kalian tentu tidak asing lagi dengan magnet bukan? Apa sih magnet itu? Nah sebagai contoh jika kalian memiliki magnet, coba dekatkan magnet tersebut ke arah besi atau logam lain di sekeliling kalian. Apa yang akan terjadi? Besi tersebut pasti akan tertarik sehingga menempel pada magnet yang kalian bawa. Itulah sifat utama magnet yang dapat kita lihat.
Pada dasarnya, magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan (S). Magnet akan mengalami gaya tolak saat kutub sejenis (U-U/ S-S) didekatkan, dan akan mengalami gaya tarik saat kutub yang tidak sejenis didekatkan (U-S/ S-U). Ternyata tidak setiap benda dapat ditarik oleh magnet. Mengapa bisa demikian? kalian akan mempelajarinya pada ulasan berikutnya dalam topik ini. Apa saja sih benda-benda yang dapat ditarik magnet? Contoh mudahnya adalah besi, sedangkan contoh benda yang tidak dapat ditarik magnet adalah kayu, kertas, dsb. Selanjutnya apakah hal yang menyebabkan sebuah benda dapat dijadikan magnet? Mari kita pelajari. Seperti apa pula benda-benda dapat dijadikan magnet? Simak ulasan berikut.

A. Diamagnetisme

Pada dasarnya, sebuah benda tersusun atas partikel-partikel kecil yang kita sebut atom. Atom terdiri dari inti atom dan elektron yang berputar mengelilinginya. Nah, sifat magnet suatu benda sangat dipengaruhi oleh keberadaan elektron ini. Gerakan elektron selalu mengorbit/ berputar mengelilingi inti. Akibat putaran elektron tersebut, setiap benda akan mengalami tolakan terhadap kekuatan magnet yang mengenai dirinya.
Selain berputar mengelilingi inti atom, setiap elektron juga memiliki momen magnet. Eitss, saat ini kalian tidak perlu tahu dulu apa itu momen magnet, ada waktu tersendiri bagi kalian untuk mempelajarinya. Intinya adalah momen magnet ini dimiliki oleh setiap magnet. Nah, pada benda-benda yang tidak bersifat magnet, momen magnet yang ada di dalam benda tersebut saling menghilangkan. Dengan demikian, benda tidak dapat ditarik magnet atau benda akan mengalami tolakan magnet. Gejala penolakan magnet ini disebut diamagnetisme. Kita sering menyebut benda yang hanya mengalami gejala diamagnetisme sebagai benda yang tidak dapat menjadi magnet atau benda non-magnetik. Contoh benda diamagnetik adalah kayu.

B. Paramagnetisme

Selain diamagnetisme, beberapa benda juga dapat mengalami sifat paramagnetisme. Nah, gejala paramagnetisme ini juga diakibatkan oleh elektron dalam benda dan momen magnet. Pada beberapa benda, susunan elektron-elektron di dalamnya dapat berubah sehingga momen magnetnya saling menguatkan saat diberi kekuatan magnet dari luar (magnet eksternal). Gejala ini disebut paramagnetisme. Benda-benda yang mengalami gejala paramagnetisme akan menjadi magnet saat menerima kekuatan magnet eksternal. Akan tetapi, benda ini akan berubah lagi menjadi non-magnet saat magnet eksternal dihilangkan. Contoh benda-benda yang mengalami gejala paramagnetisme ini adalah aluminium. Benda-benda seperti aluminium ini disebut benda paramagnetik.

C. Feromagnetisme

Terdapat satu lagi gejala yang dialami benda terkait magnet. Gejala ini disebut feromagnetisme. Gejala ini sama dengan paramagnetisme. Bedanya adalah momen magnet benda feromagnetik selalu menguatkan meskipun tanpa magnet eksternal, sehingga benda ini dapat menjadi magnet permanen dan dapat ditarik magnet dengan sempurna. Bahan-bahan yang mengalami gejala feromagnetisme disebut benda feromagnetik. Contoh benda feromagnetik adalah besi, nikel, dan kobalt.

LISTRIK STATIS

Konsep Dasar Listrik Statis

Listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang berada dalam keadaan diam (statis). Listrik statis dapat menjelaskan bagaimana sebuah penggaris yang telah digosok-gosokkan ke rambut dapat menarik potongan-potongan kecil kertas. Gejala tarik menarik antara dua buah benda seperti penggaris plastik dan potongan kecil kertas dapat dijelaskan menggunakan konsep muatan listrik.

Berdasarkan konsep muatan listrik, ada dua macam muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Muatan listrik timbul karena adanya elektron yang dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain. Benda yang kekurangan elektron dikatakan bermuatan positif, sedangkan benda yang kelebihan elektron dikatakan bermuatan negatif. Elektron merupakan muatan dasar yang menentukan sifat listrik suatu benda.

Dua buah benda yang memiliki muatan sejenis akan saling tolak menolak ketika didekatkan satu sama lain. Adapun dua buah benda dengan muatan yang berbeda (tidak sejenis) akan saling tarik menarik saat didekatkan satu sama lain. Tarik menarik atau tolak menolak antara dua buah benda bermuatan listrik adalah bentuk dari gaya listrik yang dikenal juga sebagai gaya coulomb.

Gaya Coulomb

Gaya coulomb atau gaya listrik yang timbul antara benda-benda yang bermuatan listrik dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu sebanding besar muatan listrik dari tiap-tiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda-benda bermuatan listrik tersebut.

gaya coulomb antara dua benda bermuatan listrik

Jika benda A memiliki muatan q₁ dan benda B memiliki muatan q₂ dan benda A dan benda B berjarak r satu sama lain, gaya listrik yang timbul di antara kedua muatan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut

Dimana

F adalah gaya listrik atau gaya coulomb dalam satuan newton k adalah konstanta kesebandingan yang besarnya 9 x 10⁹ N m² C^–2 muatan q dihitung dalam satuan coulomb (C)

TEKANAN HIDROSTATIS DAN CARA MENENTUKAN TEKANAN HIDROSTATIS

Pada pembahasan kali ini kita akan lebih memfokuskan tekanan pada zat cair yang tidak bergerak atau yang lebih dikenal dengan Tekanan Hidrostatis. Secara konseptual tekanan hidrostatis adalah tekanan yang berlaku pada fluida atas dasar Hukum Pascal.

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh gaya berat zat cair itu sendiri pada suatu luas bidang tekan. Dengan asumsi bahwa zat cair dalam bentuk lapisan-lapisan sesuai dengan tingkat kedalaman yang terukur dari permukaan zat cair. Maka tekanan hidrostatis zat cair adalah sama besar untuk setiap bagian zat cair yang memiliki kedalaman yang sama.

Perhatikan gambar !

Besarnya tekanan hidrostatis :
P = F / A ….. (1)
karena gaya (F) yang bekerja adalah merupakan gaya berat zat cair (W) yang berada di atasnya, sedangkan w = m.g ,maka persamaan (1) menjadi ..
P = W / A
P = m.g / A …. (2)
massa ( m ) zat cair,apabila dihubungkan dengan massa jenis ( ρ ) dan volume ( V ) menjadi : m = ρ . V maka,
P = . g . V / A …. (3)
karena V / A merupakan pembagian antara volume dengan luas bidang yang akan menghasilkan komponen tinggi (kedalaman) sehingga ,Tekanan hidrostatis dirumuskan sebagai,
P = ρ . g . h …. (4)
dimana :
P = tekanan hidrostatis (N/m²)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)
h = kedalaman zat cair (m)

Contoh:
Seekor ikan berada pada sebuah aquarium yang berisi air setinggi 80 cm. Ikan berada pada 10 cm dari dasar aquarium. Sedangkan massa jenis air 1000 kg/cm3 dan percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s2. Berapakah tekanan hidrostatis di tempat ikan tersebut?

Pembahasan:
Diketahui   : g = 10 m/s2
                   h = kedalaman ikan = 80 cm - 10 cm = 70 cm = 0,7 m
               ρ = 1000 kg/m3
Ditanyakan : Tekanan hidrostatis
Pembahasan
                   P = ρ . g . h
                      = 1000 x 10 x 0,7 m
                      = 7000 Pa

SUHU DAN PENGUKURAN SUHU

Pengertian suhu

Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah thermometer. Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat untuk mengukur suhu cenderung menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer untuk mengukur suhu dengan valid.

Pada abad 17 terdapat 30 jenis skala yang membuat para ilmuan kebingungan. Hal ini memberikan inspirasi pada Anders Celcius (1701 – 1744) sehingga pada tahun 1742 dia memperkenalkan skala yang digunakan sebagai pedoman pengukuran suhu. Skala ini diberinama sesuai dengan namanya yaitu Skala Celcius. Apabila benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak. Skala Celcius tidak bisa menjawab masalah ini maka Lord Kelvin (1842 – 1907) menawarkan skala baru yang diberi nama Kelvin. Skala kelvin dimulai dari 273 K ketika air membeku dan 373 K ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak sama dengan 0 K atau -273°C. Selain skala tersebut ada juga skala Reamur dan Fahrenheit. Untuk skala Reamur air membeku pada suhu 0°R dan mendidih pada suhu 80°R sedangkan pada skala Fahrenheit air membuka pada suhu 32°F dan mendidih pada suhu 212°F.

Berikut ini perbandingan skala dari termometer diatas

Yang menjadi masalah dalam bab suhu adalah kebanyakan orang kesulitan untuk mengubah dari satu skala ke skala yang lainnya. Berikut ini adalah contoh mengubah dari skala celcius ke skala fahrenheit

Untuk skala yang lain caranya sama dengan contoh diatas. Thermometer menurut isinya dibagi menjadi : termometer cair, termometer padat, termometer digital. Semua termometer ini mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-masing. Sedangkan berdasarkan penggunaannya termometer bermacam-macam sebagai misal termometer klinis, termometer lab dan lain-lain.

Berikut ini pembahasan macam macam termometer.

Pembuatan termometer pertama kali dipelopori oleh Galileo Galilei (1564 – 1642) pada tahun 1595. Alat tersebut disebut dengan termoskop yang berupa labu kosong yang dilengkapi pipa panjang dengan ujung pipa terbuka. Mula-mula dipanaskan sehingga udara dalam labu mengembang. Ujung pipa yang terbuka kemudian dicelupkan kedalam cairan berwarna. Ketika udara dalam tabu menyusut, zat cair masuk kedalam pipa tetapi tidak sampai labu. Beginilah cara kerja termoskop. Untuk suhu yang berbeda, tinggi kolom zat cair di dalam pipa juga berbeda. Tinggi kolom ini digunakan untuk menentukan suhu. Prinsip kerja termometer buatan Galileo berdasarkan pada perubahan volume gas dalam labu. Tetapi dimasa ini termometer yang sering digunakan terbuat dari bahan cair misalnya raksa dan alkhohol. Prinsip yang digunakan adalah pemuaian zat cair ketika terjadi peningkatan suhu benda.

Raksa digunakan sebagai pengisi termometer karena raksa mempunyai keunggulan :

raksa penghantar panas yang baik

pemuaiannya teratur
titik didihnya tinggi
warnanya mengkilap
tidak membasahi dinding
Sedangkan keunggulan alkhohol adalah :
titik bekunya rendah
harganya murah
pemuaiannya 6 kali lebih besar dari pada raksa sehingga pengukuran mudah diamati

Termometer Laboratorium

Termometer ini menggunakan cairan raksa atau alkhohol. Jika cairan bertambah panas maka raksa atau alkhohol akan memuai sehingga skala nya bertambah. Agar termometer sensitif terhadap suhu maka ukuran pipa harus dibuat kecil (pipa kapiler) dan agar peka terhadap perubahan suhu maka dinding termometer (reservoir) dibuat setipis mungkin dan bila memungkinkan dibuat dari bahan yang konduktor.

Termometer Klinis

Termometer ini khusus digunakan untuk mendiaknosa penyakit dan bisanya diisi dengan raksa atau alkhohol. Termometer ini mempunyai lekukan sempit diatas wadahnya yang berfungsi untuk menjaga supaya suhu yang ditunjukkan setelah pengukuran tidak berubah setelah termometer diangkat dari badan pasien. Skala pada termometer ini antara 35°C sampai 42°C.

Termometer Ruangan

Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu pada sebuah ruangan. Pada dasarnya termometer ini sama dengan termometer yang lain hanya saja skalanya yang berbeda. Skala termometer ini antara -50°C sampai 50°C

Termometer Digital

Karena perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer digital yang prinsip kerjanya sama dengan termometer yang lainnya yaitu pemuaian. Pada termometer digital menggunakan logam sebagai sensor suhunya yang kemudian memuai dan pemuaiannya ini diterjemahkan oleh rangkaian elektronik dan ditampilkan dalam bentuk angka yang langsung bisa dibaca.

Termokopel

Merupakan termometer yang menggunakan bahan bimetal sebagai alat pokoknya. Ketika terkena panas maka bimetal akan bengkok ke arah yang koefesiennya lebih kecil. Pemuaian ini kemudian dihubungkan dengan jarum dan menunjukkan angka tertentu. Angka yang ditunjukkan jarum ini menunjukkan suhu benda

ZAT DAN WUJUDNYA

ZAT

Zat didefinisikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang. Maksud dari menempati ruang disini adalah memiliki volume. Zat secara umum dibagi menjadi tiga antara lain zat padat, zat gas dan zat cair. Tetapi karena didunianya ini sebenarnya pembagian tersebut tidak cukup untuk menggolongkan macam-macam zat. Pembahasan selanjutnya akan dibahas lebih detail pada pelajaran kimia. Pelajaran kimia sendiri akan dibahas di kelas 10 sampai dengan kelas 13

Zat Padat

Benda dikatakan termasuk zat padat bila memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

Jarak antar partikelnya sangat rapat

Gaya tarik antar partikelnya sangat kuat

Bentuknya tetap

Volumenya tetap

Karena gaya tarik antar partikel pada zat padat sangat kuat maka bentuk zat padat cenderung tetap bila tidak ada gaya atau reaksinya yang mempengaruhinya. Contoh zat padat adalah batu, kayu, besi dll.

Z at Cair

Ciri-ciri zat cair adalah sebagai berikut :

Jarak antar partikelnya agak renggang

Gaya tarik antar partikelnya agak kuat

Volumenya tetap

Bentuknya berubah

Gaya tarik antar partikel zat cair agak kuat artinya lebih lemah dibanding dengan gaya tarik pada partikel zat padat. Agak lemahnya gaya tarik ini mengakibatkan bentuk zat cair dapat berubah-ubah sesuai dengan tempatnya (wadahnya).

Zat Gas

Zat gas mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

Jarak antar partikelnya sangat renggang

Gaya tarik antar partikelnya sangat lemah

Volumenya berubah

Bentuknya berubah

Lemahnya gaya tarik menarik antar partikel pada zat gas menyababkan bentuk dan volume zat gas selalu berubah sesuai dengan ruang yang ditempatinya. Yang menjadi ciri khas suatu zat sehinggaa dapat membedakan dari satu zat dengan zat lain adalah massa jenis.

MASSA JENIS

Massa jenis adalah perbandingan antara besarnya massa suatu zat dengan volume zat tersebut. Setiap zat mempunyai massa jenis yang berbeda-beda. Massa jenis zat tidak dipengaruhi oleh bentuk benda. Walaupun bentuk benda berbeda-beda selama terbuat dari jenis bahan yang sama maka massa jenis zat tersebut adalah sama. Kadang-kadang massa jenis juga disebut dengan rapat massa.

Untuk menentukan besar massa jenis suatu zat dipergunakan persamaan sebagai berikut

Gaya Kohesi dan Adhesi

Gaya kohesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang sejenis, sebagai contoh partikel raksa dengan partikel raksa, partikel air dengan partikel air, dll.

Gaya adhesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang tak sejenis, sebagai contoh gaya tarik menarik antar partikel kapur dengan partikel papan tulis, partikel tinta dengan partikel kertas, dll.

Kapilaritas

Adalah peristiwa merembesnya zat cair melalui celah-celah kecil. Kapilaritas disebabkan karena adanya gaya Adhesi antaraa partikel zat cair dengan partikel zat yang lain.

Contoh kapilaritas adalah naiknya minyak pada sumbu kompor, basahnya baju ketika dicuci, dan lain-lain. Apabila raksa dimasukkan kedalam pipa kapiler maka raksa yang ada pada pipa yang lebih besar akan lebih tinggi dari pada pipa yang lebih kecil, ini disebabkan karena gaya kohesi raksa lebih besar dari pada gaya adhesi raksa dengan partikel pipa kapiler. Sedangkan apabila air dimasukkan kedalam pipa kapiler maka air yang berada pada pipa yang lebih besar akan lebih rendah dari pada pada pipa yang lebih kecil, hal ini disebabkan karena gaya adhesi partikel air dengan partikel pipa kapiler lebih besar dari pada gaya kohesinya. Peristiwa yang terjadi pada raksa tersebut disebut dengan miniskus cembung, dan yang terjadi pada air disebut dengan miniskus cekung.

USAHA DAN ENERGI

PENGERTIAN USAHA
Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan. Jika gaya dilambangkan dengan F dan perpindahan dengan s maka secara matematika Usaha dapat dituliskan menjadi

W = F.s

dimana : W = Usaha (Joule)
F = Gaya (N)
s = Perpindahan (m)

Kata – kata usaha sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, tapi pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari tidak sama persis dengan pengertian usaha dalam fisika. Tetapi jika kita menggunakan ilmu makna maka pengertiannya akan sama.
Usaha dalam kehidupan sehari – hari merupakan kegiatan yang dilakukan seseorang untuk mencukupi kebutuhan hidupnya. Bila kita perhatikan dengan seksama maka ketika orang mencari uang dia juga mengeluarkan gaya / energi dan untuk mendapatkan uang dia harus melakukan perpindahan / bergerak, dari sini maka pengertian usaha dalam kehidupan dengan di fisika hampir sama.

Selain pengertian di atas jika dihubungkan dengan energi maka Usaha dapat didefinisikan sebagai Besarnya perubahan energi yang digunakan, sehingga selain persamaan diatas Usaha juga dapat dirumuskan :

W = ΔE

Sedangkan Energi itu ada bermacam - macam. Sebagai contoh energi potensial, kinetik, dan mekanik. Sehingga Usaha juga dapat dihitung dengan menggunakan perubahan energi potensial, kinetik atau mekanik.

USAHA OLEH GAYA YANG MEMBENTUK SUDUT

Persamaan diatas (W = F.s) itu hanya berlaku jika gaya yang berkerja segaris dan searah dengan perpindahan. Jika gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap perpindahan maka persamaan tersebut tidak dapat digunakan. Akan dapat digunakan jika kita menambahkan cos θ dalam persamaan tersebut. Dimana θ adalah besar sudut antara gaya terhadap perpindahan.

Hasil akhir persamaannya menjadi :

W = Fcos θ.s

Perhatikan gambar di bawah ini

USAHA BERNILAI NOL (TIDAK MELAKUKAN USAHA)

Tidak semua gaya yang sudah bekerja dikatakan melalukan usaha atau semua benda yang berpindah telah dikenai usaha. Untuk lebih jelasnya mari kita bahas, berikut ini peristiwa yang usahanya bernilai nol

Gaya penyebab ada tetapi tidak ada perpindahan. F tidak sama dengan nol dan s sama dengan nol, contohnya adalah ketika kita mendorong tembok. Walaupun kita sudah mengeluarkan gaya tetapi tembok tidak berpindah maka kita dikatakan tidak melakukan usaha.

Gaya penyebab tidak ada tetapi terjadi perpindahan. Contohnya adalah ketika kita bermain sky dan kita sedang ber GLB maka resultan gayanya sama dengan nol tetapi kita mengalami perpindahan. Kejadian ini juga tergolong usaha bernilai nol atau kita dikatakan tidak melakukan usaha.

Gaya dan perpindahan membentuk sudut 90 derajat. Contohnya ketika kita menenteng tas dan berjalan maju, sudut yang dibentuk gaya penyebab dengan perpindahan yang dihasilkan adalah 90 derajat. Jika kita masukkan kedalam persamaan gaya yang membentuk sudut maka akan kita peroleh hasil Usaha sama dengan nol atau kita dikatakan tidak melakukan usaha.

KALOR

Pengertian Kalor

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki 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 3 faktor

massa zat
jenis zat (kalor jenis)
perubahan suhu

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :

Q = m.c.(t₂ – t₁)

Dimana :

Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)

m adalah massa benda (kg)

c adalah kalor jenis (J/kgC)

(t₂-t₁) adalah perubahan suhu (C)

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis

Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam 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)

Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c)

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.

H = Q/(t₂-t₁)

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

c = Q/m.(t₂-t₁)

Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru

H = m.c

Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap. Dalam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.

Keterangan :

Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5)

Untuk mencoba kemampuan silakan kkerjakan latihan soal dengan cara klik disini.

Hubungan antara kalor dengan energi listrik

Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas listrik, dll.

Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.

W = Q

Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :

W = P.t

Keterangan :

W adalah energi listrik (J)

P adalah daya listrik (W)

t adalah waktu yang diperlukan (s)

Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m.c.(t2 – t1) maka diperoleh persamaan ;

P.t = m.c.(t₂ – t₁)

Yang perlu diperhatikan adalah rumus Q disini dapat berubah-ubah sesuai dengan soal.

Asas Black

Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan :

Q _lepas = Q _terima

Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut dijabarkan maka akan diperoleh :

Q lepas = Q terima

m₁.c₁.(t₁ – ta) = m₂.c₂.(ta-t2)

Catatan yang harus selalu diingat jika menggunakan asasa Black adalah pada benda yang bersuhu tinggi digunakan (t₁ – ta) dan untuk benda yang bersuhu rendah digunakan (ta-t2). Dan rumus kalor yang digunakan tidak selalu yang ada diatas bergantung pada soal yang dikerjakan.

MEDIAKU

Label

Soal Persiapan KSN IPA 2021 Materi Besaran Dan Satuan

Begini Cara Membuat Garis Bawah Pada Kata Kecuali Spasi

Tutorial Translate Document ke Berbagai Bahasa

Tutorial Mengganti Background Zoom Meeting

Tutorial Watermark Microsoft Word 2010 Cara Membuat Watermark Word

Tutorial Login LMS Sekolah Penggerak P4TK Matematika

CERMIN DATAR DAN CEKUNG

LATIHAN SISTEM EKSKRESI