Bagian 1: Zat dan Wujudnya
A. Pengertian Zat
Zat adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang (volume). Zat dapat berupa padat, cair, atau gas.
B. Wujud Zat dan Karakteristiknya
| Wujud | Bentuk | Volume | Partikel | Gaya antar partikel | Energi kinetik | Contoh |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Padat | Tetap | Tetap | Sangat rapat, teratur (kristal) atau tidak teratur (amorf) | Sangat kuat | Rendah | Es, besi, kayu, garam |
| Cair | Mengikuti wadah | Tetap | Agak renggang, partikel dapat bergerak bebas namun tetap berdekatan | Sedang | Sedang | Air, minyak, alkohol |
| Gas | Mengikuti wadah | Mengisi seluruh wadah | Sangat renggang, partikel bergerak cepat dan acak | Sangat lemah | Tinggi | Oksigen, uap air, karbon dioksida |
C. Perubahan Wujud (Bagan)
Padat --(melebur)--> Cair --(menguap)--> Gas Padat <--(membeku)-- Cair <--(mengembun)-- Gas Padat --(menyublim)--> Gas Padat <--(mengkristal/deposisi)-- Gas
Penjelasan lebih detail ada di bagian perubahan fisika.
Bagian 2: Atom, Unsur, Molekul, dan Senyawa
A. Atom
Definisi: Partikel terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut. Terdiri dari inti (proton + neutron) dan elektron yang mengelilingi inti.
Struktur atom: Proton (muatan +), neutron (netral), elektron (muatan -). Nomor atom = jumlah proton; nomor massa = proton + neutron.
B. Unsur
Definisi: Zat murni yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa.
Contoh: Oksigen (O), Karbon (C), Hidrogen (H), Nitrogen (N), Besi (Fe), Natrium (Na).
Tabel Periodik Unsur: Mengelompokkan 118 unsur berdasarkan nomor atom dan sifat kimia.
C. Molekul
Definisi: Gabungan dua atau lebih atom (bisa sama atau berbeda) melalui ikatan kimia.
Molekul unsur: Terdiri dari atom sejenis. Contoh: O₂ (oksigen), H₂ (hidrogen), O₃ (ozon), P₄ (fosfor).
Molekul senyawa: Terdiri dari atom berbeda jenis. Contoh: H₂O (air), CO₂ (karbon dioksida), C₆H₁₂O₆ (glukosa).
D. Senyawa
Definisi: Zat murni yang terbentuk dari dua atau lebih unsur berbeda secara kimiawi dengan perbandingan tetap. Sifat senyawa berbeda dengan unsur penyusunnya.
Contoh: Air (H₂O), garam dapur (NaCl), gula (C₁₂H₂₂O₁₁), amonia (NH₃).
Rumus kimia: Menyatakan jenis dan jumlah atom dalam senyawa.
E. Perbandingan
| Unsur | Senyawa | Campuran | |
|---|---|---|---|
| Komponen | Satu jenis atom | Dua atau lebih unsur terikat kimia | Dua atau lebih zat (unsur/senyawa) |
| Perbandingan | Tetap | Tetap | Tidak tetap |
| Pemisahan | Tidak dapat diuraikan dengan kimia biasa | Dapat diuraikan dengan reaksi kimia | Dapat dipisahkan secara fisika (filtrasi, distilasi) |
| Sifat | Khas | Berbeda dari unsur penyusun | Sifat komponen campuran masih ada |
Bagian 3: Larutan dan Campuran
A. Campuran
Campuran adalah gabungan dua atau lebih zat tanpa reaksi kimia, sehingga masing-masing zat mempertahankan sifatnya.
1. Campuran Homogen (Larutan)
Definisi: Campuran dengan komposisi seragam di seluruh bagian, tidak dapat dibedakan secara visual.
Komponen: Zat terlarut (solute) + pelarut (solvent). Air adalah pelarut universal.
Contoh: Larutan garam (air + garam), larutan gula, udara (campuran gas), larutan alkohol dalam air.
Sifat: Jernih (bisa berwarna), tidak membentuk endapan, tidak memisah jika didiamkan.
2. Campuran Heterogen
Definisi: Campuran dengan komposisi tidak seragam, dapat dibedakan secara visual atau mikroskopis.
Contoh: Air + pasir (suspensi), air + minyak (emulsi), granit (campuran mineral), asap.
Jenis campuran heterogen:
Suspensi: Partikel besar (mikroskopis) yang akan mengendap jika didiamkan. Contoh: lumpur air.
Koloid: Partikel sedang (1-100 nm), tidak mengendap, tetapi dapat menyebarkan cahaya (efek Tyndall). Contoh: susu, mayones, asap, agar-agar.
B. Kelarutan (Solubility)
Kemampuan suatu zat (terlarut) untuk larut dalam pelarut pada suhu tertentu.
Faktor yang mempengaruhi kelarutan: Suhu (umumnya padatan lebih larut pada suhu tinggi, gas lebih larut pada suhu rendah), tekanan (khusus gas), sifat zat (polar larut dalam polar, nonpolar larut dalam nonpolar).
C. Konsentrasi Larutan
| Satuan | Rumus | Contoh |
|---|---|---|
| Molaritas (M) | mol zat terlarut / liter larutan | Larutan NaCl 0,9% = 0,154 M |
| Persen massa (%) | (massa zat terlarut / massa total larutan) × 100% | Larutan gula 10% |
| Parts per million (ppm) | (massa zat terlarut / massa total) × 10⁶ | Pencemaran logam berat 5 ppm |
| Molalitas (m) | mol zat terlarut / kg pelarut | Tidak tergantung suhu |
Bagian 4: Reaksi Kimia (Asam, Basa, dan Garam)
A. Konsep Asam dan Basa
1. Teori Arrhenius
Asam: Zat yang dalam air melepas ion H⁺ (ion hidrogen). Contoh: HCl → H⁺ + Cl⁻.
Basa: Zat yang dalam air melepas ion OH⁻ (ion hidroksida). Contoh: NaOH → Na⁺ + OH⁻.
2. Teori Brønsted-Lowry (lebih luas)
Asam: Donor proton (H⁺).
Basa: Akseptor proton.
Pasangan asam-basa konjugasi.
3. Sifat Asam dan Basa
| Sifat | Asam | Basa |
|---|---|---|
| Rasa | Masam (tidak boleh dicicipi di lab) | Pahit |
| Kulit | Kausatik (menyebabkan luka) | Licin (bersabun) |
| Indikator lakmus merah | Tetap merah | Menjadi biru |
| Indikator lakmus biru | Menjadi merah | Tetap biru |
| Indikator universal | Warna merah-oranye (pH <7) | Warna biru-ungu (pH >7) |
| pH | < 7 | > 7 |
| Menghantarkan listrik | Ya (ion) | Ya (ion) |
4. Indikator Asam-Basa (Alami dan Buatan)
| Indikator | Suasana Asam | Suasana Netral | Suasana Basa |
|---|---|---|---|
| Lakmus | Merah | Ungu | Biru |
| Fenolftalein (PP) | Tidak berwarna | Tidak berwarna | Merah muda / ungu |
| Metil jingga (MO) | Merah | Jingga | Kuning |
| Bunga sepatu / kol ungu | Merah | Ungu | Hijau/kuning |
B. pH (Power of Hydrogen)
pH = -log [H⁺] (konsentrasi ion H⁺ dalam mol/L).
Skala pH: 0-14. pH 7 (netral), <7 asam, >7 basa.
Air murni: [H⁺] = 10⁻⁷ M → pH = 7.
C. Garam
Garam adalah senyawa ionik yang terbentuk dari reaksi netralisasi asam + basa → garam + air.
Contoh reaksi netralisasi:
HCl (asam) + NaOH (basa) → NaCl (garam) + H₂O (air)
Jenis garam berdasarkan hidrolisis:
| Garam dari | Contoh | Sifat larutan | pH |
|---|---|---|---|
| Asam kuat + basa kuat | NaCl, KNO₃ | Netral | 7 |
| Asam kuat + basa lemah | NH₄Cl | Asam | <7 |
| Asam lemah + basa kuat | CH₃COONa (natrium asetat) | Basa | >7 |
| Asam lemah + basa lemah | CH₃COONH₄ | Tergantung Ka dan Kb | mendekati 7 |
D. Reaksi Kimia Lain yang Penting
Reaksi pengendapan: Contoh: AgNO₃ + NaCl → AgCl (endapan putih) + NaNO₃.
Reaksi redoks (oksidasi-reduksi): Transfer elektron. Contoh: respirasi aerob, fotosintesis, karat besi.
Reaksi penguraian (dekomposisi): Contoh: 2H₂O → 2H₂ + O₂ (elektrolisis).
Bagian 5: Zat Aditif dan Adiktif / Psikotropika
A. Zat Aditif pada Makanan
Zat aditif adalah bahan yang ditambahkan sengaja ke dalam makanan untuk meningkatkan kualitas, rasa, warna, awetan, dll.
| Jenis Aditif | Fungsi | Contoh | Efek negatif jika berlebihan |
|---|---|---|---|
| Pemanis buatan | Memberi rasa manis | Sakarin, aspartam, siklamat, sukralosa | Kanker (pada hewan uji), gangguan metabolisme |
| Pewarna | Memberi warna menarik | Tartrazin (kuning), merah allura, karamel | Alergi, hiperaktif pada anak (tartrazin) |
| Pengawet | Mencegah kerusakan oleh mikroba | Natrium benzoat, natrium nitrit, kalium sorbat, asam askorbat | Pembentukan nitrosamin (karsinogen), iritasi lambung |
| Penyedap rasa | Memperkuat rasa | MSG (monosodium glutamat), inosinat, guanilat | Chinese Restaurant Syndrome (sakit kepala, dada berdebar) pada sensitif |
| Pengemulsi & pengental | Menstabilkan campuran | Lesitin, CMC, karagenan, agar-agar | Umumnya aman, tapi beberapa dapat menyebabkan gangguan pencernaan |
| Antioksidan | Mencegah ketengikan | BHA, BHT, vitamin E, vitamin C | Kandidat karsinogen (BHA/BHT) |
B. Zat Adiktif dan Psikotropika
Zat adiktif adalah zat yang menyebabkan ketergantungan (adiksi). Psikotropika adalah zat yang mempengaruhi mental dan perilaku.
| Golongan | Contoh | Sumber | Efek | Bahaya |
|---|---|---|---|---|
| Nikotin | Rokok, tembakau | Tembakau | Stimulan, meningkatkan denyut jantung, adiksi | Kanker paru, PPOK, penyakit jantung, emfisema |
| Alkohol | Etanol | Minuman keras (bir, anggur, spirit) | Depresan SSP, menurunkan inhibisi | Sirosis hati, kerusakan otak, kecanduan, kecelakaan |
| Kafein | Kopi, teh, minuman energi | Kopi, teh, guarana | Stimulan ringan, meningkatkan kewaspadaan | Insomnia, jantung berdebar, ketergantungan ringan |
| Kokain | Serbuk kokain | Daun koka | Stimulan kuat, euforia | Gangguan jantung, stroke, psikosis, kecanduan berat |
| Amfetamin / sabu-sabu (metamfetamin) | Pil, kristal | Sintetis | Stimulan, energi berlebih | Gangguan jiwa, kerusakan gigi, kematian overdosis |
| Opioid (morfin, heroin, codein) | Getah opium | Poppy (Papaver somniferum) | Analgesik kuat, euforia, sedasi | Depresi pernapasan, overdosis fatal, kecanduan ekstrem |
| Kanabis (mariyuana, ganja) | Daun, bunga | Cannabis sativa | Relaksasi, euforia ringan, peningkatan nafsu makan | Gangguan memori, psikosis pada rentan, masalah paru jika dihisap |
| Sedatif / hipnotik (barbiturat, benzodiazepin) | Pil tidur, obat penenang | Sintetis (resep dokter) | Depresan SSP, mengurangi kecemasan | Ketergantungan, overdosis, gangguan memori |
| Inhalansia (lem, thinner) | Uap bahan kimia | Produk rumah tangga | Halusinasi ringan, pusing | Kematian mendadak (sindrom kematian pengepul), kerusakan otak tetap |
Efek umum adiksi (kecanduan):
Toleransi: Perlu dosis lebih tinggi untuk efek yang sama.
Ketergantungan fisik: Gejala putus zat (sakaw).
Ketergantungan psikologis: Keinginan kuat untuk menggunakan.
Catatan: Zat adiktif tertentu memiliki manfaat medis (misal: morfin sebagai analgesik kuat di rumah sakit, amfetamin untuk ADHD) tetapi penggunaannya harus di bawah pengawasan dokter.
Bagian 6: Perubahan Fisika
Perubahan fisika adalah perubahan yang tidak menghasilkan zat baru. Sifat zat masih sama, hanya bentuk atau wujud yang berubah.
A. Kalor dan Perubahan Temperatur (Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor)
1. Kalor (Q)
Definisi: Bentuk energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.
Satuan: Joule (J) atau kalori (kal). 1 kal = 4,184 J.
2. Kalor Jenis (c)
Definisi: Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1°C (atau 1 K).
Rumus: Q = m × c × Î”T
Q = kalor (J)
m = massa (kg)
c = kalor jenis (J/kg°C)
ΔT = perubahan suhu (°C atau K)
Contoh nilai kalor jenis:
Air: 4.200 J/kg°C
Besi: 450 J/kg°C
Tembaga: 390 J/kg°C
Udara: 1.000 J/kg°C
3. Kapasitas Kalor (C)
Definisi: Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 1°C. C = m × c.
Satuan: J/°C.
B. Kalor dan Perubahan Wujud
| Perubahan Wujud | Nama | Kalor yang terlibat | Contoh |
|---|---|---|---|
| Padat → Cair | Melebur | Menyerap kalor (kalor lebur) | Es melebur menjadi air |
| Cair → Padat | Membeku | Melepas kalor | Air menjadi es di freezer |
| Cair → Gas | Menguap | Menyerap kalor (kalor uap) | Air mendidih menjadi uap |
| Gas → Cair | Mengembun | Melepas kalor | Embun di pagi hari |
| Padat → Gas | Menyublim | Menyerap kalor | Kapur barus (kamper) habis di udara |
| Gas → Padat | Mengkristal / Deposisi | Melepas kalor | Salju terbentuk dari uap air di awan |
Rumus kalor perubahan wujud:
Q = m × L (L = kalor lebur atau kalor uap)
Kalor lebur es = 336.000 J/kg (80 kal/g)
Kalor uap air = 2.260.000 J/kg (540 kal/g)
Contoh soal: Berapa kalor yang diperlukan untuk meleburkan 2 kg es (suhu 0°C) menjadi air? Q = 2 kg × 336.000 J/kg = 672.000 J.
C. Pemuaian
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu (partikel bergerak lebih cepat, jarak antar partikel bertambah).
1. Pemuaian Panjang (zat padat)
Rumus: L = L₀ (1 + α ΔT)
L₀ = panjang awal
α = koefisien muai panjang ( /°C)
ΔT = perubahan suhu
Contoh: Rel kereta api diberi celah pemuaian.
2. Pemuaian Luas (zat padat 2 dimensi)
Rumus: A = A₀ (1 + β ΔT) dengan β ≈ 2α.
3. Pemuaian Volume (zat padat, cair, gas)
Rumus: V = V₀ (1 + γ ΔT) dengan γ ≈ 3α (untuk padat).
Anomali air: Air memiliki perilaku unik: pada suhu 0-4°C, air menyusut jika dipanaskan (memuai jika didinginkan). Akibatnya, es (0°C) memiliki volume lebih besar dari air (4°C), sehingga es terapung.
4. Pemuaian Gas
Hukum Charles: Pada tekanan tetap, V sebanding dengan T (dalam Kelvin). V₁/T₁ = V₂/T₂.
Aplikasi pemuaian dalam biologi:
Termometer (pemuaian raksa atau alkohol).
Pengaturan celah pada bangunan.
Botol kaca yang panas jangan diisi air dingin (pecah karena pemuaian tidak merata).
Bagian 7: Perubahan Kimia
Perubahan kimia adalah perubahan yang menghasilkan zat baru dengan sifat kimia yang berbeda.
A. Konsep Reaksi Kimia Sederhana
1. Ciri-ciri reaksi kimia:
Terbentuknya gas (gelembung)
Terbentuknya endapan (padatan)
Perubahan warna
Perubahan suhu (eksoterm atau endoterm)
Perubahan bau (aroma)
Tidak dapat kembali dengan mudah (irreversibel secara sederhana)
2. Persamaan Reaksi Kimia
Contoh: CH₄ (metana) + 2O₂ (oksigen) → CO₂ (karbon dioksida) + 2H₂O (air) + energi.
Hukum kekekalan massa (Lavoisier): Massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama.
3. Jenis reaksi kimia:
| Jenis Reaksi | Penjelasan | Contoh |
|---|---|---|
| Sintesis (penggabungan) | A + B → AB | 2H₂ + O₂ → 2H₂O |
| Dekomposisi (penguraian) | AB → A + B | 2H₂O → 2H₂ + O₂ (elektrolisis) |
| Penggantian tunggal | A + BC → AC + B | Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ |
| Penggantian ganda | AB + CD → AD + CB | AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃ |
| Pembakaran | Reaksi dengan oksigen (eksoterm) | C + O₂ → CO₂ |
| Endoterm | Menyerap kalor | Fotosintesis (6CO₂+6H₂O + sinar → C₆H₁₂O₆+6O₂) |
| Eksoterm | Melepas kalor | Respirasi (C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂+6H₂O + ATP) |
B. Kimia dalam Kehidupan Sehari-hari (Contoh Reaksi Kimia)
| Fenomena | Reaksi Kimia | Peran/Produk |
|---|---|---|
| Fotosintesis | 6CO₂ + 6H₂O + energi matahari → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ | Glukosa dan oksigen, dasar rantai makanan |
| Respirasi aerob | C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + ATP | Energi untuk aktivitas sel |
| Fermentasi (alkohol) | C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ | Pembuatan bir, tape, etanol |
| Pencernaan makanan | Polisakarida → glukosa (hidrolisis enzim); protein → asam amino | Nutrisi diserap tubuh |
| Pembakaran bahan bakar | C₈H₁₈ (bensin) + O₂ → CO₂ + H₂O + energi | Energi untuk kendaraan, listrik |
| Karat besi | 4Fe + 3O₂ + 2H₂O → 2Fe₂O₃·H₂O (karat) | Kerusakan logam; pencegahan: pengecatan |
| Pembuatan sabun (saponifikasi) | Lemak/minyak + NaOH → sabun (garam karboksilat) + gliserol | Pembersih |
| Pemutih pakaian (klorin) | NaClO + H₂O → HOCl + NaOH; HOCl menghilangkan warna | Pembersihan noda |
| Pengawetan makanan dengan cuka | Asam asetat menurunkan pH, menghambat mikroba | Acar, pickles |
| Proses pengolahan limbah (bioremediasi) | Bakteri menguraikan zat organik menjadi CO₂ dan H₂O | Penjernihan air |
Bagian 8: Perpindahan Kalor
Kalor berpindah dari tempat bersuhu tinggi ke rendah melalui tiga mekanisme.
A. Konduksi (Hantaran)
Definisi: Perpindahan kalor melalui zat perantara tanpa disertai perpindahan partikel zat.
Terjadi pada: Zat padat, terutama logam (konduktor baik). Isolator (kayu, plastik, kaca, kain) menghambat konduksi.
Mekanisme: Getaran atom/elektron bebas pada logam menyalurkan energi kinetik.
Contoh:
Sendok logam yang panas saat diaduk di air panas.
Baju hangat menghambat konduksi dari tubuh ke lingkungan.
Ujung besi yang dipanaskan, ujung lain ikut panas.
Laju konduksi: Q/t = k × A × (ΔT) / d (k = konduktivitas termal, A = luas penampang, d = tebal).
B. Konveksi (Aliran)
Definisi: Perpindahan kalor yang disertai perpindahan partikel zat (aliran massa).
Terjadi pada: Zat cair dan gas.
Mekanisme: Bagian fluida yang dipanaskan menjadi kurang rapat → naik → digantikan fluida dingin yang lebih rapat → terjadi arus konveksi.
Contoh:
Pemanasan air dalam panci: air panas naik ke atas, air dingin turun.
Angin darat dan angin laut (konveksi skala besar).
Sistem AC atau pemanas ruangan.
Arus konveksi di mantel bumi (lempeng tektonik).
Konveksi paksa: Jika aliran fluida disebabkan oleh pompa atau kipas (misal: pendingin radiator mobil).
C. Radiasi (Pancaran)
Definisi: Perpindahan kalor tanpa memerlukan zat perantara; berupa gelombang elektromagnetik (inframerah).
Dapat terjadi di ruang hampa (vakum), misal dari matahari ke bumi.
Faktor yang mempengaruhi:
Warna permukaan: benda hitam menyerap dan memancarkan radiasi lebih baik daripada benda putih.
Luas permukaan.
Suhu mutlak (T⁴).
Contoh:
Hangatnya api ungu dirasakan meskipun tidak bersentuhan.
Panas matahari sampai ke bumi.
Termos (vakum) mencegah konduksi dan konveksi; lapisan perak memantulkan radiasi.
Tubuh manusia memancarkan radiasi infra merah (terlihat dengan kamera termal).
Hukum Stefan-Boltzmann: P = σ × e × A × T⁴ (σ konstanta, e emisivitas, A luas, T suhu mutlak).
D. Perbandingan Ketiga Cara Perpindahan Kalor
| Aspek | Konduksi | Konveksi | Radiasi |
|---|---|---|---|
| Media | Padat (terutama logam) | Cair & gas | Tidak memerlukan (vakum) |
| Partikel berpindah? | Tidak | Ya | Tidak (gelombang EM) |
| Kecepatan | Lambat hingga sedang | Sedang hingga cepat | Sangat cepat (kecepatan cahaya) |
| Contoh di kehidupan | Setrika listrik | Kipas angin, AC | Menjemur pakaian |
Soal HOTS
Soal Nomor 1
Diperoleh data percobaan dari pengujian keasaman larutan sebagai berikut:
| No | Larutan | pH |
|---|---|---|
| 1 | Larutan obat maag | 9,2 |
| 2 | Sari belimbing | 4,7 |
| 3 | Larutan gula | 7,2 |
| 4 | Larutan cuka | 3,2 |
| 5 | Air sumur | 6,9 |
Dari tabel data tersebut, larutan yang bersifat asam adalah . . .
A. larutan obat maag dan larutan gula
B. larutan gula dan larutan cuka
C. larutan sari belimbing dan larutan cuka
D. larutan gula dan air sumur
(Sumber: soal nomor 8, halaman 4)
Soal Nomor 2
Di sebuah taman terdapat bangku kayu dan bangku besi. Pada tengah malam yang dingin, temperatur bangku kayu … temperatur bangku besi.
A. sama dengan
B. kurang dari
C. lebih dari
D. berbeda dari
(Sumber: soal nomor 29, halaman 8)
Soal Nomor 3
Dalam suatu wadah tertutup, es dapat mencair apabila tekanan udara di dalam wadah dinaikkan pada temperatur tetap. Titik lebur es pada tekanan udara 0,9 atm adalah ….
A. lebih dari 0 °C
B. sama dengan 0 °C
C. kurang dari 0 °C
D. tidak sama dengan 0 °C dan bergantung pada massanya
(Sumber: soal nomor 30, halaman 8)
Soal Nomor 4
Dua tongkat lurus sama panjang A dan B terbuat dari bahan yang sama. Beda temperatur kedua ujung tongkat A adalah ΔT dan beda temperatur kedua ujung tongkat B adalah 2ΔT. Luas penampang tongkat A setengah kali luas penampang tongkat B. Dalam 1 detik mengalir kalor sebanyak Q di tongkat A. Dalam dua detik mengalir kalor sebanyak … di tongkat B.
A. 0,25Q
B. 0,5Q
C. 4Q
D. 8Q
(Sumber: soal nomor 31, halaman 8)
Soal Nomor 5
Permukaan Raksa (Hg) di dalam pipa kapiler berbentuk ….
A. cekung, karena adhesi > kohesi
B. cembung, karena adhesi < kohesi
C. cekung, karena adhesi < kohesi
D. cembung, karena adhesi > kohesi
(Sumber: soal nomor 40, halaman 10)
Soal Nomor 6
Pada suatu bejana, sepotong logam bermassa 50 gram terendam di dalam 500 ml air pada suhu setimbang 26 °C. Ke dalam bejana tersebut dituangkan 500 ml air bersuhu 86 °C sehingga suhu akhir yang dicapai sebesar 36 °C. Massa jenis dan kalor jenis air adalah 1 kg/liter dan 4,2 kJ/kg.°C. Jika kalor yang diserap/dilepas bejana diabaikan, kalor jenis logam sama dengan … kJ/kg.°C.
A. 8,4
B. 16,8
C. 84,0
D. 168,0
*(Sumber: soal nomor 4, halaman 32-33, PAKETA FISIKA)*
Soal Nomor 7
Zat cair X dan Y bermassa sama, bersuhu T<sub>X</sub> dan T<sub>Y</sub>, ditempatkan secara terpisah. Perbandingan kalor jenis kedua zat tersebut adalah 2 : 3.
Jika T<sub>X</sub> = T<sub>Y</sub> kemudian keduanya diberi sejumlah kalor yang sama, kenaikan suhu X lebih kecil dari kenaikan suhu Y.
Jika T<sub>X</sub> < T<sub>Y</sub> kemudian keduanya dicampur, kenaikan suhu X sama dengan penurunan suhu Y.
Jika T<sub>X</sub> = T<sub>Y</sub>, agar diperoleh suhu akhir yang sama, X harus menyerap kalor yang lebih besar dari kalor yang diserap Y.
Jika T<sub>X</sub> < T<sub>Y</sub> kemudian keduanya dicampur, suhu akhir X sama dengan suhu akhir Y.
Pernyataan yang benar adalah pernyataan nomor ....
A. 4
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 1, 2, 3 dan 4
(Sumber: soal nomor 14, halaman 35, PAKETA FISIKA)
Soal Nomor 8
Saat direbus sampai matang, cairan kuning dan putih telur berubah wujud menjadi padat. Perubahan seperti ini merupakan perubahan fisika.
SEBAB
Membeku merupakan perubahan fisika yang terjadi saat suatu benda berubah wujud dari cair menjadi padat dengan menyerap kalor.
A. Keduanya Benar dan berhubungan
B. Keduanya Benar tetapi tidak berhubungan
C. Salah satu benar
D. Keduanya salah
*(Sumber: soal nomor 22, halaman 37, SEBAB-AKIBAT)*
Soal Nomor 9
Suatu zat memiliki titik beku dan titik uap berturut-turut 4 °C dan 80 °C. Pada suhu ruang bahan tersebut memiliki sifat ….
A. susunan molekul tidak teratur
B. gerak molekul tidak bebas
C. letak molekul sangat berdekatan
D. gaya tarik antar molekul sangat lemah
*(Sumber: soal nomor 11, halaman 41, TIPE-1)*
Soal Nomor 10
Pada sebuah piringan tipis logam dengan radius 5 cm terdapat sebuah lubang kecil dengan luas penampang 0,25 cm². Piringan logam itu dipanaskan, sehingga radiusnya menjadi 5,001 cm. Kini luas penampang lubang menjadi … cm².
A. 0,4950
B. 0,4995
C. 0,4999
D. 0,5001
(Sumber: soal nomor 21, halaman 60, Kumpulan Soal OSN)
Soal Nomor 11
Pada suhu 0 °C dan tekanan udara 1 atm, 500 gram air dicampurkan dengan 500 gram es dalam sebuah wadah. Dengan suhu dan tekanan udara dipertahankan, setelah beberapa waktu didapatkan dalam wadah itu ....
A. 1000 gram air
B. 750 gram air dan 250 gram es
C. 500 gram air dan 500 gram es
D. 250 gram air dan 750 gram es
(Sumber: soal nomor 22, halaman 60, Kumpulan Soal OSN)
Soal Nomor 12
Suhu seseorang yang sedang demam terukur 36,5 °F lebih tinggi dari suhu tubuh orang sehat, yaitu 36 °C. Suhu tubuh orang yang sedang demam itu sama dengan ....
A. 30,8 °R
B. 37,8 °C
C. 30,5 °R
D. 38,2 °C
(Sumber: soal nomor 23, halaman 60, Kumpulan Soal OSN)
Soal Nomor 13
Berikut ini merupakan contoh-contoh peristiwa yang berhubungan dengan perubahan zat:
fotosintesis pada tumbuhan
singkong menjadi tapai
besi berkarat
beras menjadi nasi
Dari contoh-contoh di atas, yang merupakan perubahan kimia ditunjukkan oleh nomor ....
A. 1 dan 3
B. 2 dan 4
C. 1, 2, dan 3
D. 1, 2, 3 dan 4
*(Sumber: soal nomor 27, halaman 46-47, TIPE-2)*
Soal Nomor 14
Di halaman sebuah rumah terdapat sebuah tiang dari besi dan sebuah tiang lagi dari kayu. Pada tengah malam ….
A. suhu tiang besi sama dengan suhu tiang kayu
B. suhu tiang besi lebih rendah dari suhu tiang kayu
C. tiang kayu menyerap kalor dari udara lebih banyak daripada tiang besi
D. tiang besi melepaskan kalor ke udara lebih banyak daripada tiang kayu
(Sumber: soal nomor 9, halaman 66, Soal Cadangan)
Soal Nomor 15
Perubahan warna langit dari biru pada siang hari menjadi jingga pada sore hari merupakan contoh peristiwa hamburan cahaya.
SEBAB
Hamburan cahaya matahari pada atmosfer bumi disebabkan oleh interaksi gelombang cahaya dengan partikel-partikel di atmosfer.
A. Keduanya Benar dan berhubungan
B. Keduanya Benar tetapi tidak berhubungan
C. Salah satu benar
D. Keduanya salah
*(Sumber: soal nomor 25, halaman 37, SEBAB-AKIBAT)*
Soal MOTS
1. Dalam sebuah wadah terdapat 300 ml air yang temperaturnya 25°C. Ke dalam air itu dimasukkan 100 gram es yang temperaturnya -10°C. Jika massa jenis air 1 gram/cm³, kalor jenis air 1 kalori/gram°C, kalor lebur es 80 kalori/gram, kalor jenis es 0,5 kalori/gram°C, dan pertukaran kalor hanya terjadi antara air dan es saja, maka dalam keadaan keseimbangan terdapat es sebanyak ....
A. 7,5 gram
B. 12,5 gram
C. 87,5 gram
D. 112,5 gram
Jawaban: B. 12,5 gram
2. Sebuah drum bervolume 100 liter terisi penuh minyak pada suhu 20 °C. Jika temperatur naik menjadi 40 °C dan koefisien muai volume minyak 10⁻³/°C, maka volume minyak yang tumpah adalah .... (Abaikan perubahan volume drum)
Jawaban: 2 liter (tidak ada pilihan dalam naskah)
3. Sebuah batang terbuat dari suatu bahan yang homogen. Batang itu dipanaskan dari suhu 30 °C sampai 70 °C. Jika perubahan panjang batang tersebut relatif terhadap panjangnya mula-mula adalah 4,0 × 10⁻⁴ m, maka koefisien muai panjang batang tersebut ....
A. 1,0 × 10⁻⁵ /°C
B. 1,6 × 10⁻⁵ /°C
C. 1,6 × 10⁻² /°C
D. 2,4 × 10⁻² /°C
Jawaban: A. 1,0 × 10⁻⁵ /°C
4. Batang baja dan batang besi dengan panjang masing-masing 1 m dan luas penampang yang sama, bersambung seperti pada gambar. Temperatur ujung-ujung baja dan besi berturut-turut adalah T₁ = 20°C dan T₂ = 100°C. Koefisien konduktivitas panas baja dan besi berturut-turut adalah 17 dan 75 Wm⁻¹K⁻¹. Temperatur bagian besi pada daerah A, yang berjarak 25 cm dari sambungan adalah ....
A. 66,8°C
B. 77,8°C
C. 83,3°C
D. 90,8°C
Jawaban: C. 83,3°C (berdasarkan perhitungan dengan asumsi koefisien terbalik atau pendekatan)
5. Dua batang homogen diberi beda temperatur tetap yang sama antara kedua ujung masing-masing. Bahan dan luas penampang kedua batang sama. Pada keadaan stasioner, laju aliran kalor pada batang yang lebih panjang ... laju aliran kalor pada batang yang lebih pendek.
A. kurang dari
B. lebih dari
C. sama dengan
D. lebih merata dari
Jawaban: A. kurang dari
6. Sebuah menara telekomunikasi terbuat seluruhnya dari besi dan tingginya 396 m. Pada suatu waktu suhu udara mengalami penurunan ekstrem dari 31 °C menjadi 23 °C. Jika koefisien muai panjang besi 12 × 10⁻⁶ °C⁻¹, perubahan tinggi menara telekomunikasi akibat perubahan suhu tersebut yang paling mendekati adalah ....
A. 0,4 mm
B. 4 mm
C. 4 cm
D. 40 cm
Jawaban: C. 4 cm
7. Sebuah bola logam bermassa 500 g dimasukkan ke dalam 1 kg air. Kalor jenis logam itu 420 J.kg⁻¹.K⁻¹ dan kalor jenis air 4200 J.kg⁻¹.K⁻¹. Jika suhu awal bola logam adalah dua kali suhu awal air, suhu akhir sistem tersebut ... kali suhu awal air.
A. 21/20
B. 22/21
C. 23/22
D. 24/23
Jawaban: B. 22/21
8. Bahan makanan yang dimasak di gunung yang tinggi akan lebih sulit matang karena ....
a. suhu api tidak dapat mencapai panci
b. panci sulit menjadi panas
c. suhu udara rendah
d. air mendidih pada suhu kurang dari 100°C
Jawaban: d. air mendidih pada suhu kurang dari 100°C
9. Alkohol dan raksa banyak digunakan dalam pembuatan termometer. Termometer yang harus digunakan untuk mengukur titik didih air adalah termometer ....
a. raksa karena titik didihnya lebih tinggi dari titik didih air
b. raksa karena bacaan termometer lebih mudah diamati
c. alkohol karena lebih aman digunakan siswa
d. alkohol karena dapat diwarnai sehingga lebih mudah terbaca
Jawaban: a. raksa karena titik didihnya lebih tinggi dari titik didih air
10. Sebuah bola terbuat dari aluminium bertemperatur 80°C dimasukkan ke dalam wadah berisi 100 gr air bertemperatur 25°C. Sebuah bola lain terbuat dari tembaga dengan massa dan temperatur mula-mula sama dengan bola aluminium, dimasukkan ke dalam wadah lain berisi 100 gram air bertemperatur 25°C. Jika diketahui panas jenis aluminium dan panas jenis tembaga berurutan adalah 0,22 kal/gr°C dan 0,093 kal/gr°C, maka pernyataan berikut yang benar adalah ...
a. tembaga lebih cepat dingin daripada aluminium
b. aluminium lebih cepat dingin daripada tembaga
c. aluminium dan tembaga mendingin sama cepat
d. air panas lebih cepat dingin daripada aluminium dan tembaga
Jawaban: a. tembaga lebih cepat dingin daripada aluminium
11. Bimetal pada suhu kamar tampak seperti gambar. Jika koefisien muai panjang bagian A lebih besar dari koefisien muai panjang bagian B, maka batang bimetal itu ....
a. melengkung ke bawah jika suhunya diturunkan dan melengkung ke atas jika suhunya dinaikkan
b. melengkung ke bawah jika suhunya dinaikkan dan melengkung ke atas jika suhunya diturunkan
c. melengkung ke bawah jika suhunya diturunkan
d. melengkung ke atas jika suhunya dinaikkan
Jawaban: a. (sesuai naskah)
12. Berikut ini beberapa pernyataan mengenai kalor dan suhu pada saat membeku.
selama suatu zat membeku, zat itu melepaskan kalor dan suhunya turun
selama suatu zat membeku, zat itu melepaskan kalor dan suhunya tetap
selama suatu zat membeku, suhu zat tersebut turun
selama suatu zat membeku, zat itu melepaskan kalor
Pernyataan yang salah adalah ....
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
Jawaban: a. 1
13. Es yang sedang mencair dan air yang sedang mendidih pada tekanan 1 atm diukur oleh termometer T menunjukkan skala 20 dan 220. Jika termometer tersebut dimasukkan ke dalam air yang bersuhu 45°C, maka skala pembacaan termometer T menunjukkan angka ....
a. 100°C
b. 110°C
c. 120°C
d. 130°C
Jawaban: b. 110°C
14. Apabila pada tekanan udara 1 atm 10 gram es dengan suhu 0°C dicampur dengan 20 gram air dengan suhu 0°C, maka pada akhirnya akan diperoleh ....
a. suhu campuran 0°C, 10 gram es dan 20 gram air
b. suhu campuran 0°C, 30 gram air
c. suhu campuran 0°C, 30 gram es
d. suhu campuran > 0°C, 10 gram es dan 20 gram air
Jawaban: a. suhu campuran 0°C, 10 gram es dan 20 gram air
15. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa suhu ruangan di suatu kantor pada waktu tertentu adalah 30°C. Suhu ini sama saja dengan ....
A. 56°R
B. 86°F
C. 24 K
D. 503°R
Jawaban: B. 86°F
16. Titik leleh kamfer adalah pada temperatur 176 °F. Jika dinyatakan dalam satuan K dan °C, maka titik leleh kamfer adalah . . .
A. 353,0 dan 80,0
B. 80,0 dan 353,0
C. 97,8 dan 370,8
D. 370,8 dan 97,8
Jawaban: A. 353,0 dan 80,0
17. Diketahui bahwa koefisien muai panjang kaca biasa dan kaca pyrex berturut-turut adalah 9 x 10⁻⁶ /°C dan 3,2 x 10⁻⁶ /°C. Dua buah batang masing-masing terbuat dari kaca biasa dan kaca pyrex, dipanaskan hingga mengalami kenaikan temperatur yang sama. Jika keduanya mengalami pertambahan panjang yang sama pula, berarti perbandingan panjang batang kaca biasa terhadap panjang kaca pyrex mula-mula adalah . . .
A. (1/3,2) : (1/9)
B. (1/9) : (1/3,2)
C. 9 : 3,2
D. 1 : 1
Jawaban: B. (1/9) : (1/3,2)
18. Dua buah tabung berukuran sama masing-masing terbuat dari aluminium dan besi. Koefisien muai aluminium lebih besar dari besi. Keduanya dialiri uap sehingga mengalami kenaikan temperatur yang sama. Tabung yang menjadi lebih panjang adalah yang terbuat dari . . .
A. besi
B. tidak berbeda
C. aluminium
D. tidak ada yang mengalami pertambahan panjang
Jawaban: C. aluminium
19. Sejumlah 200 g air bertemperatur 80°C dimasukkan ke dalam sebuah tabung yang terbuat dari tembaga bermassa 400 g. Diketahui panas jenis air dan tembaga berturut- turut adalah 4,2 joule/g °C dan 0,4 joule/g °C. Jika temperatur tembaga mula-mula adalah 20°C, maka temperatur akhir adalah . . .
A. 70,4 °C
B. 64 °C
C. 60,4 °C
D. 60°C
Jawaban: A. 70,4 °C
20. Cairan pengisi thermometer biasa terbuat dari raksa atau alkohol, dasar pembuatan thermometer tersebut memakai azas perubahan ... .
A. angka muai raksa sebagai akibat perubahan suhu
B. daya serap panas akibat perubahan suhu raksa
C. tekanan sebagai akibat adanya perubahan suhu pada raksa
D. volume sebagai akibat adanya perubahan suhu pada raksa
Jawaban: D. volume sebagai akibat adanya perubahan suhu pada raksa
21. Suhu air hangat menurut skala termometer Celsius 45. Menurut skala Fahrenheit suhu tersebut adalah ...
A. 25
B. 57
C. 81
D. 113
Jawaban: D. 113
22. Perhatikan grafik hasil suatu percobaan! Air sebanyak 2 kg bersuhu 60 °C akan diuapkan. Jika kalor uap air 2,27 x 10⁶ J/kg, kalor jenis air 4200 J/(kg°C) dan tekanan udara 76 cmHg, maka kalor yang diperlukan untuk proses B – C adalah ....
A. 336 kilo joule
B. 4540 kilo joule
C. 4876 kilo joule
D. 5212 kilo joule
Jawaban: B. 4540 kilo joule
23. Perhatikan gambar bimetal. Ketika bimetal dinaikkan suhunya, arah membengkok dan alasan yang benar ditunjukkan oleh nomor .... (dari tabel)
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (4)
C. (2) dan (3)
D. (3) dan (4)
Jawaban: C. (2) dan (3)
24. Kalor lebur air adalah 80 kal/gram. Ini berarti ...
A. dibutuhkan 80 kalori untuk menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 derajat
B. dibutuhkan 80 kalori untuk mengubah 1 gram air menjadi uap seluruhnya
C. dibutuhkan 80 kalori untuk mempertahankan temperatur 1 gram air
D. dibutuhkan 80 kalori untuk mengubah 1 gram es menjadi air seluruhnya
Jawaban: D
25. Berapa suhu akhir campuran jika 50 gram air bersuhu 0°C ditambahkan ke 100 gram air bersuhu 90°C?
A. 15°C
B. 45°C
C. 60°C
D. 75°C
Jawaban: C. 60°C
26. Dua buah batang mula-mula masing-masing panjangnya 10 m. Kedua batang tersebut terbuat dari baja dan aluminium dengan koefisien muai panjang berturut-turut 11x10⁻⁶ /°C dan 24x10⁻⁶/°C. Setelah kenaikan temperatur sebesar 40 °C panjang batang baja dan aluminium berturut-turut menjadi ...
A. 10,044 m dan 10,096 m
B. 10,0044 m dan 10,0096 m
C. 10,096 m dan 10,044 m
D. 10,0096 m dan 10,0044 m
Jawaban: B. 10,0044 m dan 10,0096 m
27. Sebuah jendela kaca mempunyai tebal 8 mm dan luas 1 m². Jika temperatur udara di luar 30 °C dan di dalam 20 °C serta konduktivitas termal kaca adalah 0,8 W/m°C, maka jumlah energi yang melewati kaca selama 1 jam adalah ... mega joule.
A. 360
B. 36
C. 6
D. 3,6
Jawaban: D. 3,6
28. Sebuah pipa gelas berisi alkohol akan digunakan sebagai termometer. Tinggi kolom alkohol ketika ujung pipa dikontakkan dengan es meleleh dan air mendidih berturut- turut adalah 4 cm dan 28 cm. Temperatur air yang membuat tinggi kolom alkohol 16 cm adalah ... °C.
A. 67,7
B. 50
C. 16
D. 12
Jawaban: B. 50
29. Pada peristiwa air mendidih dalam bejana terjadi penguapan di ...
A. permukaan air
B. dasar bejana
C. seluruh bagian air
D. bagian tengah air
Jawaban: C. seluruh bagian air
30. Seratus gram air dipanaskan selama 20 detik dengan pemanas listrik yang dayanya 210 W. Temperatur awal air 25 °C. Jika efisiensi pemanas 0,7 dan kalor jenis air 1 kal/g°C maka temperatur akhirnya adalah ...
A. 35 °C
B. 32 °C
C. 28 °C
D. 27 °C
Jawaban: B. 32 °C
31. Sebuah piringan berdiameter 6 cm terbuat dari bahan yang koefisien mual luas 1,0 x 10⁻³ /°C. Di pusat piringan terdapat lubang yang diameternya 2 cm. Jika piringan itu dipanaskan dari 25 °C sampai 46 °C, maka diameter piringan jadi mendekati ...
A. 6,00006 cm
B. 6,0006 cm
C. 6,006 cm
D. 6,06 cm
Jawaban: D. 6,06 cm
32. Cairan sebanyak 50 gram dipanaskan dari 25 °C sampai 50 °C, menyerap kalor sebanyak kalor yang diperlukan untuk memanaskan 100 gram air dari 20 °C sampai 40 °C. Jika kalor jenis air 1 kal/g°C, maka kalor jenis cairan tersebut adalah ...
A. 2,4 kal/g°C
B. 2,1 kal/g°C
C. 1,8 kal/g°C
D. 1,6 kal/g°C
Jawaban: D. 1,6 kal/g°C
33. Dua buah batang identik disambungkan secara seri. Titik sambung kedua batang dipanaskan. Jika beda temperatur antara ujung bebas batang pertama dan titik sambung adalah 10 °C, maka beda temperatur antara ujung bebas batang pertama dan ujung bebas batang kedua adalah ...
A. 0 °C
B. 2 °C
C. 4 °C
D. 6 °C
Jawaban: A. 0 °C
Subscribe by Email
Follow Updates Articles from This Blog via Email
No Comments