KSP 2024, SMP TQ WI ANABANUA

Pernahkah kalian melihat es batu mencair? Apa yang terjadi dengan es batu tersebut? Benar sekali, Es batu berubah menjadi air. Mengapa es batu bisa berubah menjadi air? Apa yang sebenarnya terjadi pada partikel-partikel es batu saat mencair?

Tahukah kalian bahwa semua benda di dunia ini terbuat dari partikel-partikel yang sangat kecil? Partikel-partikel ini bisa berkelompok dan membentuk berbagai macam benda, dari batu yang keras hingga udara yang kita hirup.

Pada kesempatan ini, kita akan belajar tentang tiga wujud zat utama, yaitu padat, cair, dan gas. Kita juga akan mempelajari bagaimana partikel-partikel penyusun zat tersebut bergerak dan tersusun. Tujuan utama materi pembelajaran ini adalah untuk memahami sifat-sifat dari zat padat, cair, dan gas. Selain itu, kita juga akan belajar tentang perubahan wujud zat dan faktor-faktor yang mempengaruhinya.Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Materi terdiri dari partikel-partikel kecil yang tak terlihat oleh mata telanjang, dan setiap zat disusun dari partikel-partikel tersebut.

Penciptaan semua materi dialam semesta ini karena kehendak dari Allah. Di mana Allah menyebutkan penciptaan langit dan bumi serta segala yang ada di antara keduanya. Allah berfirman dalam Al-Quran:

إِنَّ رَبَّكُمُ ٱللَّهُ ٱلَّذِى خَلَقَ ٱلسَّمَٰوَٰتِ وَٱلْأَرْضَ فِى سِتَّةِ أَيَّامٍ ثُمَّ ٱسْتَوَىٰ عَلَى ٱلْعَرْشِ يُغْشِى ٱلَّيْلَ ٱلنَّهَارَ يَطْلُبُهُۥ حَثِيثًا وَٱلشَّمْسَ وَٱلْقَمَرَ وَٱلنُّجُومَ مُسَخَّرَٰتٍۭ بِأَمْرِهِۦٓ ۗ أَلَا لَهُ ٱلْخَلْقُ وَٱلْأَمْرُ ۗ تَبَارَكَ ٱللَّهُ رَبُّ ٱلْعَٰلَمِينَ

Artinya: Sesungguhnya Tuhan kamu ialah Allah yang telah menciptakan langit dan bumi dalam enam masa, lalu Dia bersemayam di atas 'Arsy. Dia menutupkan malam kepada siang yang mengikutinya dengan cepat, dan (diciptakan-Nya pula) matahari, bulan dan bintang-bintang (masing-masing) tunduk kepada perintah-Nya. Ingatlah, menciptakan dan memerintah hanyalah hak Allah. Maha Suci Allah, Tuhan semesta alam. (QS. Al-A'raf: 54)

Ini menunjukkan kekuasaan Allah dalam menciptakan segala sesuatu, termasuk materi yang ada di alam semesta. Semua materi di alam semesta ini tersusun atas partikel-partikel kecil yang sangat banyak. Bagaimana susunan dan gerakan partikel-partikel ini menentukan wujud suatu zat. Secara umum, zat dibedakan menjadi tiga wujud utama, yaitu padat, cair, dan gas.

A. Zat Padat

Zat padat adalah salah satu dari tiga wujud dasar materi (padat, cair, gas), yang dicirikan oleh bentuk dan volume yang tetap. Partikel-partikel penyusun zat padat tersusun sangat rapat dan teratur, sehingga gaya tarik-menarik antar partikel sangat kuat. Hal inilah yang menyebabkan zat padat memiliki bentuk dan volume yang tetap.

Sifat-Sifat Zat Padat

• Bentuk dan volume tetap: Zat padat mempertahankan bentuk dan volumenya meskipun ditempatkan dalam wadah yang berbeda.
• Partikel tersusun rapat: Partikel-partikel zat padat berdekatan satu sama lain dan tersusun secara teratur.
• Gaya tarik-menarik antar partikel kuat: Ikatan antar partikel sangat kuat sehingga partikel sulit bergerak bebas.
• Tidak mudah dimampatkan: Karena partikelnya sudah sangat rapat, sulit untuk memadatkan zat padat.

Contoh Zat Padat

• Bahan bangunan: kayu, batu bata, besi
• Makanan: daging, buah, roti
• Perhiasan: emas, perak, berlian
• Elektronik: komponen komputer, baterai
• Alam: tanah, batu, gunung

Zat padat memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Mulai dari bahan bangunan untuk konstruksi, bahan makanan, hingga komponen elektronik. Pemahaman tentang sifat-sifat zat padat sangat berguna dalam berbagai bidang, seperti industri, teknik, dan ilmu material.

Intinya, zat padat adalah wujud materi yang memiliki bentuk dan volume yang tetap. Sifat-sifat unik zat padat membuatnya sangat berguna dalam berbagai aspek kehidupan.

B. Zat Cair

Zat cair adalah salah satu wujud zat yang memiliki volume tetap namun bentuknya mudah berubah sesuai dengan wadah yang ditempatinya. Partikel-partikel penyusun zat cair memiliki jarak yang lebih renggang dibandingkan zat padat, namun lebih rapat daripada zat gas. Hal inilah yang menyebabkan zat cair dapat mengalir dan mengisi seluruh ruang dalam wadah.

Sifat-Sifat Zat Cair

• Bentuk tidak tetap: Zat cair akan selalu menyesuaikan bentuknya dengan wadah yang ditempatinya.
• Volume tetap: Meskipun bentuknya berubah, volume zat cair akan tetap sama.
• Mengalir: Zat cair dapat mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah karena gaya gravitasi.
• Memiliki tekanan uap: Zat cair selalu berusaha untuk berubah wujud menjadi gas, sehingga di atas permukaan zat cair selalu terdapat uap.
• Viskositas: Kekentalan zat cair berbeda-beda. Air memiliki viskositas yang rendah, sedangkan madu memiliki viskositas yang tinggi.
• Kapilaritas: Zat cair memiliki kemampuan untuk naik melalui pipa kapiler atau ruang sempit.

Contoh Zat Cair dalam Kehidupan Sehari-hari

• Air: Zat cair yang paling umum ditemui dan sangat penting bagi kehidupan.
• Minyak goreng: Digunakan untuk menggoreng makanan.
• Bensin: Bahan bakar kendaraan bermotor.
• Alkohol: Digunakan sebagai disinfektan dan bahan baku pembuatan minuman beralkohol.
• Susu: Sumber nutrisi penting bagi tubuh.
• Darah: Mengalir dalam tubuh manusia dan hewan untuk mengangkut oksigen dan nutrisi.

Zat cair memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

• Sebagai pelarut: Air digunakan sebagai pelarut universal untuk melarutkan berbagai zat.
• Sebagai media pendingin: Air digunakan sebagai pendingin pada mesin-mesin.
• Sebagai bahan bakar: Bensin dan minyak tanah digunakan sebagai bahan bakar.
• Sebagai bahan makanan dan minuman: Air, susu, dan berbagai jenis minuman lainnya merupakan bagian penting dari makanan dan minuman sehari-hari.

C. Zat Gas

Zat gas adalah salah satu dari tiga wujud dasar materi, selain zat padat dan zat cair. Meskipun kita tidak dapat melihatnya secara langsung, gas ada di mana-mana di sekitar kita. Udara yang kita hirup setiap hari, misalnya, sebagian besar terdiri dari gas seperti nitrogen dan oksigen.

Ciri-Ciri Khas Zat Gas

• Tidak memiliki bentuk dan volume yang tetap: Gas akan selalu mengisi seluruh ruang yang tersedia. Misalnya, jika kita memasukkan gas helium ke dalam balon, balon akan mengembang sampai memenuhi seluruh ruang di dalamnya.
• Jarak antar partikel sangat jauh: Partikel-partikel gas bergerak bebas dan sangat jauh jaraknya satu sama lain. Hal inilah yang menyebabkan gas mudah dimampatkan.
• Gaya tarik-menarik antar partikel sangat lemah: Karena jarak antar partikelnya sangat jauh, gaya tarik-menarik antar partikel gas sangat lemah.
• Mudah menyebar: Gas dapat dengan mudah menyebar ke segala arah karena partikel-partikelnya bergerak secara bebas.

Contoh Zat Gas dalam Kehidupan Sehari-hari

• Udara: Campuran berbagai jenis gas seperti nitrogen, oksigen, karbon dioksida, dan gas mulia.
• Gas alam: Digunakan untuk memasak dan sebagai bahan bakar kendaraan.
• Gas helium: Digunakan untuk mengisi balon udara dan balon pesta.
• Karbon dioksida: Dihasilkan dari proses pernapasan dan pembakaran.
• Oksigen: Digunakan untuk pernapasan manusia dan hewan.

Sifat-Sifat Unik Zat Gas

• Dapat dimampatkan: Volume gas dapat diperkecil dengan memberikan tekanan.
• Mempunyai tekanan: Gas memberikan tekanan pada dinding wadah yang ditempatinya.
• Dapat mengalami difusi: Gas dapat bercampur dengan gas lain secara spontan.

Zat gas memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

• Industri: Digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai proses industri.
• Transportasi: Sebagai bahan bakar kendaraan.
• Kesehatan: Oksigen digunakan untuk membantu pasien yang kesulitan bernapas.
• Pertanian: Gas karbon dioksida digunakan dalam proses fotosintesis tanaman.

Zat gas merupakan bagian penting dari kehidupan kita. Meskipun tidak dapat dilihat, gas memiliki peran yang sangat besar dalam berbagai aspek kehidupan. Memahami sifat-sifat dan karakteristik gas sangat penting untuk dapat memanfaatkannya secara bijaksana.

D. Perubahan Wujud Zat
Zat dapat berubah wujud dari satu bentuk ke bentuk lainnya karena pengaruh suhu dan tekanan. Perubahan wujud zat meliputi:

• Menguap: Perubahan wujud dari cair menjadi gas (contoh: air mendidih menjadi uap air).
• Mengembun: Perubahan wujud dari gas menjadi cair (contoh: uap air menempel pada permukaan dingin membentuk tetesan air).
• Mencair: Perubahan wujud dari padat menjadi cair (contoh: es batu mencair menjadi air).
• Membeku: Perubahan wujud dari cair menjadi padat (contoh: air berubah menjadi es batu).
• Menyublim: Perubahan wujud dari padat langsung menjadi gas (contoh: kapur barus menyublim).
• Mengkristal: Perubahan wujud dari gas langsung menjadi padat (contoh: pembentukan salju).

Perubahan ini disebabkan oleh perubahan energi, terutama panas. Dalam Al-Quran, ada petunjuk yang menggambarkan tentang penciptaan air dan proses-proses yang berhubungan dengan perubahan zat, misalnya dalam proses turunnya hujan:

وَأَنزَلْنَا مِنَ ٱلسَّمَآءِ مَآءًۢ بِقَدَرٍ فَأَسْكَنَّٰهُ فِى ٱلْأَرْضِ ۖ وَإِنَّا عَلَىٰ ذَهَابٍۭ بِهِۦ لَقَٰدِرُونَ
Artinya: "Dan Kami turunkan air dari langit dengan suatu ukuran, lalu Kami jadikan air itu menetap di bumi, dan sesungguhnya Kami benar-benar berkuasa menghilangkannya." (QS. Al-Mu’minun: 18)

Ayat ini menggambarkan bahwa perubahan wujud air dari gas (uap) menjadi cair (hujan) adalah salah satu tanda kekuasaan Allah. Perubahan wujud zat adalah fenomena alam yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Air yang membeku menjadi es, air yang menguap menjadi uap air, atau kapur barus yang menyublim menjadi contoh-contoh perubahan wujud zat. Fenomena ini tidak hanya menarik untuk dipelajari dari sisi sains, tetapi juga memiliki makna yang mendalam bagi kita seorang muslim.

Perubahan wujud zat ini sesungguhnya merupakan salah satu tanda kebesaran Allah. Siklus air yang melibatkan berbagai perubahan wujud menunjukkan keteraturan alam yang sempurna, yang menunjukkan adanya Pencipta yang Maha Bijaksana. Perubahan wujud zat mengajarkan kita tentang sifat sementara segala sesuatu di dunia. Sama seperti air yang dapat berubah wujud, kehidupan kita juga akan mengalami perubahan. Kita diajarkan untuk selalu bersiap menghadapi perubahan dan tidak terpaku pada kondisi saat ini.

Perubahan wujud zat merupakan peristiwa alamiah yang terjadi akibat adanya interaksi antara partikel-partikel penyusun zat dengan lingkungannya. Beberapa faktor utama yang mempengaruhi perubahan wujud zat antara lain:

• Suhu: Suhu merupakan faktor yang paling dominan dalam mempengaruhi perubahan wujud zat. Peningkatan suhu akan menyebabkan partikel-partikel zat bergerak lebih cepat dan energi kinetiknya meningkat, sehingga dapat mengubah wujud zat.
• Tekanan: Tekanan juga berperan dalam mengubah wujud zat. Peningkatan tekanan dapat memaksa partikel-partikel zat untuk saling mendekat, sehingga dapat mengubah wujud zat.
• Jumlah Zat: Jumlah zat yang ada akan mempengaruhi waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya perubahan wujud. Semakin banyak jumlah zat, semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk perubahan wujud.

Perubahan wujud zat merupakan fenomena alam yang menarik untuk dipelajari. Dengan memahami faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan wujud zat dan hikmahnya, kita dapat lebih mensyukuri nikmat Allah dan menjaga kelestarian alam.

Untuk membantu lebih memahami konsep ini, berikut beberapa contoh praktikum:

Praktikum 1: Perubahan Wujud Zat (Mencair dan Menguap)

• Tujuan: Mengamati proses pencairan es dan penguapan air.
• Alat & Bahan: Es batu, panci, kompor, termometer.
• Langkah-langkah:
1. Tempatkan es batu di panci dan nyalakan kompor dengan api kecil.
2. Amati bagaimana es mencair menjadi air, lalu ukur suhu dengan termometer.
3. Panaskan air sampai mendidih dan menguap, amati perubahan suhu dan volume.

Praktikum 2: Menyublimnya Kapur Barus

• Tujuan: Mengamati proses penyubliman.
• Alat & Bahan: Kapur barus, gelas, tutup gelas.
• Langkah-langkah:
1. Letakkan kapur barus di dalam gelas dan tutup.
2. Biarkan beberapa waktu, amati perubahan dari padat ke gas tanpa melalui fase cair.

E. PERUBAHAN FISIKA DAN KIMIA

Perubahan fisika adalah perubahan yang terjadi pada suatu zat tanpa menghasilkan zat baru. Perubahan ini hanya memengaruhi sifat fisik suatu zat, seperti bentuk, ukuran, atau wujud, tetapi komposisi kimianya tetap sama. Contoh perubahan fisika meliputi:Pencairan es menjadi air, Penguapan air menjadi uap dan Pemotongan kayu atau kertas.

Dalam perubahan fisika, zat yang mengalami perubahan dapat kembali ke bentuk semula jika kondisi awal dikembalikan (misalnya, es yang mencair bisa kembali membeku menjadi es).

Perubahan kimia adalah perubahan yang menghasilkan zat baru dengan komposisi kimia yang berbeda dari zat asalnya. Dalam perubahan kimia, atom-atom dalam zat-zat bereaksi membentuk susunan baru, sehingga sifat dan karakteristik zat yang dihasilkan berbeda. Contoh perubahan kimia meliputi:Pembakaran kayu menjadi abu dan gas karbon dioksida. Perkaratan besi menjadi besi oksida (karat). Fotosintesis pada tumbuhan, di mana karbon dioksida dan air diubah menjadi glukosa dan oksigen. Perubahan kimia biasanya tidak dapat dikembalikan ke bentuk semula dengan cara fisik biasa.

Kedua jenis perubahan ini mengajarkan kita tentang tanda-tanda kebesaran Allah dalam penciptaan alam semesta. Setiap proses, baik perubahan fisika maupun kimia, menunjukkan betapa teraturnya alam ini. Dalam Al-Qur'an, Allah berfirman:

إِنَّ فِى خَلْقِ ٱلسَّمَٰوَٰتِ وَٱلْأَرْضِ وَٱخْتِلَٰفِ ٱلَّيْلِ وَٱلنَّهَارِ لَءَايَٰتٍ لِّأُو۟لِى ٱلْأَلْبَٰبِ

Artinya: "Sesungguhnya pada penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal." (QS. Ali Imran: 190).

Perubahan yang terjadi pada zat-zat menunjukkan bahwa segala sesuatu diciptakan dengan hikmah dan keteraturan oleh Allah. Memahami perubahan fisika dan kimia mendorong kita untuk memanfaatkan ilmu pengetahuan demi kebaikan umat manusia. Proses kimia seperti fotosintesis memberikan kita pemahaman tentang bagaimana tumbuhan menghasilkan oksigen, yang sangat penting bagi kehidupan. Memahami reaksi kimia dalam kesehatan, teknologi, dan lingkungan dapat membantu manusia membuat keputusan yang lebih bijak dalam menjaga alam dan kehidupan.

Perubahan fisika dan kimia juga mengingatkan kita bahwa segala sesuatu di dunia ini tidaklah abadi dan selalu berubah. Hal ini mengajarkan kita tentang kefanaan kehidupan dunia dan pentingnya mempersiapkan diri untuk kehidupan yang kekal di akhirat, sesuai dengan firman Allah dalam QS. Al-Hadid ayat 20:

ٱعْلَمُوٓا۟ أَنَّمَا ٱلْحَيَوٰةُ ٱلدُّنْيَا لَعِبٌ وَلَهْوٌ وَزِينَةٌ وَتَفَاخُرٌۢ بَيْنَكُمْ وَتَكَاثُرٌ فِى ٱلْأَمْوَٰلِ وَٱلْأَوْلَٰدِ
Artinya: "Ketahuilah bahwa sesungguhnya kehidupan dunia itu hanyalah permainan dan suatu yang melalaikan, perhiasan dan bermegah-megah di antara kamu serta berbangga-banggaan tentang banyaknya harta dan anak."

Dengan demikian, memahami perubahan fisika dan kimia bukan hanya bermanfaat dalam ilmu pengetahuan, tetapi juga menumbuhkan rasa syukur, kekaguman, dan keimanan kepada Allah yang menciptakan alam semesta dengan segala keteraturannya.

***

Latihan Soal Pemahaman

A. Soal Pilihan Ganda

1. Seorang ilmuwan mengamati beberapa benda dengan mikroskop. Benda tersebut terdiri dari partikel-partikel yang teratur dan rapat. Benda tersebut kemungkinan besar dalam wujud...
   a) gas
   b) cair
   c) padat
   d) plasma

2. Manakah pernyataan berikut yang tidak tepat menjelaskan perbedaan antara wujud cair dan gas?
   a) Partikel dalam cairan bergerak lebih bebas daripada dalam benda padat.
   b) Partikel dalam gas terjauhkan satu sama lain dibandingkan dengan cairan.
   c) Bentuk cairan mengikuti wadahnya, sementara gas tidak.
   d) Cair dan gas memiliki volume tetap.

3. Ibu menggoreng telur. Telur yang awalnya cair menjadi padat. Pernyataan manakah yang paling tepat menjelaskan perubahan wujud ini?
   a) Partikel-partikel telur menggerakkan dengan lebih cepat sehingga menjauh satu sama lain.
   b) Partikel-partikel telur bergerak lebih lambat dan berdekatan satu sama lain.
   c) Partikel-partikel telur berubah menjadi gas.
   d) Partikel-partikel telur bergabung menjadi satu.

B. Soal Essay

1. Sebutkan tiga wujud zat dan jelaskan ciri-cirinya!
2. Jelaskan perbedaan utama antara wujud padat, cair, dan gas berdasarkan model partikel!
3. Air yang berada di gelas dapat berubah wujud menjadi uap air jika dipanaskan. Jelaskan perubahan tersebut berdasarkan model partikel!
4. Ikan hidup di dalam air. Jika kita pindahkan ikan ke udara, apakah ikan itu bisa tetap hidup? Jelaskan!

Alternatif /Kunci Jawaban

A. Soal Pilihan Ganda

1. c padat
2. d Cair dan gas memiliki volume tetap.
3. b Partikel-partikel telur bergerak lebih lambat dan berdekatan satu sama lain.

B. Soal Essay

Jawaban Soal No. 1

Tiga wujud zat yaitu:

• Padat: Memiliki bentuk dan volume tetap. Partikelnya berdekatan dan teratur.

• Cair: Memiliki volume tetap, tetapi bentuk mengikuti wadahnya. Partikelnya bebas bergerak tetapi tetap relatif dekat.

• Gas: Tidak memiliki bentuk dan volume tetap. Partikelnya bergerak bebas secara acak dan saling menjauh.

Jawaban Soal No. 2

Perbedaan utama antara wujud padat, cair, dan gas berdasarkan model partikel:

Wujud Zat	Model Partikel	Pergerakan Partikel
Padat	Berdekatan dan teratur	Bergerak sedikit, hanya getaran
Cair	Berdekatan, tetapi tidak teratur	Bergerak lebih bebas, tetapi masih terbatas
Gas	Ter jauh satu sama lain	Bergerak bebas dan acak

Jawaban Soal No. 3

Ketika air dipanaskan, energi kinetik partikel air meningkat. Partikel-partikel air bergerak lebih cepat dan semakin jauh satu sama lain. Hal ini menyebabkan air berubah wujud menjadi uap air, yaitu gas.

Jawaban Soal No. 4

Ikan tidak bisa hidup di udara karena ikan bernapas menggunakan insang untuk menyerap oksigen yang terlarut di dalam air. Di udara, ikan tidak dapat menyerap oksigen karena konsentrasi oksigen di udara jauh lebih rendah dan tidak terlarut dalam bentuk yang mudah diserap ikan.

***