KAPITA SELEKTA MATA KULIAH FISIKA DASAR II

   A.  THERMODINAMIKA
Apakah yang dimaksud dengan Termodinamika ?
Termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari tentang kalor dan usaha mekanik pada suatu system (contoh : gas)




Salah satu penerapan konsep termodinamika dalam teknologi
Kesetimbangan kalor terjadi jika tidak ada pertukaran kalor antara kedua benda tersebut saat bersentuhan. Kondisi ini hanya dapat dicapai jika suhu kedua benda tersebut sama.



Besaran-besaran dalam Termodinamika
Usaha (W)                          
Menentukan Usaha (W) dapat dilakukan dengan rumus atau dengan Grafik P-V
1.     Dengan rumus
W = p∆V= p(V2 – V1)                     Keterangan :
W = Usaha (J)
P = Tekanan (N/m²/Pa)
∆V = perubahan V, (V2 – V1)
2.    Dengan Grafik P-V
W = luas daerah arsir


Gas memuai W (+)
   W = luas daerah arsir


                                                          Gas menyusut W (-)
     W = LUAS ABCD = ∆P . ∆V



Gas mengalami siklus
 Hukum ke-0 Termodinamika
Jika benda A berada dalam kesetimbangan kalor dengan benda B dan benda B berada dalam kesetimbangan kalor dengan benda C, maka benda A berada dalam kesetimbangan kalor dengan benda C.
Hukum ke-1 Termodinamika
Hukum pertama termodinamika beranggapan bahwa energy bersifat kekal
Artinya :
Kalor yang diterima digunakan untuk membuat perubahan energy dalam /∆U, dimana ∆U = Ek =  3/2 kT dan untuk melakukan usaha W

Hukum ke-2 Termodinamika
Hukum kedua termodinamika berisi pernyataan tentang proses yang dapat / tidak dapat terjadi di alam dan tentang aliran kalor yang memiliki arah.
Hukum ini dijelaskan oleh 2 rumusan
1.             Rumusan Clausius

Agar kalor dapat mengalir dari reservoir (sumber bersuhu rendah ke tinggi), diperlukan W dari luar.
Rumusan Kelvin – Planck
Kalor yang masuk tidak mungkin jadi usaha W seluruhnya, sebagian besar terbuang jadi Q2
Mesin Carnot
Di alam, tidak ada mesin yang berefisiensi sempurna, tetapi ada 1 mesin yang dirancang ideal. ɳ – nya tinggi (mesin carnot). Karena ɳ tinggi Q sebanding dengan T, sehingga Q/Q = T/T.
Diagram P-V mesin Carnot


Besaran-besaran yang sering ditanyakan dalam mesin carnot adalah usaha (W), kalor yang dimasukkan (Q1), kalor yang terbuang (Q2), efisiensi mesin, suhu (T). Beberapa rumus di bawah ini adalah sebagian rumus cepat yang bisa digunakan untuk menyelesaikan soal terkait siklus carnot.



Contoh Soal Termodinamika
1.     Proses yang dilakukan sebuah gas pada ruang tertutup ditampilkan pada grafik P-V di bawah ini:
Gbr9 FisDas2

Besar usaha yang dilakukan gas per siklus adalah ….
a.    0,12 J
b.    0,60 J
c.    1,20 J
d.    6,00 J
e.    12,0 J
2.    Suatu mesin Carnot yang bekerja pada suatu reservoir suhu rendah 300 K memiliki efisiensi 50 %. Agar efisiensinya naik menjadi 80 %, reservoir suhu tinggi harus dinaikkan menjadi….
a.    400 K
b.    600 K
c.    900 K
d.    1000 K
e.    1500 K

3.    Volume suatu piston berubah dari 2 m3 menjadi 6 m3 pada tekanan 1 atm. Besarnya usaha yang dilakukan sistem adalah ….
a.    100 kJ
b.    200 kJ
c.    400 kJ
d.    500 kJ
e.    600 kJ
Sumber :http://rangkuman-materiku.blogspot.com/2013/06/materi-soal-dan-aplikasi-termodinamika.html

Rumus Rumus Penting Termodinamika

Rumus Dasar Termodinamika

Hukum Termodinamika I      ΔU = Q − W
Keterangan :    ΔU = perubahan energi dalam (joule)
                           Q = kalor (joule)
                           W = usaha (joule)
Proses-proses     Isobaris tekanan tetap
                              Isotermis suhu tetap ΔU = 0
                              Isokhoris volume tetap (atau isovolumis atau isometric) W = 0
                              Adiabatis tidak terjadi pertukaran kalor Q = 0
                              Siklus daur ΔU = 0
Persamaan Keadaan Gas
Hukum Gay-Lussac : Tekanan tetap V/T = Konstan V1/T1 = V2/T2
Hukum Charles : Volume tetap P/T = Konstan P1/T1 = P2/T2
Hukum Boyle : Suhu tetap PV = Konstan P1V1 = P2V2
P, V, T Berubah (non adiabatis) : (P1V1) / (T1) = (P2V2) / (T2)
Adiabatis                 P1V1 γ= P2V2γ
     T1V1 γ − 1= T2V2γ − 1
γ = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap γ = Cp/Cv
Usaha
W = P(ΔV) Isobaris
W = 0 Isokhoris
W = n.R.T. ln (V2 / V1) Isotermis
W = − 3/2 n.R. ΔT Adiabatis ( gas monoatomik)
Keterangan :
T = suhu (Kelvin, jangan Celcius)
P = tekanan (Pa = N/m2)
V = volume (m3)
n = jumlah mol
1 liter = 10−3m3
1 atm = 105 Pa ( atau ikut soal!)
Jika tidak diketahui di soal ambil nilai ln 2 = 0,693
Mesin Carnot
η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 %
η = ( W / Q1 ) x 100%
W = Q1 − Q2
Keterangan :
η = efisiensi mesin Carnot (%)
Tr = suhu reservoir rendah (Kelvin)
Tt = suhu reservoir tinggi (Kelvin)
W = usaha (joule)
Q1 = kalor masuk / diserap reservoir tinggi (joule)
Q2 = kalor keluar / dibuang reservoir rendah (joule)
Contoh Soal dan Pembahasan
Soal No. 1
Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut!
(1 atm = 1,01 x 105 Pa)
Pembahasan   Data :
V2 = 4,5 m3
V1 = 2,0 m3
P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa
Isobaris Tekanan Tetap
W = P (ΔV)
W = P(V2 − V1)
W = 2,02 x 105 (4,5 − 2,0) = 5,05 x 105 joule
Soal No. 2
1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2 , gas helium melakukan usaha luar sebesar....
a.    60 kJ
b.    120 kJ
c.    280 kJ
d.    480 kJ
e.    660 kJ                                    (Sumber Soal : UMPTN 1995)
Pembahasan   Data :
V1 = 1,5 m3
T1 = 27oC = 300 K
T2 = 87oC = 360 K
P = 2 x 105 N/m2
W = PΔV ,       Mencari V2 :
V2/T2 = V1/T1
V2 = ( V1/T1 ) x T2 = ( 1,5/300 ) x 360 = 1,8 m3
W = PΔV = 2 x 105(1,8 − 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ
Soal No. 3
2000/693 mol gas helium pada suhu tetap 27oC mengalami perubahan volume dari 2,5 liter menjadi 5 liter. Jika R = 8,314 J/mol K dan ln 2 = 0,693 tentukan usaha yang dilakukan gas helium!
Pembahasan
Data :   n = 2000/693 mol
V2 = 5 L
V1 = 2,5 L   T = 27oC = 300 K , Usaha yang dilakukan gas :
W = nRT ln (V2 / V1)
W = (2000/693 mol) ( 8,314 J/mol K)(300 K) ln ( 5 L / 2,5 L )
W = (2000/693) (8,314) (300) (0,693) = 4988,4 joule
Soal No. 4
Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha yang dihasilkan adalah....
a.    120 J
b.    124 J
c.    135 J
d.    148 J
e.    200 J              (Sumber Soal : UN Fisika 2009 P04 No. 18)
Pembahasan
η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 % , Hilangkan saja 100% untuk memudahkan perhitungan :
η = ( 1 − 400/600) = 1/3
η = ( W / Q1 )
1/3 = W/600
W = 200 J
Soal No. 5
Diagram P−V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut!

Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar....
a.    660 kJ
b.    400 kJ
c.    280 kJ
d.    120 kJ
e.    60 kJ              (Sumber Soal : UN Fisika 2010 P04 No. 17)
Pembahasan
WAC = WAB + WBC
WAC = 0 + (2 x 105)(3,5 − 1,5) = 4 x 105 = 400 kJ
Soal No. 6
Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya.....%
a.    50,0
b.    52,5
c.    57,0
d.    62,5
e.    64,0    (Sumber Soal : SPMB 2004)
Pembahasan
Data pertama:
η = 40% = 4 / 10
Tt = 400 K
Cari terlebih dahulu suhu rendahnya (Tr) hilangkan 100 % untuk mempermudah perhitungan:
η = 1 − (Tr/Tt)
4 / 10 = 1 − (Tr/400)
(Tr/400) = 6 / 10
Tr = 240 K
Data kedua :
Tt = 640 K
Tr = 240 K (dari hasil perhitungan pertama)
η = ( 1 − Tr/Tt) x 100%
η = ( 1 − 240/640) x 100%
η = ( 5 / 8 ) x 100% = 62,5%
http://davidboyweb.weebly.com/latihan-soal--jawaban-termodinamika-kelas-xi.html   juga

TEORI KINETIK GAS
Teori kinetik adalah  teori yang  menjelaskan  perilaku sistem –sistem fisis dengan  menganggap bahwa sistem-sistem fisis tersebut terdiri atas sejumlah besar molekul yang bergerak sangat cepat.
Peristiwa meltusnya balon diatas terkait dengan  hubungan tekanan ,suhu, dan volume gas. Teori kinetik gas adalah teori yang digunakan untuk menjelaskan  sifat-sifat atau kelakuan suatu gas. Teori kinetik gas tidak mengutamakan kelakuan sebuah partikel, tetapi meninjau  sifat zat secara  kesluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel tersebut .
Didalam makalah ini juga ada tentang jenis-jenis gas seperti gas monatik, diatomic, dan poliatomik. Dan  sifat-sifat gas yang sering kita dapati  didalam kehidupan kita.
Pengertian Teori Kinetik Gas
Teori kinetik adalah teori yang menjelaskan  perilaku system-sistem fisis denganmenganggap bahwa sejumlah besar molekul yang bergerak sangat cepat .Teori kinetik gas tidak mengutamakan kelakuan sebuah partikel , tetapi meninjau sifat zat secara keseluruhan berbagai hasil rata-rata kelakuan partikel tersebut.
Teori Kinetik (atau teori kinetik pada gas) berupaya menjelaskan sifat-sifat makroscopik gas, seperti tekanan, suhu, atau volume, dengan memperhatikan komposisi molekular mereka dan gerakannya. Intinya, teori ini menyatakan bahwa tekanan tidaklah disebabkan oleh gerakan vibrasi di antara molekul-molekul, seperti yang diduga Isaac Newton, melainkan disebabkan oleh tumbukan antarmolekul yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda.  Teori Kinetik dikenal pula sebagai Teori Kinetik-Molekular atau Teori Tumbukan atau Teori Kinetik pada Gas. Dengan demikian, teori kinetika gas membahas sifat-sifat gas yang berhubungan dengan gerakan translasi dari atom dan molekul dalam bentuk gas, serta menguji bagaimana sifat-sifat gas tersebut dapat dibahas berdasarkan pada gerakan translasi yang bebas dan kontinyu dari komponen-komponennya. Untuk dapat membahas sifat-sifat gas dengan lebih sempurna, maka dalam teori kinetika gas digunakan pendekatan gas ideal.
Teori ini didasarkan atas 3 pengandaian:
1.   Gas terdiri daripada molekul-molekul yang bergerak secara acak dan tanpa henti.
2.   Ukuran molekul-molekul dianggap terlalu kecil sehingga boleh diabaikan, maksudnya garis pusatnya lebih kecil daripada jarak purata yang dilaluinya antara perlanggaran.
3.  Molekul-molekul gas tidak berinteraksi antara satu sama lain. Perlanggaran sesama sendiri dan dengan dinding bekas adalah kenyal iaitu jumlah tenaga kinetik molekulnya sama sebelum dan sesudah perlanggaran.
Sifat gas umum
1.      Gas mudah berubah bentuk dan volumenya.
2.      Gas dapat digolongkan sebagai fluida, hanya kerapatannya jauh lebih kecil.
Sifat gas ideal
1. Gas terdiri atas partikel-partikel dalam jumlah yang besar sekali, yang senantiasa bergerak dengan arah sembarang dan tersebar merata dalam ruang yang kecil.
2.  Jarak antara partikel gas jauh lebih besar daripada ukuran partikel, sehingga ukuran partikel gas dapat diabaikan.
3.   Tumbukan antara partikel-partikel gas dan antara partikel dengan dinding tempatnya adalah elastis sempurna.
4.    Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku.
Persamaan Umum Gas Ideal
Persamaan umum gas ideal dapat dituliskan :
PV = nRT      dengan :      P = tekanan gas (N/m2 = Pa)
                                    V = volume gas (m3)                                      
      n = jumlah mol gas (mol)
                                   T = suhu gas (K)                                              
      R = tetapan umum gas = 8,314 J/mol K
Persamaan umum gas ideal tersebut di atas dapat juga dinyatakan dalam bentuk :    
 n    = N / NA
PV = nRT   ,               PV = NRT / NA   dengan R / NA = k      
Maka diperoleh :       PV = NkT , k    = tetapan Boltzman  = 1,38 . 10-23J/k
CONTOH SOAL
Sebuah tabung bervolume 590 liter berisi gas oksigen pada suhu 20°C dan tekanan 5 atm. Tentukan massa oksigen dalam tangki ! (Mr oksigen = 32 kg/kmol)
Penyelesaian :    Diketahui :         V = 5,9 . 10-1 m3 ,  P = 5 . 1,01 . 105 Pa   , T = 20°C = 293 K
Ditanyakan :     m = ….?
Jawaban :       PV = nRT dan n = M / Mr sehingga :      PV = mRT / Mr , maka    
m   = PVMr / RT   = 5. 1,01 . 105 .0,59 . 32 / 8,314 . 293     = 3,913 kg
Jenis-jenis gas
a.     Gas Monotomik
Molekul-molekul yang hanya mempunyai gerak translasi ( tidak ada struktur dakhil didalam teori kinetik),sehingga        U  =  nRT.
b.      Gas Diatomik
Setiap molekul seperti sebuah bentuk dumbel (dumbbell shape) (dua bola yang disambung oleh sebuah tongjat tegar).mplekul seperti itu dapat berotasi terhadap salah satu dari tiga sumbu yang paling tegak –lurus terhadap satu sama lain.akan tetapi,inarsia rotasi terhadap sebuah sumbu sepasang tongkat tegar tersebut seharusnya dapat diabaikan dibandingkan kepada inersia rotasi terhadap sumbu-sumbu yang tegak lurus pada tongkat,sehingga tenaga rotasi seharusnya hanya terdiri dari dua suku,seperti Iωy2 dan Iωz2. Setiap derajat kebabasan rotasi diharuskan oleh ekipartisi untuk mengkontribusi tenaga yang sama seperti setiap derajat translasi, sehingga untuk suatu gas diatomic yang mempunyai gerak rotasi dan translasi, maka:
                        U =( 3n RT) + 2n( RT)= Nrt
atau                 Cv =  = R= 5 Cal/mol.k
dan                       Cp = Cp + R =
atau                      Y =   1,40
c.       Gas poliatomik
Setiap molekul mempunyai tiga atau lebih bola (atom) yang disambung bersama-sama oleh tongkat-tongkat didalam model kita,sehingga molekul tersebut mampu berotasi terhadap salah satu dari tiga sumbu yang saling tegak lurus , dengan tenaga yang cukup besar.
Maka,untuk suatu gas poliatomik yang mempunyai gerak rotasi dan gerak translasi, maka:
                                    U = 3n( RT) + 3n( RT) = 3Nrt,
atau                 Cv = 3R = 6 cal/mol.K,
dan                          Cp = 4R,
atau                 y =   1,33.
Hukum-Hukum pada Gas Ideal
1.      Hukum  Boyle
Hukum Boyle menyatakan bahwa dalam ruang tertutup pada suhu tetap, tekanan berbanding terbalik dengan volume gas, yang dinyatakan dalam bentuk persamaan :
PV = konstan       dengan :     P = tekanan gas (N/m2) dan  V = volume gas (m3)
CONTOH SOAL
Tangki berisi gas ideal 6 liter dengan tekanan 1,5 atm pada suhu 400 K. Tekanan gas dalam tangki dinaikkan pada suhu tetap hingga mencapai 4,5 atm. Tentukan volume gas pada tekanan tersebut !
Penyelesaian :
 Diketahui :  V1 = 6 liter , P1 = 1,5 atm , T1 = 400 K , P2 = 4,5 atm , T2 = 400 K
Ditanyakan :   V2 = ….?
Jawaban :     P1V1 = P2V2
                       V2     = P1V1 / P2     = 1,5 . 6 / 4,5    = 2 liter
2.      Hukum Gay-Lussac
Hukum Gay-Lussac menyatakan bahwa “Dalam ruang tertutup dan volume dijaga tetap, tekanan gas akan sebanding dengan suhu gas”. Jika dinyatakan dalam bentuk persamaan, menjadi :
P / T = konstan    dengan :    P = tekanan gas ( N/m2) dan  T = suhu gas (K)
CONTOH SOAL
Udara dalam ban mobil pada suhu 15°C mempunyai tekanan 305 kPa. Setelah berjalan pada kecepatan tinggi, ban menjadi panas dan tekanannya menjadi 360 kPa. Berapakah temperatur udara dalam ban jika tekanan udara luar 101 kPa ?
Penyelesaian :    Diketahui :   T1 = 288 ,   P1 = 305 + 101 = 406 kPa ,  P2 = 360 +101 = 461 kPa , Ditanyakan :   T2 = ….?
Jawaban :      P1 / T1       = P2 / T2
                       406 / 288  = 461 / T2 maka       T2             = 327 K     = 54°C
3.      Hukum Boyle Gay-Lussac
Penggabungan hukum Boyle Gay-Lussac membentuk hukum Boyle Gay-Lussac yang menyatakan bahwa “Gas dalam ruang tertutup jika suhunya berubah, maka akan diikuti perubahan tekanan dan volume gas”. Sehingga dapat dinyatakan dalam persamaan :  
PV / T = konstan
Tekanan Gas dan Energi Kinetik Partikel Gas
1.      Tekanan Gas
Pada pembahasan sifat-sifat gas ideal dinyatakan bahwa gas terdiri dari partikel-partike gas. Partikel-partikel gas senantiasa bergerak hingga menumbuk dinding tempat gas. Dan tumbukan partikel gas dengan dinding tempat gas akan menghasilkan tekanan.
P = Nmv2 / 3V    dengan :   P =  tekanan gas (N/m2)
                                               v =  kecepatan partikel gas (m/s)
                                              m = massa tiap partikel gas (kg)
                                              N =  jumlah partikel gas
                                              V =  volume gas (m3)
2.      Hubungan antara Tekanan, Suhu, dan Energi Kinetik Gas
Secara kualitatif dapat diambil suatu pemikiran berikut. Jika suhu gas berubah, maka kecepatan partikel gas berubah. Jika kecepatan partikel gas berubah, maka energi kinetik tiap partikel gas dan tekanan gas juga berubah. Hubungan ketiga faktor tersebut secara kuantitatif membentuk persamaan :
Persamaan  P = Nmv2 / 3V   dapat disubstitusi dengan persamaan energi kinetik, yaitu
Ek = ½ mv2 , sehingga terbentuk persamaan :    P = Nmv2 / 3V   sedangkan
mv2 = 2 Ek                                                                 P = N2Ek / 3V
                                                                                 p = 2NEk / V   
dengan :    Ek = energi kinetik partikel gas (J)
Dengan mensubstitusikan persamaan umum gas ideal pada persamaan tersebut, maka akan diperoleh hubungan energi kinetik dengan suhu gas sebagai berikut.     
PV = NkT
P    = NkT / V = 2/3 . (N / V) Ek , Ek  = 3/2 kT
dengan : T = suhu gas (K)

CONTOH SOAL
Tekanan gas dalam tabung tertutup menurun 64% dari semula. Jika kelajuan partikel semula adalah v, tentukan kelajuan partikel sekarang !
Penyelesaian :  Diketahui :  P2 = 36% P1 dan V1 = v
Ditanyakan :   V2 = …. ?
Jawaban :     Kita mengetahui :  P = Nmv2 / 3V
                                           Berarti P = v2 atau akar P = v ,   v1 / v2 = akar P1 / P2 = akar 0,36 P1 / P1 = 0,6
                                                       v2 =  1/ 0,6 v1 = 10 / 6 v1 = 5/3 v1
Sejumlah gas berada dalam ruang tertutup bersuhu 327°C dan mempunyai energi kinetik Ek. Jika gas dipanaskan hingga suhunya naik menjadi 627°C. Tentukan energi kinetik gas pada suhu tersebut !
Penyelesaian :
Diketahui :    T1 = (327+273) K = 600 K , Ek1 = Ek   ,  T2 = (627+273) K = 900 K
Ditanyakan :   Ek2 = ….?
Jawaban :    Ek = 3/2 kT    , Ek = T dan  Ek2 / Ek1  = T2 / T1
                                                          Ek1 / Ek2  = 900 / 600   , 
Ek2 = 1,5 Ek1 , Ek2 = 1,5 Ek
 Energi dalam Gas
Gas terdiri atas partikel-partikel gas, setiap partikel memiliki energi kinetik. Kumpulan dari energi kinetik dari partikel-partikel gas merupakan energi dalam gas. Besar energi dalam gas dirumuskan :    U = N Ek
dengan :   U = energy dalam gas (J)  , N = jumlah partikel
Prinsip Ekuipartisi Energi
Energi kinetik yang dimiliki oleh partikel gas ada tiga bentuk, yaitu energi kinetik translasi, energi kinetik rotasi, dan energi kinetik vibrasi.   Gas yang memiliki f derajat kebebasan energi kinetik tiap partikelnya, rumusnya adalah :    Ek = f/2 kT
Untuk gas monoatomik (misalnya gas He, Ar, dan Ne), hanya memiliki energi kinetik translasi, yaitu pada arah sumbu X, Y, dan Z yang besarnya sama. Energi kinetik gas monoatomik memiliki 3 derajat kebebasan dan dirumuskan :   Ek = 3/2 kT
Dan untuk gas diatomik (missal O2, H2), selain bergerak translasi, juga bergerak rotasi dan vibrasi. Gerak translasi mempunyai 3 derajat kebebasan. Gerak rotasi mempunyai 2 derajat kebebasan. Gerak vibrasi mempunyai 2 derajat kebebasan. Jadi, untuk gas diatomik, energi kinetik tiap partikelnya berbeda-beda.
Untuk gas diatomik suhu rendah, memiliki gerak translasi. Energi kinetiknya adalah :   Ek = 3/2 kT
Untuk gas diatomik suhu sedang, memiliki gerak translasi dan rotasi. Energi kinetiknya adalah : 
Ek = 5/2 kT
Sedangkan untuk gas diatomik suhu tinggi, memiliki gerak translasi, gerak rotasi, dan gerak vibrasi. Energi kinetiknya adalah :    Ek = 7/2 kT
CONTOH SOAL
Satu mol gas ideal monoatomik bersuhu 527°C berada di dalam ruang tertutup. Tentukan energi dalam gas tersebut !    (k = 1,38 . 10-23 J/K)
Penyelesaian :   Diketahui :   n = 1 mol , T  = (527+273) K = 800 K
Ditanyakan :   U = ….?
Jawaban :    U = N Ek
                     U = n NA 3/2 kT    = 1 . 6,02 . 1023 . 3/2 .1,38 . 10-23 . 800      = 1 . 104 joule
Dua mol gas ideal diatomik memiliki 5 derajat kebebasan bersuhu 800 K. Tentukan energi dalam gas tersebut !   (k = 1,38 . 10-23 J/K)
Penyelesaian :  Diketahui :  n = 2 mol ,   T = 800 K , f = 5
Ditanyakan :   U = ….?
Jawaban  :   U =  f/2 N Ek
                     U = n NA f/2 kT   = 2 . 6,02 . 1023 . 5/2 . 1,38 . 10-23 . 800   
                         = 3,32 . 104 joule                                                       
RANGKUMAN
1)   Persamaan gas ideal :  PV = nRT atau PV = NkT
2)   Persamaan hukum Boyle :  PV = konstan
3)   Persamaan hukum Gay-Lussac :  P/T = konstan
4)   Persamaan hukum Boyle Gay-Lussac :  PV/T = konstan
5)   Persamaan tekanan gas :  P = Nmv2 / 3V
6)   Hubungan antara tekanan dan energi kinetik :  P = 2NEk / 3V
7)   Hubungan antara energi kinetik dengan suhu gas :  Ek = fkT / 3
8)   Gas monoatomik hanya bergerak translasi sehingga mempunyai 3 derajat kebebasan (f=3)
9)   Gas diatomik suhu rendah hanya bergerak translasi sehingga mempunyai 3 derajat kebebasan
10)Gas diatomik suhu sedang bergerak translasi dan rotasi sehingga mempunyai 5 derajat kebebasan
11)Gas diatomik suhu tinggi bergerak translasi, rotasi, dan vibrasi sehingga mempunyai 7 derajat kebebasan
12)Energi dalam gas merupakan jumlah energi kinetik partikel gas sehingga dirumuskan dengan  U = N . Ek
http://syukriadizulkifli.blogspot.com/2013/04/makalah-teori-kinetik-gas.html

GELOMBANG
(RINGKASAN MATERI “GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK”  FISIKA KELAS X SEMESTER 2 -GENAP BAB IV)

A.        Penemuan Gelombang Elektromagnetik
1.    Teori Newton: “Sumber cahaya menembakkan sejumlah partikel ke segala arah. Partikel-partikel itu tdk bermassa hingga tdk dipengaruhi oleh gravitasi.”
Sesuai Hukum I Newton, partikel-partikel cahaya ini akan bergerak GLB, dan ketika cahaya menumbuk sebuah penghalang tak tembus cahaya, maka suatu bayangan tajam akan dibentuk pada penghalang itu.
2.    Thomas Young pd thn 1804 berhasil mendemonstrasikan interferensi cahaya, yaitu fenomena di mana 2 sumber cahaya koheren yg dihasilkan oleh celah ganda membentuk pita terang dan pita gelap secara bergantian pd layar.
Fenomena interferensi cahaya tdk dpt diterangkan oleh teori Newton.
3. Augustin Fresnel dapat memberikan teori matematika tentang Interferensi dan difraksi cahaya. Lalu Fresnel dan Young mengajukan teori ‘gelombang transversal cahaya’ (cahaya dianggap membutuhkan medium yg disebut ‘ether’). Teori ini menyulitkan para ilmuwan.
4. James Clerk Maxwell mengajukan ‘teori gelombang elektromagnetik’: “Perubahan medan listrik menginduksikan medan magnetic yg juga berubah-ubah, lalu dari flux magnetic ini timbul medan listrik yg berubah-ubah, dan seterusnya. Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh proses berantai pembentukan medan listrik dan medan magnetic yg merambat ke segala arah.”
 5.   Karena medan listrik dan medan magnetic selalu saling tegak lurus (), dan keduanya tegak lurus () thp arah rambat gelombang, maka dapat disimpulkan bahwa gelombang elektromagnetik itu transversal.
6.        Persamaan Maxwell:       maka diperoleh
Kecepatan cahaya merambat = 3x108 m/s.
= 4 x 10-7 Wb A-1 m-1  (permeabilitas vakum)
= 8,85418x10-12 C2 N-1 m-2 (permittivitas vakum)
7.       Heinrich Hertz membuktikan kebenaran teori Maxwell pd thn 1888.
8.       Spektrum gelombang elektromagnetik:
•   Frekuensi terendah (panjang gelombang terbesar) yaitu gelombang radio dan TV (104m)
•  Frekuensi tertinggi (panjang gelombang terkecil) yaitu sinar gamma (10-13m).
•   λ cahaya tampak  mulai 4 x 10-7m (violet) sampai 7 x 10-7m (merah)
9.       Persamaan dasar gelombang:  c = λ.f

B.       Karakteristik & Penerapan Gelombang Elektromagnetik
Gelombang radio & TV > 30 kHz. Gelombang ini dibangkitkan oleh osilator yg dipancarkan dari antenna pemancar dan diterima oleh antenna penerima. Tinggi rendah antenna menentukan luas daerah yg tercakup.
Ukuran pemancar dapat sangat kecil, dan ukuran penerima bisa sangat besar (hingga 400m) untuk mendeteksi gelombang radio yg sangat kecil.
λ dan f Gelombang radio &TV : 1500 m, 30-300 kHz (LF/LW); 300m , 300 kHz- 3 MHz (MF/MW) ; 30m, 3-30 MHz (HF/SW); 3m, 30-300 MHz (VHF/VSW); 30 cm, 0,3-3 GHz (UHF/USW); 3 cm, >3 GHz (SHF/Microwaves).
Gelombang AM jangkauannya lebih jauh (tapi rendah kualitas suaranya), sedangkan FM jangkauan pendek (tapi kualitas suara bagus).
Jika gelombang mikro diserap maka muncul efek pemanasan, prinsip ini diterapkan pd microwave.
RADAR (Radio Detection and Ranging) juga menggunakan gelombang  mikro (f sekitar 1010Hz), dan memanfaatkan sifat pemantulan gelombang. Jadi antenna radar berfungsi memancarkan dan menerima.
Radar juga tidak terpengaruh cuaca buruk.
Rangkaian TV juga menggunakan gelombang mikro.
Radiasi Inframerah (1011 - 1014Hz ; 10-6 – 10-3 m), tidak terlihat namun terdeteksi oleh miliamperemeter. Dihasilkan oleh electron-elektron yg bergetar akibat pemanasan. Dengan pelat-pelat potret yg peka thp inframerah, satelit dapat mengamati tumbuh-tumbuhan yg tumbuh dgn rinci karena stiap jenis tumbuhan memancarkan jumlah  &  frekuensi inframerah yg berbeda. Selain itu, inframerah dari tubuh organism dpt diterima oleh foto thermogram untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker.
Spektroskopi Inframerah dpt digunakan untuk mempelajari struktur molekul.
Energi inframerah dpt menyembuhkan cacar & encok.
Remote Control adalah unit untuk komunikasi dng peralatan listrik memakai sinar inframerah dari LED. Prinsip ini juga dipakai pd alarm pendeteksi pencuri.
Pengering Cepat di tempat pengecatan mobil memanfaatkan pantulan inframerah (penguat panas).
Cahaya tampak yaitu cahaya yg kita pakai untuk penerangan sehari-hari (dikenal oleh retina mata). Contoh lain: Sinar laser digunakan di bidang telekomunikasi dan kedokteran (dgn serat optic).
Sinar ultraviolet, UV (1015 - 1016Hz ; 10-8 – 10-7 m) dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Energinya = energy untuk reaksi kimia, maka dipakai utk memendarkan barium platina sianida dan meng hitamkan pelat foto berlapis perak bromide.
UV dari matahari mengaktifkan provit D dalam tubuh kita utk pertumbuhan tulang, juga dpt sterilisasi (membunuh) bakteri & virus di ruang operasi/bedah.
Molekul Ozon (O3 ) di atmosfer menyerap UV matahari yg berlebih agar tdk berbahaya bagi organism. Di bank , UV digunakan utk mendeteksi tandatangan.
Sinar X (1016 – 1020Hz ; 10-10 – 10-6 m) memiliki daya tembus kuat (menembus almunium tebal 1 cm), tapi besi beberapa millimeter tidak tertembus. Ditemukan oleh Wilhelm K. Rontgen pada Nov thn 1895. Dihasilkan dari  pancaran electron berkecepatan tinggi yang ditumbukkan pada logam. Sinar ini mudah menembus daging tapi sulit menembus tulang, dan menghitamkan pelat potret, maka sinar ini digunakan untuk memotret bagian dalam tubuh organism. Tapi tdk boleh lama.
Menentukan letak-letak atom dalam Kristal akibat gejala interferensi sinar X digunakan untuk Analisis struktur bahan. Dalam industry sinar X digunakan untuk memeriksa cacat benda di bagian dalamnya (misal ‘crack’). Di bandara pemeriksaan barang juga menggunakan sinar X.
Sinar gamma (1020 – 1025Hz ; 10-15 – 10-10 m) sangat besar daya tembusnya (menembus pelat besi yg tebalnya beberapa cm). Jika dikontrol dapat digunakan untuk membunuh sel kanker dan tumor serta mensterilkan alat-alat di rumah sakit. Dalam industry juga dpt mendeteksi kecacatan benda atau bahan. (DISARIKAN OLEH NURON JAMILUDIN DARI BUKU IPA FISIKA "ERLANGGA" UNTUK KELAS X SEMESTER GENAP, (MARTHEN KANGINAN))

DUALISME PARTIKEL GELOMBANG
Atom adalah partikel suatu unsur yang tidak dapat dibagi lagi dengan cara kimia biasa. Dengan cara fisika, atom dapat dibagi lagi menjadi partikel-partikel penyusun atom.
Ada   tiga   partikel  utama penyusun atom , yaitu electron , proton dan neutron . Dua atom atau lebih bergabung secara kimia membentuk molekul .
Molekul digolongkan menjadi dua, yaitu molekul unsur dan molekul senyawa. Molekul unsur adalhah molekul yang terdiri atas atom-atom satu macam unsur, misalnya molekul gas hidrogen yang tersusun atas dua atom hidrogen. Molekul senyawa adalah molekul yang terdiri atas atom-atom beberapa unsur yang membentuk senyawa itu, misalnya molekul air.  Sumber:http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2123643-pengertian-atom-dan-molekul-ilmu/#ixzz21MmzV8RR
Gejala Foto Listrik.
Yang dimaksud dengan gejala foto listrik adalah emisi (pancaran) elektron dari logam sebagai akibat penyinaran gelombang elektromagnetik (cahaya) pada logam tersebut.
Cahaya biasa mampu melepaskan elektron dari logam-logam alkali.
Hasil-hasil percobaan yang seksama menunjukkan bahwa :
1.Makin besar intensitas cahaya, semakin banyak elektron-elektron yang diemisikan.
2.Kecepatan elektron-elektron yang diemisikan hanya bergantung kepada frekwensi cahaya, makin besar frekwensi cahaya makin besar pula kecepatan elektron yang diemisikan.
3.Pada frekwensi cahaya yang tertentu (frekwensi batas) emisi elektron dari logam tertentu sama. 
Peristiwa-peristiwa di atas tidak dapat diungkap dengan teori cahaya Huygens. Pada tahun 1901, Planck mengetengahkan hipotesa bahwa cahaya (gelombang elektromagnetik) harus dianggap sebagai paket-paket energi yang disebut foton. Besar paket energi tiap foton dirumuskan sebagai :
E            =   h . f
E          =   Energi tiap foton dalam Joule.
f          =   Frekwensi cahaya.
h          =  Tetapan Planck yang besarnya h = 6,625 .10 –34 J.det
Cahaya yang intensitasnya besar memiliki foton dalam jumlah yang sangat banyak. Tiap-tiap foton hanya melepaskan satu elektron. Kiranya mudah dipahami bahwa semakin besar intensitas cahaya semakin banyak pula elektron-elektron yang diemisikan.
E = a + Ek
h . f = a + ½mv2
Tiap foton yang datang pada logam, sebagian energinya digunakan untuk melepaskan elektron dan sebagian menjadi energi kinetik elektron. Jika energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron sebesar a dan energi yang menjadi energi kinetik sebesar Ek maka dapat ditulis persamaan :
Dari persamaan nampak jelas, makin besar frekwensi cahaya, makin besar kecepatan yang diperoleh elektron.
Bila frekwensi cahaya sedemikian sehingga h.f = a, maka foton itu hanya mampu melepaskan elektron tanpa memberi energi kinetik pada elektron. Penyinaran dengan cahaya yang frekwensi lebih kecil tidak akan menunjukkan gejala foto listrik.

Sifat Kembar Cahaya.
Gejala-gejala interferensi dan difraksi memperlihatkan sifat gelombang yang dimiliki cahaya, dilain pihak cahaya memperlihatkan sifat sebagai paket-paket energi (foton).
Timbul suatu gagasan apakah foton itu dapat diartikan sebagai partikel-partikel.
Untuk menjawab pertanyaan ini A.H. Compton mempelajari tumbukan-tumbukan antara foton dengan elektron. Kesimpulan yang diperolehnya menunjukkan bahwa foton dapat berlaku sebagai partikel dengan momentum.  Tidak ada keraguan lagi bahwa cahaya memiliki sifat kembar, sebagai gelombang dan sebagai partikel.
Hipotesa de Broglie.
Jika cahaya yang memiliki sifat gelombang, memiliki sifat partikel, maka wajarlah bila partikel-partikel seperti elektron memiliki sifat gelombang, demikian hipotesa yang dikerjakan oleh de Broglie (tahun 1892).
Percobaan Davisson dan Germer.
Jika partikel berlaku sebagai gelombang, harus dapat ditunjukkan bahwa partikel dapat menimbulkan pola-pola difraksi seperti halnya pola-pola difraksi pada gelombang.
Pada tahun 1927 Davisson dan Germer memilih elektron sebagai partikel untuk menguji hipotesa de Broglie. Elektron-elektron diperoleh dari filamen yang dipijarkan, kemudian elektron-elektron itu dipercepat dalam medan listrik yang tegangannya 54 Volt. Setelah dipercepat elektron-elektron memiliki energi kinetik.
Ek = 54 eV = 54 . 1,6 .10 –19 Joule
Momentum elektron :
p = mv
p = 4 .10 –24 kg m/det
Menurut de Broglie, panjang gelombang elektron = 1,65 .10 –10 m
Untuk memperoleh pola difraksi diperlukan kisi-kisi yang lebar celahnya kira-kira sama dengan panjang gelombang yang akan diuji. Sebab jika celah terlampau lebar, tidak menimbulkan gangguan pada gelombang, dan jika kisi terlampau sempit, pola-pola difraksi sukar teramati.
Kisi-kisi yang tepat untuk memperoleh pola difraksi gelombang elektron adalah kisi yang terjadi secara alamiah yakni celah-celah yang berada antara deretan atom-atom kristal bahan padat, dalam hal ini dipergunakan kisi kristal nikel. Hasil percobaan Davisson dan Germer menunjukkan bahwa elektron-elektron dapat menimbulkan pola-pola difraksi. Kini tidak disangsikan lagi bahwa apa yang kita kenal sebagai materi dapat pula menunjukkan sifat gelombang, tepat seperti yang diramalkan oleh de Broglie.

SOAL FISIKA KELAS XII IPA KTSP “GELOMBANG”

PILIHLAHLAH JAWABAN YANG PALING TEPAT !
1. Berdasarkan amplitudonya, gelombang digolongkan menjadi…
a.  Gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
b. Gelombang berjalan dan gelombang stasioner.
c.  Gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
d. Gelombang satu dimensi dan gelombang dua dimensi.
e.  Gelombang datar dan gelombang melingkar.
2.  Gelombang bunyi dan cahaya, keduanya:
(1) Dapat merambat dalam ruang hampa.
(2) Dapat mengalami polarisasi.
(3) Merupakan gelombang elektromagnetik, dan
(4) Dapat mengalami difraksi , Pernyataan di atas yang benar adalah…
a. (1), (2), dan (3)                                 b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)                                         d. (4)
e. (1),(2),(3), dan (4)
3. Di antara keempat jenis gelombang berikut:
(1)Dapat merambat dalam ruang hampa.
(2)Dapat mengalami polarisasi.
(3)Merupakan gelombang elektromagnetik, dan
(4)Dapat mengalami difraksi , Yang mengalami polarisasi adalah…
a. (1),(2), dan (3)                                     b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)                                            d. (4)
e. (1),(2),(3), dan (4)
4. Gelombang laut bergerak dari daerah dalam menuju daerah yang lebih dangkal, Ketika berada di tempat dalam, kecepatan gelombang 2 m/s dan jarak antara dua puncak gelombang secara berurutan 3 m. Jika jarak dua puncak gelombang berurutan di tempat dangkal 2 m, maka kecepatan gelombang di tempat tersebut adalah….
a. 0,3 m/s           b. 0,7 m/s      c. 1,3 m/s                   d. 3,0 m/s                  e. 4,0 m/s
5. Gelombang bergerak dari tempat dalam dengan kelajuan 2 m/s dan sudut datang 600 menuju tempat dangkal. Jika di tempat dangkal, gelombang membelok dengan sudut bias 450, maka kelajuan gelomban di tempat dangkal adalah…..
a. 2 m/s     b. 3 m/s         c. 4 m/s          d. 5 m/s         e. 6 m/s

ATOM, MOLEKUL, DAN ION

Setiap zat tersusun  atas partikel-partikel terkecil, bisa berupa atom, molekul, atau ion.
1.     ATOM



2.    Sekitar 450 tahun sebelum Masehi, Leucippus dan Democritus ( ahli filsafat Yunani ) merupakan orang yang pertama kali mengemukakan keberadaan partikel terkecil yang menyusun materi. Kedua orang tersebut menyatakan bahwa semua materi disusun oleh partikel-partikel yang sangat kecil sekali dan tak dapat dibagi-bagi lagi yang disebut atom. Atom berasal dari bahasa Yunani, yakni atomos (a berarti tidak dan tomos berarti terbagi). Ukuran atom sangat kecil, jari-jarinya sebesar  10-8 cm. Adapun teori tentang atom yang sangat terkenal adalah Teori atom Dalton, yang berbunyi :
a. Setiap materi terdiri atas partikel terkecil yang disebut atom
b. Unsur terdiri atas atom yang sejenis
c.  Atom-atom suatu unsur adalah identik ( memiliki massa, ukuran, dan sifat yang sama ), tetapi berbeda dari atom unsur lain
d. Senyawa adalah materi yang terdiri atas dua jenis atom atau lebih dengan perbandingan tertentu
e. Reaksi kimia adalah merupakan penataan ulang atom-atom. Suatu atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan atau diubah menjadi atom unsur lain pada suatu reaksi.
Unsur terdiri dari unsur  monoatomik, unsur diatomik, dan unsur poliatomik
a.  Unsur Monoatomik
Sebagian besar unsur memiliki partikel-partikel yang berupa atom tunggal atau disebut juga unsur monoatomik. Contohnya : unsur-unsur logam, unsur-unsur gas mulia ( helium, neon, argon, kripton, xenon, radon, boron, karbon, dan silikon ).
b.  Unsur Diatomik
Unsur-unsur yang  membentuk molekul yang tersusun dari dua atom disebut unsur diatomik.
c. Unsur poliatomik
Unsur-unsur yang membetuk molekul  yang tersusun atas tiga buah atau lebih atom disebut unsur poliatomik. Misalnya : ozon (O3) yang tersusun atas tiga buah atom unsur oksigen. Contoh lain yaitu belerang yang  mampu membentuk molekul unsur yang tersusun atas 8 atom belerang (S8).


Unsur-unsur logam seperti natrium, kalsium, tembaga, emas, dan besi dalam keadaan bebasnya atau tidak bersenyawa dengan unsur lain, tersusun atas partikel terkecil materi yang termasuk ke dalam golongan atom. Jadi, sepotong logam besi disusun oleh atom-atom besi yang memiliki struktur atau pola tertentu. Selain unsur logam, ada juga unsur-unsur bukan logam yang dalam keadaan bebasnya (dalam keadaan tidak bersenyawa dengan unsur lain) tersusun atas atom-atom. Misalnya, unsur-unsur dari golongan gas mulia helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn).
          
2. MOLEKUL
Semua zat tersebut tersusun atas partikel-partikel terkecil materi yang disebut molekul. Dua atau lebih atom dapat bergabung membentuk molekul. Jadi, molekul adalah gabungan dua atau lebih atom yang sama atau berbeda. Molekul juga diartikan sebagai bagian terkecil dari suatu senyawa yang bersifat netral. Molekul dibagi menjadi 2 jenis, yaitu molekul unsur dan molekul senyawa.
A. Molekul unsur
Molekul unsur merupakan gabungan dari dua atau lebih atom-atom unsur yang sejenis. Misalnya : hidrogen ( H2 ), nitrogen ( N2 ), oksigen ( O2 ), klorin ( Cl2 ), bromin ( Br2 ), iodin ( I2 ), fosfor ( P4 ), dan belerang ( S8 ).
Molekul unsur digambarkan dengan simbol yang sama. Misalnya : O2

B. Molekul senyawa : merupakan gabungan dari atom-atom unsur yang tidak sejenis.
Contoh molekul senyawa antara lain :
    1. Air H2O.
Molekul ini tersusun atas dua atom unsur hidrogen dan satu atom unsur oksigen (rumus H2O). Karena molekul air tersusun dari atom-atom unsur yang berbeda maka molekul air termasuk molekul senyawa. Molekul air dapat dihasilkan dari reaksi antara molekul unsur hidrogen dan molekul unsur oksigen. Jumlah atom pada suatu reaksi akan tetap sehingga fenomena adanya Hukum Kekekalan Massa (jumlah massa zat-zat yang bereaksi sama dengan jumlah massa zat-zat hasil reaksi) dapat dipahami.

2. Gula putih (C12H22O11) yaitu zat yang biasa menjadi campuran untuk membuat kopi.
3. Gas karbon monoksida (CO).  Karbon monoksida adalah gas yang dapat meracuni darah kita sehingga menimbulkan kematian.
4. Etanol (C2H5OH). Etanol yaitu zat yang bisa dipakai untuk berbagai keperluan, seperti sterilisasi, campuran minuman keras, dan bahan bakar.
5. Contoh lain senyawa molekul yaitu : karbon dioksida ( CO2 ), alkohol ( C5H2OH ), dan asam cuka ( CH3COOH ).  Molekul senyawa digambarkan dengan simbol yang berbeda untuk masing-masing atom, misalnya : CH3


3.   ION
a.    Ion adalah atom atau gugus atom yang bermuatan listrik.
b.    Ion-ion yang bermuatan positif (kation) berikatan dengan ion bermuatan negatif (anion) melalui ikatan ion dan membentuk senyawa ion.
c.    Senyawa yang terdiri atas ion-ion disebut senyawa ion. Contoh senyawa ion adalah :
a).  Garam dapur atau Natrium Chlorida ( NaCl ) terdiri atas ion natrium positif ( Na+ ) dan ion khlorida negatif ( Cl- )
b).  Tawas atau alumunium sulfat ( Al2(SO4)3 terdiri atas ion alumunium positif ( Al3+) dan ion sulfat negatif ( SO42- )
Muatan elektron merupakan jumlah muatan terkecil yang disebut sebagai muatan dasar Muatan ion adalah satu kali atau beberapa kali muatan dasar tersebut. Karena itu, muatan ion hanya dituliskan dengan angka satu atau kelipatan dari muatan tersebut.
 Logam-logam membentuk ion-ion bermuatan positif (kation).
  Ion-ion unsur bukan logam sebagian besar membentuk ion bermuatan negatif (anion).
 Atom-atom dalam keadaan netral mengandung muatan positif dan negatif yang sama jumlahnya.
 Atom-atom dapat  berubah menjadi ion saat menerima atau melepaskan elektron.
 Ion-ion logam alkali (IA) selalu membentuk ion-ion bermuatan positif satu, misalnya ion litium (Li+), ion natrium (Na+), dan ion kalium (K+).
 Ion-ion logam alkali tanah (IIA) memiliki muatan positif dua, misalnya ion kalsium (Ca2+) dan magnesium (Mg2+).
 Ion-ion dari unsur golongan halogen (VIIA) selalu bermuatan negatif satu, yaitu ion fluorida (F–), ion klorida (Cl–), ion bromida (Br–), dan ion iodida (I–).
  Ion-ion dari golongan VIA, seperti oksigen membentuk ion bermuatan negatif dua, oksida (O2–) atau belerang yang juga membentuk ion bermuatan negatif dua, sulfida (S2–).
 Dari unsur golongan VA, terdapat unsur nitrogen yang mampu membentuk ion bermuatan negatif tiga, nitrida (N3–).
 Unsur-unsur golongan gas mulia ( VIIIA ) tidak membentuk ion.
 Ada juga ion yang berasal dari gabungan dua atau lebih atom unsur yang berbeda (poliatom). Misalnya :
a. ion sulfat bermuatan negatif dua (SO4 2–),
b. ion nitrat bermuatan negatif satu (NO3–),
c. ion asetat bermuatan negatif satu (CH3COO–),
d. ion amonium yang bermuatan positif satu (NH4+),
e. dan ion hidroksil yang bermuatan negatif satu (OH–).
 Zat-zat yang tersusun atas ion memiliki muatan listrik netral karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama. Contoh:
a. natrium klorida (NaCl) tersusun atas ion natrium yang bermuatan positif satu dan ion klor yang bermuatan negatif satu dalam perbandingan 1 : 1
b. magnesium klorida (MgCl2) tersusun atas ion magnesium yang bermuatan positif dua dan dua ion klor yang bermuatan negatif satu dalam perbandingan jumlah ion magnesium dan jumlah ion klor = 1 : 2.  Dengan demikian, jumlah muatan positif yang berasal dari ion magnesium sama dengan jumlah muatan negatif yang berasal dari ion-ion klor.
c. Dalam aluminium klorida (AlCl3), satu ion aluminium yang bermuatan positif tiga dinetralkan oleh tiga ion klor yang bermuatan negatif satu. 
Kisi Kristal
Ion bisa berasal dari satu atau lebih jenis unsur. Senyawa yang tersusun atas ion-ion tidak membentuk molekul melainkan kisi kristal. Dalam suatu kisi kristal, ion-ion yang saling berlawanan tersusun dengan susunan antar ion tertentu. Misalnya,  senyawa garam dapur. Antara ion-ion positif dan negatif yang menyusun suatu garam saling tarik-menarik satu dengan lainnya membentuk kisi kristal. Berikut ini digambarkan salah satu model kisi kristal dari senyawa garam dapur atau natrium klorida (NaCl).

ATOM, MOLEKUL, DAN ION
DALAM PENGGUNAANNYA PADA PRODUK KIMIA DALAM
KEHIDUPAN SEHARI-HARI.

A. Bahan Kimia dalam produk rumah tangga
1. Pasta gigi
Pasta gigi mengandung bahan-bahan berupa kalium hidroksida ( KOH ), natrium karbonat, gliserin, minyak kelapa, talk, mentol, gula pasir, kalsium gliserofosfat (CaGP), dan natrium fluorofosfat ( NaFPO4 ).
2. Detergen
Detergen mengandung natrium alkil benzena sulfonat (Na-ABS ) atau natrium linear alkil sulfonat ( Na-LAS )
3. Sampo ( Pembersih rambut )
Sampo dibuat dari bahan-bahan seperti natrium dozesil sulfat atau natrium lauril sulfat.
4. Pembersih Lantai
Pembersih lantai kamar mandi menggunakan bahan berupa asam klorida ( HCl ), karena HCl mampu melarutkan beberapa campuran bahan pembersih lainnya yang tidak dapat larut dalam air tetapi dapat larut dalam HCl, sehingga mampu membersihkan kotoran  pada lantai dengan lebih baik.
5. Pemutih Makanan
Bahan pemutih makanan digunakan agar makanan tampak lebih menarik. Bahan yang digunakan sebagai pemutih makanan antara lain : kalium bromat ( KbrO4), kalium iodat (KIO4), benzoil peroksida, natrium bisulfat, dan asam askorbat. Bahan ini bekerja dengan cara mengoksidasipigmen karotinoid ( xantofil ) menjadi bahan yang tidak berwarna.
6. Pewangi Pakaian
Bahan yang digunakan untuk membuat pewangi pakaian antara lain : amonium klorida kuartener, dimetil tallow amonium sulfat atau coconut oildietanolamin.
7. Pembasmi Serangga
Bahan yang digunakan untuk membuat pembasmi serangga adalah DDT ( dikloro difenil trikloroetana )  yang mengandung tidak kurang dari 50% p.p dikloro 2.2 difenil 1.1.1 trikloroetana hablur kuning. Jenis insektisida lain adalah DDX, DDD, dan DCPA.
B. Bahan Kimia dalam produk Obat-obatan
1. Obat Flu
Obat flu mengandung acetaminophen atau paracetamol ( N-acetyl-para-amino-phenol ataupara-acetyl-amino-phenol )
2. Obat batuk mengandung senyawa dextromethropan hydrobromide.
C. Bahan kimia dalam produk cat
Bahan kimia yang digunakan untuk cat berupa asam akrilat.
D. Bahan Kimia produk Pupuk
Dalam pupuk   terdapat  unsur  kimia antara lain  :  nitrogen ( N ) , fosfor ( P ) , dan kalium  ( K ) . Pupuk yang biasanya dibuat oleh industri pupuk antara lain : NPK ,  urea ( CO(NH2)2 , ZA (zwavelzuur ammonium) atau amonium sulfat ( (NH4)2SO4 ) ,  superfosfat (Ca(H2PO4)2 ), dan kalium ( K2SO4 atau KCl ).
E. Pewarna Makanan
Warna dapat memberikan daya tarik pada makanan. Pewarna tambahan yang berasal dari alam seperti kunyit, daun pandan, angkak, daun suji, coklat, wortel, dan karamel. Zat warna sintetik ditemukan oleh William Henry Perkins tahun 1856, zat pewarna ini lebih stabil dan tersedia dari berbagai warna. Zat warna sintetis mulai digunakan sejak tahun 1956 dan saat ini ada kurang lebih 90% zat warna buatan digunakan untuk industri makanan.  Salah  satu contohnya adalah tartrazin, yaitu pewarna makanan buatan yang mempunyai banyak macam pilihan warna, diantaranya Tartrazin CI 19140.  Selain tartrazin ada pula pewarna buatan, seperti sunsetyellow FCF (jingga), karmoisin (Merah), brilliant blue FCF (biru).
F. Bahan kimia dalam produk perekat
    Bahan kimia untuk produk perekat berupa cyanoacrylate
Sumber :
1. BSE Belajar IPA kelas 8, Saeful Karim,dkk,  Pusat Perbukuan, 2008
2. Ringkasan dan Bank Soal untuk SMP, Nunung Nurhayati, S.Pd, CV Yrama Widya, 2007
3, Kumpulan Soal Prediksi UN 2012

PREDIKSI SOAL UN IPA SMP/MTS 2012
1.   Materi yang partikel terkecilnya atom adalah ....
a.    logam emas                    c. gas nitrogen
b.    gas oksigen                    d. air
2.   Senyawa yang tidak tersusun atas ion-ion adalah ....
a.    NaCl                              c. KNO3
b.    H2O                              d. CaCO3
3.   Rumus kimia berikut yang merupakan molekul senyawa adalah ....
a.    O3                                 c. Cl2
b.    CO                                 d. HCl
4.   Rumus kimia berikut yang termasuk molekul unsur adalah ....
a.    O2                                  c. NO
b.    CO                                 d. HCl

5.   Partikel terkecil dari materi yang bermuatan negatif disebut ....
a.    anion                              c. electron
b.    kation                            d. molekul
6.   Ion kalium yang bermuatan positif satu (K+) jika berikatan dengan satu ion klorida yang bermuatan negatif satu (Cl–) akan membentuk senyawa dengan rumus ....
a.    KCl2                                 c. K2Cl
b.    KCl                                  d. K2Cl2
7.   Lelehan gula putih tidak menghantarkan listrik, sedangkan lelehan garam dapur (cair) dapat menghantarkan listrik. Hal ini disebabkan karena ....
a.    gula merupakan unsur bukan logam
b.    gula merupakan senyawa
c.    garam dapur tersusun dari partikel bermuatan
d.    garam dapur merupakan senyawa
8.   Pernyataan yang tidak benar tentang asam askorbat atau vitamin C yang memiliki rumus kimia C6H8O6 adalah ....
a.    pada tiap molekulnya terdapat tiga macam atom unsur
b.    pada tiap molekulnya terdapat 20 buah atom unsur
c.    partikel terkecilnya berupa atom
d.    partikel terkecilnya berupa molekul
9.   Pernyataan yang benar tentang garam dapur yang memiliki rumus kimia NaCl adalah ....
a.    pada tiap molekulnya terdapat empat macam atom unsur
b.    partikel terkecilnya berupa ion-ion
c.    partikel terkecilnya berupa molekul
d.    partikel terkecilnya berupa atom
10. Rumus kimia 2H2 menyatakan ....
a.    2 atom H                         c. 2 molekul H
b.    2 atom H2                       d. 2 molekul H2

Inti Atom & Radioaktivitas

Istilah Atom berasal dari bahasa Yunani yang artinya tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi.
Atom adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti Atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang menggelilinginya.
Inti Atom jauh lebih kecil dari ukuran asli atom  antara 10.000 dan 100.000 kali lebih kecil.
Massa Atom berasal dari proton dan neutron jumlah keseluruhan partikel ini dalam atom disebut sebagai bilangan Massa.
Radioaktivitas adalah suatu gejala yang menunjukan adanya aktivitas inti Atom yang disebabkan karena inti atom yang stabil . Gejala yang diamati ini dinamakan  Sinar Radioaktif.
Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan prancis Hendri Becquerel.
Ada  3 jenis sinar pancaran yang lazim disebut sinar yaitu : 
1.sinar a adalah berkas yang menyimpang ke keping negatif.
2.sinar b adalah berkas yang menyimpang ke arah keping positif.
3.sinar g adalah berkas yang tidak mengalami simpangan di dalam medan listrik maupun medan magnet.
Energi inti adalah energi yang di perlukan untuk memutuskan inti menjadi proton-proton dan neutron-neutron pembentuknya.
Dikenal ada 2 Reaksi Nuklir yaitu:
1. Reaksi fusi nuklir  adalah reaksi peleburan 2 atau lebih inti atom menjadi atom baru yang menghasilkan Energi.
2. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya dan menghasilkan Energi.
Peluruhan Radioaktif adalah kumpulan beragam proses dimana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel radiasi. Hukum coulomb atau gaya elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada ukuran ini.
Macam macam sinar Radioaktif yaitu :
1.sinar a (Alfa) tidak lain adalah inti atom helium bermuatan 2e dan bermassa 4 sma.
2.sinar b (Beta) tidak lain adalah partikel elektron.
3.sinar g (Gamma) mempunyai tembus paling besar,sinar g memerlukan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih pendek.
Berdasarkan kegunaanya reaktor nuklir dibedakan menjadi 3 yaitu:
1.Reaktor pereduksi isotop
2.Reaktor Daya/power
3.Reaktor penelitian






Posting Komentar

0 Komentar