fisika smp_jerry

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

7. Perhatikan gambar berikut!
Satu kilogram es dipanaskan. Jika kalor jenis
es 2100 J/kg0C, kalor lebur es 336000 J/kg,
dan kalor jenis air adalah 4200 J/kg0C, maka
kalor yang dibutuhkan untuk :
a. Proses P – Q
b. Proses Q – R
c. Proses R – S
d. Total proses dari awal sampai akhir ( P – S )

Penyelesaian :
a. Proses P – Q :
Mula – mula es dipanaskan. Suhu es naik dari – 50C sampai di 00C. Karena terjadi perubahan suhu,
maka kalor yang digunakan adalah kalor untuk menaikkan suhu.

1 = ∆
= 1 2100 ⁄ 0 (00 − (−50 ))
= 1 .2100 ⁄ 0 . 50 = 10500

b. Proses Q – R
Ketika es mencapai 00C, es mulai meleleh. Pada grafik ditunjukkan oleh titik Q. Es
tidak meleleh dalam sekejap, tetapi sedikit demi sedikit, membentuk campuran es-air.
Selama proses ini, walaupun kalor terus diberi, suhu es tidak berubah, tetap 00C
sampai es seluruh mencair di titik R. Kalor untuk meleleh/meleburkan es sebesar.

2 =
= 1 336000 ⁄
= 336000

c. Proses R – S
Setelah seluruh es berubah menjadi air. Suhu air naik dari 00C sampai di 100C. Karena
terjadi perubahan suhu, maka kalor yang digunakan adalah kalor untuk menaikkan
suhu.

3 = ∆
= 1 4200 ⁄ 0 (100 − 00 )
= 1 .4200 ⁄ 0 . 100 = 42000

d. Proses dari P - S
Total kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu es – berubah wujud menjadi air
yang bersuhu 100C adalah.
= 1 + 2 + 3

= 10500 + 336000 +42000
= 388500

D. Transfer panas

Konduksi

Merupakan perpindahan panas melalui zat perantara tanpa disertai
perpindahan partikelnya. Gambar di bawah ini merupakan zat padat homogen
(serbasama). Logam berbentuk batang dengan panjang L, luas permukaan A, suhu
ujung kiri 1 dan suhu ujung kanan 2, dengan 1 > 2.

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 200

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Ternyata:
Apabila luas penampang A semakin besar, maka
panas yang dikonduksikan semakin besar.
Jika ∆ semakin besar artinya terjadi perbedaan
suhu yang cukup besar di antara 2 dan 1, panas
yang dikonduksikan semakin besar.

Sedangkan, ketika L semakin panjang maka panas
yang dikonduksikan semakin kecil. Jenis bahan yang
berbeda, panas yang dikonduksikan juga berbeda.

Secara matematis ditulis:
∆ = = . .∆

∆

dengan; H = laju perubahan panas = daya panas(Joule/ s = Kal /s = Watt)
A = luas penampang (m2)
K = konduktifitas termal (Joule / m.Ks = Watt /K )
L = panjang bahan ( m )

Konveksi

Wadah yang berisi 1 L air dengan massa jenis untuk satu molekul air

adalah = m. Wadah dipanaskan pada bagian bawahnya, maka air menerima



panas. Akibatnya, molekul air yang dipanaskan akan bertambah volumenya.

Dengan massa air tetap, maka massa jenis molekul air menjadi lebih kecil, yaitu

′ = m = m. Dengan demikian molekul air yang memiliki massa jenis lebih kecil
V′
V+∆V
ini akan bergerak naik ke permukaan air. Ruang kosong yang ditinggalkan

selanjutnya diisi oleh molekul air pada bagian lain yang belum terkena panas. Jika

proses tersebut terjadi secara terus menerus sehingga akan terjadi perpindahan

panas yang dibawa oleh molekul – molekul air tersebut. Berdasarkan cerita

tersebut, dapat disimpulkan bahwa perpindahan secara konveksi merupakan

perpindahan panas oleh pergerakan partikel zat perantara seperti fluida yang

membentuk aliran karena perbedaan massa jenis.

Besarnya panas dirumuskan sebagai berikut : ∆ = = h. . ∆
∆
dengan, h= koefisien konveksi ( Watt / m2. K )

Radiasi atau Pancaran

Merupakan perpindahan panas dalam bentuk pancaran gelombang
elektromagnetik. Perpindahan kalor ini tidak memerlukan medium.

dengan, ∆ = = e. σ . 4

∆

e = emisivitas harga 0 ≤ ≤ 1
= konstanta stefan Boltzman

= 5,67 x 10−8 ( W / m2.K4 = J / s . m2 . K4 )

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 201

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Contoh

1. Sebuah batang logam mempunyai panjang 2 m, dan luas penampang 20 cm2, dan

perbedaan suhu kedua ujungnya adalah 500C. Bila koefisien konduksi termalnya

0,2 kal/ms0C, tentukan jumlah kalor yang merambat per satuan luas & persatuan

waktu!

Penyelesaian :
Dik

= 2
= 2 2 = 2 × 10−3 2

= 500
= 0,2 ⁄ 0
dit : kalor yang merambat per satuan waktu!
Jawab

∆ = = . .∆
∆
∆ = = 0,2 ⁄ 0 .2×10−3 2.500 = 0,01
∆ 2

2. Sebuah ruangan ber-AC memiliki kaca jendela yang luasnya 2 m x 1,2 m dan

tebalnya 3,5 mm. suhu di dalam ruang 200C dan suhu diluar ruang 300C. Hitung laju

konduksi kalor melalui kaca ini jika konduktivitas termal kaca 0,8 W/mK!

Penyelesaian
Dik

= 3,5 = 3,5 × 10−3
= 2 × 1,2 = 2,4 2
∆ = 300 − 200 = 100

= 0,8 ⁄
dit : kalor yang merambat per satuan waktu!
Jawab

∆ = = . .∆
∆
⁄ .2,4 2.100
∆ = = 0,8 3,5 ×10−3 = 5,486 × 103 ⁄
∆

3. Dua batang dengan panjang dan luas penampang sama tetapi terbuat dari bahan
yang berbeda disambungkan seperti ditunjukkan gambar berikut

Jika koefisien konduksi termal P 2 adalah 2 kali koefisien konduksi termal Q, maka
suhu di bidang batas P dan Q adalah…

Penyelesaian
Dik

= =

= =
= 900
= 00

= 2
dit : kalor yang merambat per satuan waktu!
Jawab:
Prinsip persambungan dua batang logam berbeda jenis adalah

1 = 2

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 202

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

=

. .∆ = . .∆



2 . .( − ) = . .( − )



2 . (900 − ) = . ( − 00 )

1800 − 2 =
3 = 1800
1800
= 3 = 600

4. Suatu fluida memiliki koefisien konveksi termal 0,01 kal/m2s0C da memiliki luas

penampang aliran 20cm2. Bila fluida tersebut mengalir di sebuah dinding dengan

suhu 1000C menuju dinding lainnya dengan suhu 200C dan kedua dinding dalam

keadaan yang sejajar, maka berapa besarnya kalor yangn dirambatkan?

Penyelesaian :

Dik

= 20 2 = 2 × 10−3 2

∆ = 1000 − 200 = 800

ℎ = 0,01 ⁄ 2 0
dit : kalor yang merambat per satuan waktu!
Jawab

∆ = = ℎ. . ∆
∆
∆
∆ = = 0,01 ⁄ 2 0 .2 × 10−3 2. 800 = 16 × 10−4

5. Suhu kulit seseorang tanpa pakaian kira – kira 320C. Jika orang yang luas

permukaan tubuhnya kira – kira 1,6m2 berada dalam ruang yang suhunya 220C,

tentukan (h=7 W/m2K)!

a. laju aliran konveksi

b. kalor yang dilepaskan tubuh orang itu melalui konveksi selama 5 menit.

Penyelesaian b.kalor yang dilepaskan tubuh selama 5
Dik menit

= 1,6 2 ∆ =
∆
∆ = 320 − 220 = 200 Karena 42 W artinya dalam 1 sekon

ℎ = 7 ⁄ 2 energi yang dilepaskan sebesar 42 J, maka
dit :
∆ = 42
a. kalor yang merambat per satuan waktu!
Jawab ∆ = 42 . 5.60 = 33600


∆ = = ℎ. . ∆
∆
∆
∆ = = 7 ⁄ 2 . 1,6 2. 100 = 42

6. Sebuah lampu pijar memakai kawat wolfram dengan luas (A) 10-6 m2 dan
emisivitasnya (e) adalah 0,5. Jika bola lampu berpijar dengan suhu 1000 K selama
5 sekon ( = 5,67 × 10−8 ⁄ 2 4), tentukan berapa besar energi kalor yang
dilepaskan!

Penyelesaian
Dik :
= 10−6 2

= 1000
= 5,67 × 10−8 ⁄ 2 4

= 0,5

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 203

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

dit : kalor yang merambat per satuan waktu!
Jawab

∆ = = . . 4
∆
∆ = = 0,5.5,67 × 10−8 ⁄ 2 4 . 10−6 2. (1000 )4
∆
∆ = = 0,5.5,67 × 10−8 ⁄ 2 4 . 10−6 2. 1012 4
∆
∆
∆ = = 2,835 × 10−8

Karena 2,835 × 10−8 artinya dalam 1 sekon energi yang diperlukan adalah 2,835 ×

10−8 , maka selama 5 sekon energi yang dikeluarkan adalah

∆ = 2,835 × 10−8 . 5 = 14,175 × 10−8


E. Gas ideal

Hukum Boyle

Robert Boyle (1627 – 1691 ) meneliti bagaimana hubungan antara
tekanan P dengan volume V pada gas ideal ada suhu tetap. Di dalam tabung yang
terisolasi dari lingkungan berisi gas ideal dengan tekanan P1 dan volume V1. Gas
ideal dalam tabung tersebut dipres atau ditekan sampai tekanannya menjadi P2
dan volumenya menjadi V2, dengan menjaga agar suhu T dalam tabung tersebut
tetap. Berdasarkan percobaan didapatkan hubungan bahwa :

“Gas dalam tabung isolasi, hasil kali tekanan dan volume gas idael adalah tetap
pada suhu T konstan.”

PV = konstan (proses isothermis)

1 1 = 2 2

Hukum Charles dan Gay Lussac

Jackues Charles ( 1746 – 1823 ) melakukan penelitian tentang hubungan antara
volume V dan suhu T dari gas ideal pada tekanan tetap. Berdasarkan eksperimen,
Charles menyimpulkan bahwa:

“ Apabila gas dipanaskan dengan mempertahankan tekanan dalam sebuah
tebung tertutup, maka volumenya akan sebanding dengan suhu mutlaknya.”

Apabila terdapat dua keadaan berbeda yang setimbang pada tekanan tetap,
maka diperoleh persamaan :

V = konstan (proses isobarik)

T

1 = 2

1 2

Joseph Gay Lussac, seorang ahli kimia Prancis menyatakan bahwa :

“Jika gas yang dipertahankan volumenya berada dalam sebuah tabung tertutup,
maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.”

oleh karena itu, apabila gas berada dalam dua keadaan setimbang yang memiliki
volume tetap, persamaan menjadi :

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 204

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

P = konstan (proses isokhorik)

T

1 = 2

1 2

Sehingga gabungan dari ketiganya di sebut hukum Boyle,Charles, dan Gay-Lussac
tersebut menghasilkan persamaan gas ideal:

= 1 1 = 2 2

1 2

Pada satu sistem dengan tekanan dan suhu dipertahankan konstan, ketika volume
V dari gas ditambahkan maka massa m dari gas juga akan bertambah. Jadi volume
gas hanya bergantung pada banyaknya molekul gas

Contoh :

1. Dalam sebuah ruang tertutup 2. Dalam sebuah mesin diesel, tetesan

terdapat 4 m3 gas yang minyak dan udara dimasukkan dalam

mempunyai tekanan 2 atmosfer silinder. Sebuah piston menekan udara

(2atm). Agar tekanannya tersebut hingga volumenya menjadi 1/15

menjadi 0,5 atmosfer (0,5atm) volume awalnya dan tekanannya menjadi

pada suhu tetap, maka 45 atm. Jika suhu mula – mula 270C dan

volumenya harus menjadi… tekanan mula – mula 1 atm, maka suhu

Penyelesaian udara dalam silinder setelah ditekan

Dik menjadi..

1 = 4 3 Penyelesaian
1 = 2 Dik
2 = 0,5
1 =
1
Suhu udara tetap maka 1 = 2 = 2 = 15

1 = 1

Dit : 2? 2 = 45
1 = 270 + 273 = 300
1 1 = 2 2 Dit : 2?
1 2
2 4 3 = 0,5 2
1 1 = 2 2
2 4 3
2 = 0,5 = 16 3 1 2

1 = 45 115
300 2

2 = 45 . 115 . 300 = 900
1

Jadi suhu akhirnya adalah 900K – 273 =
3540C

3. Ketika berenang pada kedalaman 15 m seekor
ikan mengeluarkan gelembung udara dengan
volume 2,5 m3. Jika tekanan udara atmosfer
adalah 1 atm dan suhu udara ketika di dalam
air dan di permukaan udara tetap, hitunglah
volume gelembung setelah mencapai
permukaan!

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 205

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Penyelesaian
Dik

1 = 2,5 3,
ℎ = 15 ,

= 1 = 1,01 × 105 ⁄ 2 ,
= 1000 ⁄ 3
1 = 2 =
Dit : 2?
Perhatikan gambar di atas! Gelembung yang dihasilkan ikan di titik 1 mula – mula

kecil, semakin ke atas gelembung semakin besar karena tekanan semakin kecil.
Perbedaan tekanan ini menyebabkan perubahan volume gelembung. Tekanan di titik

1 adalah tekanan total yaitu tekanan mutlak + tekanan hidrostatis.

= + ℎ
= 1,01 × 105 ⁄ 2 + . . ℎ
= 1,01 × 105 ⁄ 2 + 1000 ⁄ 3 . 10 ⁄ 2 . 29,9
= 1,01 × 105 ⁄ 2 + 2,99 × 105 ⁄ 2
= 4,0 × 105 ⁄ 2
Tekanan di titik 2 adalah tekanan atmosfer

= 1,01 × 105 ⁄ 2
Volume gelembung di titik 2 diperoleh dengan cara berikut

1 1 = 2 2
1 2
1 1 2
2 = 1 2

Karena 1 = 2 = , maka ×105 ⁄ 2. 2,5 3
1,01 ×105 ⁄ 2
2 = 1 1 = 4,0 = 9,9 3
2
Jadi volume gelembung di permukaan air adalah 9,9 m3.

LATIHAN SOAL PG 3. Perhatikan gambar berikut!
1. Pembacaan skala pada termometer
Skala suhu (TF) yang ditunjukkan
Fahrenheit akan sama dengan skala pada termometer fahrenheit
Celcius pada suhu… adalah….0F
A. 00C A. 30
B. – 100C B. 24
C. – 200C C. 32
D. – 400C D. 86

2. Perhatikan gambar berikut!

Skala suhu (TR) yang ditunjukkan 4. Pada termometer x titik beku air
pada termometer reamur adalah….0R adalah 40 0X dan titik didih air adalah
A. 30 240 0X. bila sebuah benda diukur
B. 24 menffunakan termometer Celcius
C. 32 suhunya 500C, maka bila diukur
D. 86

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 206

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

menggunakan termometer X, 10−6/0 . Jarak antara kedua batang
suhunya ialah…. yang diperlukan pada suhu 200C
A. 80 adalah…
B. 100 A. 0,0012 m
C. 140 B. 0,0024 m
D. 160 C. 0,0036 m
D. 0,0072 m
5. Angka yang ditunjukkan skala
Fahrenheit suatu saat 360 lebih tinggi 9. Selembar kaca berukuran 2 m2 pada
daripada angka skala Celcius. Besar suhu 250C. Luas kaca tersebut pada
suhu yang ditunjuk oleh skala celcius suhu 800C adalah….koefisiein muai
adalah… 0C panjang kaca = 9,0 × 10−6 −1
A. 5 A. 2,0099 m2
B. -242 B. 2,00198 m2
C. 45 C. 2,00297 m2
D. 80 D. 2,00 m2

6. Jumlah angka pada skala Celcius 10. Alumunium pada suhu 00C
dengan skala Fahrenheit sama bervolume 20 cm3. Koefisien muai
dengan angka pada skala Reamur. panjang alumunium 2,4 × 10−5/0 .
Besar suhu yang ditunjuk oleh skala Setelah dipanaskan, volume nya
reamur adalah.. menjadi 20,144 cm3. Berapa suhu
A. 3,20R alumunium pada saat itu?
B. 16,20R A. 400 0C
C. 160R B. 300 0C
D. 12,80R C. 200 0C
D. 100 0C
7. Panjang sebatang baja pada suhu
300C adalah 250 cm. Jika koefisien 11. Besar volume balok besi pada suhu
muai panjang alumunium 10−5/0 , 500C jika volume pada suhu 00C
maka panjang baja ketika dipanaskan adalah 200 cm3 adalah… (Koefisien muai
hingga suhunya menjadi 100 0C panjang balok adalah 0,000012/0 )
adalah… A. 300,12 cm3
A. 250,175 cm B. 300,24 cm3
B. 250,157 cm C. 300,36 cm3
C. 250,571 cm D. 300,48 cm3
D. 250,751 cm
12. Berapa banyak air yang tumpah
8. Panjang batang rel kereta api masing ketika sebuah bejana pyrex yang
– masing 10 meter dipasang berisi penuh 1 L (1000 cm3) air pada
berurutan dengan jarak tertentu pada suhu 200C dipanaskan sampai
suhu 200C. Hal ini dilakukan supaya mencapai 900C ? (koefisien muai panjang
ketika pada suhu 300C rel tersebut
saling bersentuhan. Koefisien muai pyrex adalah 3 × 10−6/0 dan koefisien muai
batang rel kereta api 12 × volume air adalah 2 × 10−4/0 ).

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 207

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

A. 0,63 cm3 A. Jika > >
B. 13,65 cm3 , maka kalor
C. 13,37 cm3 dari A akan
D. 14 cm3 mengalir ke B
kemudian
13. Densitas air raksa pada 00C = 13.600 kalor dari B
kg/m3. Berapa densitasnya pada akan mengalir
ke C
600C? koefisien muai volume
B. Jika > > , maka kalor dari
air raksa β = 1,8 × 10−4/0 A akan mengalir ke B kemudian
kalor dari B akan mengalir ke C
A. 13.454,5 kg/m3
B. 13.654,5 kg/m3 C. Jika > > , maka kalor dari
C. 13.354,5 kg/m3 A akan mengalir ke C kemudian
D. 12.954,5 kg/m3 kalor dari C akan mengalir ke B

14. Sebuah kubus dengan volume V D. Jika > > , maka kalor dari
A akan mengalir ke C kemudian
terbuat dari bahan yang muai kalor dari C akan mengalir ke B

panjangnya . Jika suhu kubus 18. Kalor yang dibutuhkan 500 gram es
bersuhu 00C untuk melebur
dinaikkan sebesar ∆ , maka luasnya seluruhnya adalah…. Joule. (H =
336.000 J/kg)
akan bertambah sebesar… A. 33.600
B. 51.600
A. ∆ C. 97.200
D. 168.000
B. 6 ∆
19. Jika kalor jenis es 0,25 ⁄ 0 ,
C. 2 maka untuk menaikkan suhu 6000 gr
es dari -500 ke -50 dibutuhkan
6 3∆ kalor …. Kal
A. 3,25 × 103
D. 2 B. 3,25 × 104
C. 6,25 × 103
12 3∆∆ D. 6,75 × 104

15. Besar kalor yang dibutuhkan 5 kg air 20. Untuk menaikkan 50 gram alkohol
untuk menaikkan suhunya sebesar dari 100 sampai titik didinya yaitu
50C jika diketahui kalor jenis air 4200 700 diperlukan kalor sebesar 16500
⁄ 0 adalah…J kalori. Berapa kalor jenis alkohol
A. 525 tersebut?
B. 33.600 A. 9 kal⁄gr.0 C
C. 110.000 B. 15 kal⁄gr.0 C
D. 105.000 C. 5,5 kal⁄gr.0 C
D. 4,5 kal⁄gr.0 C
16. Benda X bersuhu lebih tinggi
disentuhkan pada benda Y dengan
suhu lebih rendah, akan terjadi…
A. Perpindahan kalor dari X ke Y
B. Perpindahan kalor dari Y ke X
C. Penurunan suhu pada Y,
kenaikkan suhu pada X
D. Keadaan suhu kedua benda tetap.

17. Pernyataan yang paling tepat untuk
gambar di samping adalah …

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 208

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

21. Perhatikan grafik kenaikan suhu air 25. Untuk mendinginkan minuman yang
di bawah ini ! masih panas lebih efektif digunakan
10 gram es daripada 10 gram air dari
Pernyataan yang salah dengan grafik 00 .
di atas adalah… SEBAB
A. pada B-C es melebur Untuk melebur, es menyerap kalor.
B. pada C-D suhu air mengalami Sehingga minuman yang masih panas
akan lebih banyak mengeluarkan
peningkatan kalor ketika dicampur dengan es
C. pada B-C tidak mengalami dibandingkan ketika dicampur
dengan air bersuhu 00C.
perubahan suhu Jawaban yang paling tepat adalah….
D. pada A-B suhu air mengalami A. Jika pernyataan benar, alasan
benar, dan keduanya
penurunan menunjukkan hubungan sebab
akibat.
22. Kalor pada 800 gram besi (kalor jenis B. Jika pernyataan benar dan alasan
540 J/k 0 ) yang didinginkan dari benar tetapi keduanya tidak
500 menjadi 100 adalah….. J menunjukkan hubungan sebab
A. -17280 akibat
B. 17280 C. Jika pernyataan benar dan alasan
C. 55500 salah
D. -55500 D. Jika pernyataan salah dan alasan
benar
23. Sebuah tabung terbuat dari tembaga
(c =390 J/kg.K) dan massanya 320 26. Perhatikan grafik berikut !
gram. Tentukan besarnya kapasitas
kalornya…
A. 124800 J/K
B. 124,8 J/K
C. 1528 J/K
D. 152,8 J/K

24. Berapa kapasitas kalor alkohol, jika Jika kalor jenis es = 1, kalor jenis air =
untuk menaikkan suhu dari 380 2, kalor kebur es = 1, dan kalor uap
menjadi 780 dibutuhkan kalor air = , maka untuk menguapkan dua
10080 J….
A. 14,4 J/C kilogram es diperlukan kalor
B. 252 J/C
C. 60 J/C sebesar… J
D. 144 J/C
A. 40 1 + 2 1 + 100 2 + 2
B. 80 1 + 2 1 + 200 2

C. 80(1 1 + 5 2) +2 ( 1 + U)
2
4

D. 2 1 + 200 2 + 2

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 209

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

27. Kalor yang dilepaskan segelas teh A. 25.60C
panas yang suhunya turun dari 900 B. 230C
menjadi 300 adalah 630 KJ. Berapa C. 640C
massa teh dalam gelas tersebut? ( D. 780C
kalor jenis air teh 4200 J/kg0C
A. 2,45 kg 31. Air bermassa 200 gram beruhu 300C
B. 392 gr dicampur air mendidih bermassa 100
C. 2,5 kg gram dan bersuhu 900C. Kalor jenis
D. 0.33 gr air = 1 kal/gram.0C. suhu air
campuran padda saat kesetimbangan
28. Perhatikan gambar berikut ini! termal adalah…
A. 600C
B. 500C
C. 400C
D. 300C

Bila 500 gram es dipanaskan, dan 32. Seorang siswa ingin menentukan
kalor lebur es = 340.000 J/kg, kalor kalor jenis suatu logam baru. 100
jenis es = 2.100 J/kg.0C, dan kalor gram logam tersebut dipanaskan
jenis air 4.200 J/kg.0C, maka jumlah sampai 1800C dan segera dicelupkan
kalor yang diperlukan pada proses A ke dalam 240 gram air 200C yang
ke D adalah sebesar … terdapat dalam kalorimeter
A. 10500 joule alumunium. Jika suhu akhir
B. 170000 joule campuran tersebut 360C, kalor jenis
C. 325000 joule logam tersebut adalah… (kalor jenis
D. 243500 joule air = 4200 J/kg0C,)
A. 2240 J/kg0C
29. Air ( =1 kal⁄gr.0 C) bermassa 600 B. 3360 J/kg0C
gram memiliki suhu 400 . Jika air C. 1120 J/kg0C
tersebut menyerap kalor sebesar D. 7930 J/kg0C
6250 J, maka suhu akhir air tersebut
adalah… 33. Suhu dari tiga macam cairan yang
A. 100C bermassa sama A, B, dan C adalah
B. 310C 120C, 190C, dan 280C. Suhu akhir
C. 23.60C ketika A dan B dicampur adalah 160C
D. 42.50C sedangkan ketika B dan C dicampur
adalah 230C. Hitunglah suhu ketika A
30. Minuman bermassa 60 gram bersuhu dan C dicampur!
900C dicampur dengan air mendidih A. 21,670C
40 gram dan bersuhu 250C. (kalor B. 230C
jenis air = 1 kal/gram0C ). Suhu air C. 24,310C
campuran pada saat kesetimbangan D. 20,260C
termal adalah…

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 210

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

34. Sebuah lempeng nikel tebalnya 3 m, 37. Suhu udara ruangan sebesar 480C,
penampangnya 3 m x 6 m. Suhu salah sedangkan suhu permukaan dinding
satu sisi 165 K dan sisi yang lain 145 rumah bagian dalam 580C. jika
K. Berapa panas per detik koefisien konveksi udara saat itu
dihantarkan melalui lempeng itu? ( adalah 7.5 x 1011 Watt/m2K, maka
konduktivitas termal nikel 91 laju aliran kalor yang diterima oleh
W/mK.) dinding rumah bagian dalam seluas
A. 14677 Watt 6m2 adalah…
B. 10920 Watt A. 450 x 1011 Watt
C. 45568 Watt B. 4,5 x 1010 Watt
D. 90034 Watt C. 12,5 x 1011 Watt
D. 8 x 1011 Watt
35. Dua batang dengan panjang dan luas
penampang sama tetapi terbuat dari 38. Sebuah benda berbentuk bola
bahan yang berbeda disambungkan memiliki permukaan hitam
seperti ditunjukkan dalam gambar. sempurna (emisifitas = 1) bersuhu
100 K dan jari – jari 4 cm. jika
Koduktivitas termal q adalah konstanta Boltzman = 5,67 x 10-8
setengah dari p. Ujung p pada 00C dan Watt/m2.K, maka energi per satuan
q pada 1000C. Suhu pada sambungan waktu yang dipancarkan benda
saat keadaan seimbang adalah… tersebut adalah…
A. 32,30C A. 4.3 x 10-8 Watt
B. 33,30C B. 1,1394 x 10-1 Watt
C. 34,30C C. 6.25 KWatt
D. 35,30C D. 5103 KWatt

36. Dua buah batang logam P dan Q 39. Empat belas liter udara pada 70C
disambungkan dengan suhu ujung- dipanasi tekanan tetap sampai
ujungnya berbeda. suhunya 270C, maka volume udara
saat suhunya 270C adalah…
A. 20 L
B. 18 L
C. 15 L
D. 13 L

Apabila koefisien koduktivitas logam 40. Massa jenis gas nitrogen pada
P ½ kali koefisien logam Q, serta AC = keadaan normal (P=1atm,T=00C)
2 CB, maka suhu di C adalah…..0C adalah 1,25 kg/m3. Besar massa
A. 40 jenisnya pada suhu 600C dan 72cmHg
B. 54 adalah..
C. 65 A. 0,97 kg/m3
D. 70 B. 1,10 kg/m3
C. 1,15 kg/m3
D. 1,25 kg/m3

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 211

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

KUNCI

1. D 11. C 21. D 31. B
2. B 12. C 22. A 32. C
3. D 13. A 23. B 33. D
4. C 14. D 24. B 34. B
5. A 15. D 25. A 35. B
6. C 16. A 26. C 36. B
7. A 17. C 27. C 37. A
8. A 18. D 28. D 38. B
9. B 19. D 29. D 39. C
10. D 20. C 30. C 40. A

Pembahasan

No 1 No 2

= = TC = 300C , berapa suhu yang ditunjuk
∆ = ∆ pada skala TR

∆ = ∆

−32 = −0 −0 = −0
80 100
180 100 =
45
−32 = −0 4
= 5
180 100
= 4 30
−32 = 5
= 240 , jawabannya B
95 No 5 : TF = 36 + TC , Berapa TC

5 − 160 = 9 −32 = −0

4 = −160 180 100
= − 160 = −400,jawabannya D
( +36)−32 =
4
95
No 4
Termometer X memiliki titik didih 2400C −4 =
dan titik beku 400X. jika Tc=500C maka T-
x adalah… 95

∆ = ∆ 5 − 20 = 9

4 = 20

−40 = −0 = 20 = 50, jawabannya A

200 100 4

−40 = 50 No 7
Panjang logam 250 cm, Suhu awal 300C,
21 Koefisien muai panjang 10-5/0C, Panjang
ketika suhu 1000C adalah..
− 40 = 100 Pertama, hitung pertambahan panjangnya
= 140, jawabannya C
No 6 ∆ = 0 ∆
TC+TF=TR ∆ = 250 . 10−5(1000 − 300 )
Besar suhu yang ditunjuk oleh skala
reamur adalah. ∆ = 250 . 10−5(700 )
Untuk menyelesaikan persoalan ini kita ∆ = 175. 102. 10−5
gunakan persamaan untuk fahrenheit dan
reamur ∆ = 175. 102−5
∆ = 175. 10−3
∆ = ∆
∆ = 0,175
Karena panjang awal 250 dan
pertambahan panjangnya 0,175 maka
−0 = −32 panjang akhirnya
250 + 0,175 = 250,175 ,
100 180 jawabannya A

= −32

59

Karena TC+TF=TR ,maka TF=TR- TC

= − −32

59

9 = 5 − 5 − 160
14 − = −160 diperoleh per.1

∆ = ∆



−0 = −0

80 100

=

45

5 = 4

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 212

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

= 5 , diperoleh per.2 Subtitusi per 2 ke
4
per 1

14 − = −160
(5
14 ) − = −160
4

(35 ) − = −160

2

(35−10 ) = −160

2
(25
) = −160
2
2
= − 25 160, = 12,8

Jawabannya D

No 10 144x10−3 = 144 x 10−5/0 . ∆

Volume awal Al 20 cm3, Suhu awal 00C ∆ = 144x10−3
144 10−5/0
,Koefisien muai panjang 2,4 x 10-5/0C,
Volume akhir 20,144 cm3, Suhu ∆ = 10−3. 1050

alumunium pada saat itu adalah. ∆ = 10−3+50

Dari informasi tersebut kita peroleh ∆ = 1020
pertambahan volumenya yaitu
∆ = 1000
∆ = 20,144 3 − 20 3
∆ = 0,144 3 Karena suhu awal 00C dan pertambahan

0,144 3 = 20 3. 3( 2,4 x 10−5)/0 . ∆ suhunya 1000C maka suhu akhirnya

0,144 = 144 x 10−5/0 . ∆ 00 + 1000 = 1000 , jawabannya D

No 12 Pertambahan volume pyrex
Volume awal pyrex 1000 cm3, Volume ∆ = 03 ∆ , maka
awal air 1000 cm3, Suhu awal 200C, Suhu ∆ = 1000 3. 3(3x10−6)/0 . 700
akhir 900C, Koef muai panjang pyrex 3 x
10-6/0C, Koef muai volume air 2 x 10-4/0C, ∆ = 630000x10−6 3
Banyak air yang tumpah adalah…
Dari informasi tersebut kita tahu bahwa air ∆ = 0,63 3
dan bejana pyrex akan mengalami pemuaian Sehingga banyaknya air yang tumpah
secara bersamaan. Untuk mengetahui adalah 14 3 − 0,63 3 = 13,37 3,
berapa banyak air yang tumpah, maka kita jawabannya C
hitung pertambahan volume air dan
pertambahan volume pyrex. Pertambahan No 20
volume air Massa 50 gram , Suhu awal 100C, Suhu
∆ = 03 ∆ , maka
∆ = 1000 3. (2x10−4)/0 . 700 akhir 700C, Kalor 16500 kalori, Berapa

∆ = 140000x10−4 3 kalor jenis alkohol..
Karena kalor tergantung dari massa, jenis,
∆ = 14 3
dan kenaikkan suhu maka
No 15
Massa 5 kg, Perubahan suhu 50C, Kalor = ∆
jenis 4200J/kg0C, Besar kalor untuk 16500 kalori= 50 . . 600
menaikan suhu air…
Karena kalor tergantung dari massa, jenis, = 16500 =5,5 0 , jawabannya C
dan kenaikkan suhu maka 5 .600

= ∆ No 24

= 5 . 4200 ⁄ 0 . 50 Kalor 10080 J, Suhu awal 380C, Suhu
= 105000 , jawabannya D
akhir 780C
No 23 Karena kalor tergantung dari massa, jenis,
Kalor jenis tembaga 390 J/kg.K
Massa 320 gr = 0,32 kg dan kenaikkan suhu maka
Kapasitas kalor tembaga adalah
Karena kapasitas kalor tergantung dari = ∆
massa dan kalor jenis maka Sedangkan kapasitas kalor tergantung dari
C=
C= 0,32 . 390 ⁄ 0 massa dan kalor jenis maka
= 124,8 /0 , jawabannya B C=
Maka

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 213

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

= ( )∆

= . ∆

10080 = . 400

= 10080 = 252 /0 , jawabannya B
400
No 27 No 28

Kalor yang diperlukan untuk Massa 500gr = 0,5 kg
menguapkan dua kilogram es Kalor lebur es = 340000 J/kg

1) Kalor untuk menaikkan suhu es Kalor jenis es = 2100 J/kg0C

menjadi 00C Kalor jenis air = 4200 J/kg0C
Kalor yang diperlukan untuk
= ∆

= 2 110 menaikkan 0,5 kg es bersuhu -100C
= 20 1
2) Kalor untuk meleburkan es menjadi menjadi air bersuhu 300C
1) Kalor untuk menaikkan suhu es

air menjadi 00C

= = ∆

= 2 1 = 0,5.2100.10
3) Kalor untuk menaikkan suhu air
= 10500
menjadi 1000C 2) Kalor untuk meleburkan es menjadi

= ∆ air

= 2 2100 =
= 200 2 = 0,5 . 340000
4) Kalor untuk mengubah air menjadi
uap = 170000
3) Kalor untuk menaikkan suhu air

= menjadi 300C

= 2 = ∆

Total kalor yang dibutuhkan adalah = 0,5.4200.30

= 20 1 + 2 1 + 200 2 + 2 = 63000
Total kalor yang dibutuhkan adalah
= 20 1 + 200 2 + 2 1 + 2
(1 5 = 10500 + 170000 + 63000
= 80 1 + 2 2) + 2( 1 + ), = 243500 , jawabannya D
4
jawabannya C

No 30 Air
Minuman Massa 40 gram
Suhu 250C
Massa 60 gram Kalor jenis air 1 kal/gr0C

Suhu 900C

Besar suhu campuran adalah Air,
Pertama buat sketsa kejadiannya. 40 gram

Minuman, 250C

60 gram
900C

900 250

Ke dua menentukan siapa yang melepaskan kalor dan siapa yang menerima kalor. Karena
kalor mengalir dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, maka
Minuman : melepaskan kalor
Air : menerima kalor

Ketiga menentukan besar kalor yang dilepas oleh minuman dan kalor yang di terima oleh air,
(kalor jenis minuman sama dengan kalor jenis air).

Kalor yang dilepaskan
= ∆ = 60 1 ⁄ 0 (900 − ) = 60 .1. (900 − ) . ⁄ 0
Kalor yang diterima,
= ∆ = 40 1 ⁄ 0 ( − 250 ) = 40 .1. ( − 250 ) . ⁄ 0

ke empat gunakan hukum kekekalan energi (Azas Black)

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 214

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

=
40 .1. ( − 250 ) . ⁄ 0 = 60 .1. (900 − ) . ⁄ 0
40 .1. ( − 250 ) = 60 .1. (900 − )
2( − 250 ) = 3(900 − )
2 − 500 = 2700 − 3
5 = 3200
= 640 , jawabannya C

No 32
Logam
Massa 100 gram
Suhu 1800C

Jika suhu campuran 360C maka kalor jenis logam tersebut adalah…
Pertama buat sketsa kejadiannya.

Logam , AIR,

100 gram 240 gram

1800C 200C

1800 360 200

Ke dua menentukan siapa yang melepaskan kalor dan siapa yang menerima kalor. Karena
kalor mengalir dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, maka
Logam : melepaskan kalor
Air : menerima kalor

Ketiga menentukan besar kalor yang dilepas oleh minuman dan kalor yang di terima oleh air,
(kalor jenis minuman sama dengan kalor jenis air).
Kalor yang dilepaskan = ∆ = 100 (1800 − 360 ) = 14400
Kalor yang diterima, = ∆ = 240.4200. (360 − 200 ) = 16128000

ke empat gunakan hukum kekekalan energi (Azas Black)
=
16128000= 14400
14400 = 16128000
= 16128000 = 1120 ⁄ 0 , jawabannya C

14400

No 35
Panjang logam P sama dengan panjang logam Q
Luas P sama dengan luas Q
Konduktifitas termal Q = ½ konduktifitas P
Ujung P suhu 00C
Ujung Q suhu 1000C

Tentukan suhu sambungan

00C P Q 1000C

T

Karena kalor mengalir dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, maka
Logam Q : melepaskan kalor
Logam P : menerima kalor

Aliran kalor dari logam Q sebesar

= ∆ = (100− )

Kalor yang diterimA logam P sebesar

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 215

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

= ∆ = ( −0)

Gunakan hukum kekekalan energi (Azas Black)

=
Karena laju aliran panas merupakan banyak nya kalor yang mengalir tiap satuan waktu

maka.

=



=

( −0) = (100− )



( −0) = 12 (100− )



= 50 − 1

2

3 = 50

2

= 33,30 , jawabannya B

No 39

Volume udara awal 14 liter
Suhu awal 70C = 280K

Suhu akhir 270C = 300K

Volume udara akhir

1 1 = 2 2

1 2

Karena proses pemanasan pada tekanan tetap maka

.14 = 2
280 300
14 = 2
280 300
300.14
2 = 280

2 = 15 , jawabannya C

Fisika SMP_Suhu dan Kalor Page | 216

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

BAB IX
MATERI
Zat atau materi adalah sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa.
Menempati ruang berarti benda dapat ditempatkan dalam suatu ruang atau wadah
tertentu, sedangkan memiliki massa dapat dibuktikan dengan mengukur dengan
menggunakan alat neraca.

A. Massa jenis
Ukuran yang menunjukkan jumlah materi disebut massa. Massa dapat

dibuktikan dengan mengukur menggunakan alat ukur neraca. Volume merupakan
istilah yang menunjukkan seberapa banyak ruang yang bisa ditempati dalam suatu
objek. Perbandingan antara massa dengan volume benda disebut sebagai massa
jenis. Massa jenis menunjukkan kerapatan massa benda yang dinyatakan tiap
satuan volume. Secara matematis massa jenis di tuliskan :

( ) = ( )

( )

B. Wujud dan sifat zat.
Wujud zat dapat dikelompokkan menjadi zat padat, cair, dan gas. Masing -

masing wujud memiliki ciri tertentu:
1. Zat padat

Mempunyai bentuk dan volume tertentu. Jarak antara partikel zat padat sangat
rapat. Partikel zat padat tidak dapat bergerak bebas.
Contoh zat padat adalah batu, kayu, gelas, dll.
2. Zat cair
Mempunyai volume tertentu, tetapi tidak mempunyai bentuk yang tetap.
Bergantung pada media atau wadah yang digunakan. Jarak antara partikel zat
cair lebih renggang. Partikel – partikel zat cair dapat bergerak bebas, namun
terbatas.
Contoh zat cair adalah air, air raksa.
3. Zat gas
Tidak mempunyai volume dan bentuk yang tertentu. Jarak antara partikel gas
sangat renggang. Partikel – partikel gas dapat bergerak sangat bebas.
Contoh zat gas adalah udara, Oksigen(O2), carbondioksida (CO2), dll.

C. Perubahan wujud zat.
Semua benda / materi yang anda kenal dalam kehidupan sehari – hari

seringkali mengalami perubahan. Perubahan zat memiliki dua sifat yaitu langsung
dapat diamati dan ada juga yang memerlukan waktu lama untuk pengamatannya.
Contoh perubahan materi yang berlangsung cepat adalah pembakaran kertas.

Fisika SMP_Materi Page | 217

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Contoh peristiwa perubahan materi yang berlangsung lama adalah berkaratnya
besi.
Perubahan wujud zat dibedakan menjadi dua jenis :
1. Perubahan fisis.

Perubahan fisika adalah perubahan zat yang tidak disertai dengan
terbentuknya zat baru. Perubahan fisika adalah perubahan yang merubah suatu
zat dalam hal bentuk, wujud atau ukuran, tetapi tidak merubah zat tersebut
menjadi zat baru.

Ciri :

• Tidak terbentuk zat jenis baru
• Zat yang mengalami perubahan dapat kembali ke bentuk semula
• Perubahan yang terjadi hanya diikuti perubahan sifat fisis.

Pada perubahan fisika dapat dikembalikan dari bentuk hasil output menjadi
imput
Contoh perubahan fisika :

1) Perubahan wujud
 Es balok yang mencair menjadi air
 Air menguap menjadi uap
 Kapur barus menyublim menjadi gas

2) Perubahan bentuk
 Gandum yang digiling menjadi tepung terigu
 Benang diubah menjadi kain.
 Batang pohon dipotong-potong jadi kayu balok dan triplek.

3) Perubahan rasa berdasarkan alat indera
 Perubahan suhu
 Perubahan rasa.
Air baik dalam bentuk padat, cair
keduanya tetaplah air. Air memiliki rumus
molekul H2O. contoh perubahan fisika lainnya
adalah penguapan, pengembunan, pencairan,
dll.

Perubahan Wujud secara Fisika

Gambar

tersebut

merupakan

gambar skema

perubahan wujud

materi. Wujud

suatu materi

secara fisis terdiri

dari tiga yaitu

padat, cair, dan

gas. Perubahan

wujud antara zat

Fisika SMP_Materi Page | 218

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

padat dan cair terjadi melalui proses pencairan dan pembekuan. Mencair
merupakan proses perubahan zat dari wujud padat ke cair. Peristiwa mencair
terjadi ketika sejumlah es padat dipanaskan kemudian menjadi air. Membeku
merupakan proses perubahan zat dari wujud cair ke padat. Peristiwa membeku
terjadi ketika sejumlah air didinginkan kemudian menjadi es padat. Perubahan
wujud antara zat cair dan gas terjadi melalui proses pengembunan
(kondensasi) dan penguapan. Mengembun (kondensasi) merupakan
proses perubahan zat dari wujud gas ke cair. Peristiwa mengembun terjadi
ketika uap panas yang secara tiba – tiba didinginkan, atau uap yang dikompresi
dengan tekanan tinggi. Misalnya titik – titik air yang menempel pada bagian luar
gelas ketika membuat es teh, uap air laut naik menjadi awan kemudian terkena
udara dingin sehingga menjadi titik hujan, gas isian pada tabung LPG yang
berwujud cairan. Menguap merupakan proses perubahan zat dari wujud cair
ke gas. Peristiwa penguapan terjadi pada saat air yang dipanaskan sampai
mendidih akan menghasilkan uap panas. Perubahan wujud antara zat gas dan
padat terjadi melalui proses menyublim dan mengkristal. Menyublim
merupakan proses perubahan zat dari wujud padat ke gas. Misalnya kapur
barus yang dibiarkan menjadi kapur barus gas. Mengkristal perubahan dari
gas ke padat. Kapur barus gas dibiarkan menjadi padat kembali.

2. Perubahan kimia.
Perubahan kimia adalah perubahan zat yang dapat menghasilkan atau

membentuk zat baru dengan sifat kimia yang berbeda dengan zat asalnya. Pada
perubahan kimia tidak dapat dikembalikan menjadi bentuk semula secara
sempurna.

Contoh perubahan kimia :
1) Bensin biodiesel sebagai bahan bakar berubah dari cair menjadi asap
knalpot.
2) Proses fotosintesis pada tumbuh-tumbuhan yang merubah air, sinar
matahari, dsbnya menjadi makanan.
3) Membuat masakan yang mencampurkan bahan-bahan masakan sesuai
resep menjadi masakan yang dapat dimakan.
4) Bom meledak yang merubah benda padat menjadi pecahan dan ledakan.

• Melalui proses
- Pembakaran : kertas dibakar menjadi abu
- Pembusukan : bahan makanan menjadi busuk tidak akan kembali ke
aslinya.

Karat atau korosi : bermacam – macam logam mengalami perkaratan.

Fisika SMP_Materi Page | 219

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

D. Atom dan sejarah perkembangan atom.

Konsep atom pertama kali dikenal melalui literature Yunani kuno dengan
nama atomos yang artinya tidak dapat dibagi-bagi lagi. Atom merupakan partikel
terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi – bagi lagi. Ukuran jari-jari atom : 10-
10m, ukuran jari-jari inti : 10-15m. Jika diperbesar, misalkan inti sebesar kelereng
dengan jari – jari 10-2m, maka jari-jari atom : 103m. Hal ini menggambarkan bahwa
sebagian besar atom terdiri dari ruang kosong.

1. John Dalton
John Dalton (1766-1844) ilmuan inggris. Mengawali sari teori

modern. Atom : bagian terkecil sari suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi.

Unsur yang sama mengandung atom-atom yang sama. Atom-atom
dari unsur yang berbeda dapat bergabung menyusun senyawa dengan
perbandingan tetap.
Model : Bentuk bola pejal dan bermuatan netral.

Fisika SMP_Materi Page | 220

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

2. J.J. Thomson

Joseph John Thomson pada abad 19 (1858) melakukan percobaan
menggunakan tabung lucutan yang menghasilkan sinar katoda. Thompson
menemukan elektron melalui percobaannya menggunakan tabung sinar
katode, penemuan ini didasarkan pada penelitian Michael Faraday. Muatan
elektron ditemukan oleh R.A. Milikan melalui percobaan tetes minyak.
Hasil pengamatan sinar katoda oleh Thompson

Pengamatan Kesimpulan

Sinar katode dibelokkan dalam Sinar katode bermuatan
ruang yang dipengaruhi medan
magnet.

Dalam medan listrik, Sinar katode Sinar katode bermuatan negatif
tertarik oleh lempeng logam positif,
tetapi ditolak oleh lempeng negatif

Sinar katode yang dihasilkan oleh Partikel terdapat dalam semua

setiap gas identik materi

Model : roti kismis, bola bermuatan positif yang terdapat elektron-electron

yang tersebas merata di seluruh volume bola.

3. Rutherford Page | 221
Tokoh: Ernest Rutherford, Hans

Geiger dan Ernest Marsden. Percobaan
dengan menembakkan partikel terhadap
lempengan emas. Ternyata partikel
terhambur seperti yang ditunjukkan oleh
gambar di bawah.

Fisika SMP_Materi

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Hasil eksperimen : sebagian besar sinar alfa diteruskan, hanya sedikit
yang dipantulkan.

Kesimpulan dari Rutherford:

a. Atom terdiri dari inti atom yang
bermuatan positif dan elektron-
elektron yang bermuatan negatif yang
beredar mengelilingi inti atom.

b. Atom bersifat netral sehingga jumlah
proton dalam inti sama dengan jumlah
elektron yang mengelilingi inti atom.
Model: penemuan inti, electron yang mengeliling inti. Kelemahan

teori Rutherford: tidak dapat menjelaskan mengapa elektron yang beredar
mengelilingi inti tidak jatuh ke inti.

4. Niels Bohr
Atom terdiri dari inti berukuran sangat kecil dan bermuatan positif dikelilingi
oleh elektron bermuatan negative. Elektron memiliki orbit tertentu seperti
planet pada tata surya. Elektron dapat berpindah dari orbit yang satu ke orbit
berikutnya begitu juga sebaliknya.

Teori Bohr: Page | 222
Fisika SMP_Materi

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

1). Elektron mengelilingi inti atom pada tingkat-tingkat energi (kulit)
tertentu

2). Elektron dapat berpindah dari tingkat energi satu ke tingkat energi lain.
a. Apabila dari tingkat energi rendah ke
tinggi, disebut eksitasi. Hal itu dicapai
dengan cara menyerap energi.
b. Apabila dari tingkat energi tinggi ke
rendah, disebut deeksitasi. Hal itu
dicapai dengan cara memancarkan
energi.

E. Struktur Atom Massa (gram) Muatan Muatan
1. Partikel-partikel Penyusun Atom Eksak Relatif
(Coulomb) (sma)
Partikel Symbol Penemu Massa
(sma)

Elektron e J.J 0,00055 9,1100 x 10-28 -1,6 x 10-19 -1
Proton p Thompson 1,00728 1,6726 x 10-24 + 1,6 x 10-19 +1

Goldstein

Neutron n Chadwick 1,00866 1,6750 x 10-24 0 0

 Sebagian besar atom terdiri dari ruang hampa yang di dalamnya terdapat

inti yang sangat kecil, di mana massa dan muatan positifnya dipusatkan

dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif.

 Inti atom tersusun atas : proton ditambah neutron.

 Inti atom dikelilingi oleh kulit yang berisi elektron.

 Jumlah proton dalam inti atom menentukan muatan inti atom, sedangkan

massa inti ditentukan oleh banyaknya proton ditambah neutron.

 Atom dapat diidentifikasi berdasarkan jumlah proton, neutron, dan

elektron.

2. Nomor Atom dan Nomor Massa

 Lambang unsur dituliskan :
Keterangan :

X : lambang/simbol suatu unsur

Z : nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron

A : nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

 Nomor atom (Z)

Menyatakan jumlah proton yang terdapat dalam inti atom. Nomor atom

menunjukkan identitas diri atom atau unsur tersebut. Atom netral, jumlah

proton = jumlah elektron.

 Nomor massa suatu unsur menyatakan jumlah nukleon (proton +

neutron) yang terdapat dalam inti atomnya.

n=A-Z

Fisika SMP_Materi Page | 223

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Perhatikan contoh berikut ini!

Proton ditunjukkan dengan bola warna orange

Neutron ditunjukkan dengan bola berwarna

putih

Elektron ditunjukkan dengan bola berwarna biru

a) Jumlah nomor atom sebagai identitas suatu atom/unsur.

Perhatikan ke tiga gambar berikut !

Identitas suatu atom dan unsur ditentukan oleh jumlah proton
penyusun inti. Ketiga atom memperlihatkan ada satu proton penyusun
inti. Berdasarkan tabel periodic unsur maka suatu atom dan unsur yang
memiliki satu proton di dalam inti dinamakan sebagai atom/unsur
Hydrogen. Meskipun jumlah partikel penyusun atom tersebut berbeda,
ingatlah bahwa identitas suatu atom/unsur hanya ditentukan oleh jumlah
proton dalam inti.
b) Nomor massa

Massa elektron sangat kecil dan dianggap nol sehingga massa
atom ditentukan oleh inti yaitu proton dan neutron. Nomor massa
menyatakan banyaknnya proton dan neutron yang menyusun inti atom
suatu unsur.
Perhatikan gambar berikut!

c) Muatan atom dan ion
Ion adalah atom yang memiliki muatan listrik karena atom

kelebihan/kekurangan elektron . Atom golongan 1A, 2A dan 3A cenderung
melepaskan elektron sehingga akan menjadi atom bermuatan positif ( ion
positif ). Atom pada golongan 5A, 6A dan 7A cenderung untuk menangkap
elektron sehingga akan menjadi atom bermuatan negatif ( ion negatif ).
Proses terbentuknya ion ini menyebabkan terjadinya perubahan energy
kimia menjadi energy listrik, atau sebaliknya. Penerapan teknologi
pembentukkan ion antara lain sebagai berikut : Elemen Volta, Elemen
kering atau baterai, Accumulator ( Aki ), Sel nikad ( nikel cadmium )
baterai pada HP, Sel surya, Kapasitor, dan Penyepuhan atau
elektroplanting

Fisika SMP_Materi Page | 224

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

3. Isotop, Isoton, dan Isobar
 Isotop
adalah atom yang mempunyai nomor atom sama, tetapi memiliki nomor
massa yang berbeda. Contoh : 137 147 ; 126 136 ; 168 188
Setiap isotop suatu unsur memiliki sifat kimia yang sama, karena jumlah
elektron valensinya sama. Isotop-isotop unsur ini dapat digunakan untuk
menentukan massa atom relatif (Ar) suatu atom berdasarkan kelimpahan
isotop dan massa atom semua isotop.

 Isoton
Isoton adalah atom-atom atau unsur yang mempunyai jumlah neutron
sama.
Contoh : 158 147 ; 136 147 ; 188 199

 Isobar
Isobar adalah unsur-unsur yang memiliki nomor atom berbeda, tetapi
nomor massa sama.
Contoh : 136 137 ; 3199 2309

Fisika SMP_Materi Page | 225

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

4. Konfigurasi elektron
Konfigurasi elektron adalah susunan elektron berdasarkan kulit atau

orbital dari suatu atom. Atom terdiri dari kulit-kulit atom yaitu K, L, M, N, O, P
dan Q. Konfigurasi elektron adalah pengisian elektron dalam tiap kulit atom
suatu unsur. Banyaknya elektron pada tiap kulit atom ditentukan oleh 2n2
dimana n adalah nomor kulit atom. Aturan pengisian ini di temukan oleh Niels
Bohr.

Ketentuan pengisian elektron maksimal
untuk kulit 1 – 4 akan sesuai dengan
kaidah 2n2. Yaitu

kulit ke 1 = 2n2=2.12= 2

kulit ke 2 = 2n2=2.22= 8

kulit ke 3 = 2n2=2.32= 18

kulit ke 4 = 2n2=2.42= 32

Contoh:

1H 1
2He 2
5B 2 3
8O 2 6
10Ne 2 8
11Na 2 8 1
13Al 2 8 3
16S 2 8 6
18Ar 2 8 8
20Ca 2 8 8 2
35Br 2 8 18 7
Syarat untuk konfigurasi elektron:

 Elektron – elektron akan mengisi penuh sebanyak mungkin kulit atom
 Bila masih ada elektron yang tersisa (tidak dapat mengisi kulit elektron

hingga batas maksimum kulit), terdapat ketentuan:
- Jika jumlah elektron tersisa > 32, kulit selanjutnya akan diisi oleh

32 elektron
- Jika jumlah elektron tersisa < 32, kulit selanjutnya akan diisi oleh

18 elektron
- Jika jumlah elektron tersisa < 18, kulit selanjutnya akan diisi oleh 8

elektron
- Jika jumlah elektron tersisa ≤ 8, kulit selanjutnya akan diisi oleh

semua sisanya
 Golongan suatu unsur ditunjukkan oleh jumlah elektron valensi

(elektron terluar dalam struktur atom), sedangkan periode unsur
diperoleh dari banyaknya kulit yang terisi. Misal
35Br 2 8 18 7 : Golongan VII A periode 4

Fisika SMP_Materi Page | 226

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Elektron valensinya adalah 7 maka golongan VII A

Karena kulit yang terpakai adalah 4 maka period eke 4.

 Menentukan golongan dan periode suatu unsur dari konfigurasi

elekron:

1H 1 : Golongan I A periode 1

5B 2 3 : Golongan III A periode 2

10Ne 2 8 : Golongan VIII A periode 2

11Na 2 8 1 : Golongan I A periode 3

13Al 2 8 3 : Golongan III A periode 3

16S 2 8 6 : Golongan VI A periode 3

18Ar 2 8 8 : Golongan VIII A periode 3

20Ca 2 8 8 2 : Golongan II A periode 4

35Br 2 8 18 7 : Golongan VII A periode 4

F. Unsur
Unsur adalah zat tunggal paling sederhana yang tidak dapat diuraikan lagi

melalui reaksi kimia biasa menjadi zat lain yang lebih sederhana. Unsur tersusun
dari atom – atom identik atau tersusun dari unsur – unsur yang identik. Unsur
digolongkan ke dalam tiga jenis yaitu logam, metaloid, dan non logam. Symbol
unsur digunakan secara internasional adalah symbol unsur yang diusulkan oleh
Jons Jacob Berzellus. Cara pemberian lambing unsur menurut Berzellius adalah
sebagai berikut. Setiap unsur dilambangkan dengan satu huruf, yaitu huruf awal
dari nama latinnya. Huruf awal ditulis dengan huruf capital atau huruf besar.

Untuk unsur yang memiliki huruf awal sama, diberikan satu huruf kecil
dari nama unsur tersebut. Contoh: karbon ( nama latiinnya Carbon ), dilambangkan
dengan ( C ), Kalsium ( nama latinnya Calsium ) dilambangkan dengan ( Ca ).

Gambar 9.20. Contoh unsur logam, metaloid, non logam. IPA terpadu SMP / MTS
Kelas VII.

Fisika SMP_Materi Page | 227

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Unsur – unsur tersebut disusun dalam bentuk sister periodic unsur seperti
yang ditunjukkan oleh gambar berikut. Sistem periodik unsur adalah susunan
unsur-unsur berdasarkan urutan nomor atom dan kemiripan sifat unsur-unsur
tersebut. Disebut “periodik”, sebagaimana terdapat pola kemiripan sifat unsur
dalam susunan tersebut. Sistem periodik unsur (tabel periodik) modern yang saat
ini digunakan didasarkan pada tabel yang dipublikasikan oleh Dmitri Mendeleev
pada tahun 1869.
1. Masing-masing unsur terdapat dalam satu kotak yang berisi nomor atom, lambang

unsur, dan nomor massa. Kotak-kotak tersebut berurut dari kiri ke kanan
berdasarkan kenaikan nomor atom.
2. Kotak-kotak tersebut tersusun membentuk barisan horizontal (periode) dan
barisan vertikal (golongan). Setiap periode diberi nomor dari 1 hingga 7. Setiap
golongan diberi nomor dari 1 hingga 8 dengan huruf A atau B. Pada sistem IUPAC
baru, setiap golongan diberi nomor dari 1 hingga 18 tanpa huruf A atau B. Unsur-
unsur dalam satu golongan yang sama pada tabel periodik akan memiliki
kemiripan sifat.
3. Unsur-unsur golongan 1A−8A (golongan 1−2, 13−18) merupakan unsur golongan
utama. Unsur-unsur golongan 1B−8B (golongan 3−12) merupakan unsur logam
transisi. Dua deret unsur di bagian bawah, yakni lanthanida dan aktinida, disebut
unsur logam transisi dalam.

Fisika SMP_Materi Page | 228

Fisika SMP_Materi

Page | 229 Gambar 9.21. Sistem periodic unsur. Diakses pada hari senin 9 Oktober 2017 pukul: 01.03 WIB _Aku Suka, aku bisa Fisika _

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Pemanfaatan unsur dalam kehidupan sehari – hari misalkan dalam
pembuatan kembang api, lampu lucutan, dll.

Gambar 9.22 Bahan kembang api. Diakses pada hari rabu 17 Okteber 2017 pukul : 11.00 WIB.

Gambar 9.23. Lampu lucutan. Diakses pada hari rabu 17 Okteber 2017 pukul : 11.00 WIB.

Fisika SMP_Materi Page | 230

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

G. Senyawa/molekul
Molekul atau senyawa adalah zat tunggal yang secara kimia dapat

diuraikan lagi menjadi zat – zat yang lebih sederhana. Dibentuk : gabungan dari dua
atau lebih unsur yang berbeda.
Contoh :

Molekul adalah gabungan dari dua atau lebih atom dengan susunan tertentu

akibat adanya ikatan kimia. ( Ikatan ionik dan ikatan kovalen).

Molekul ada 2 yaitu :

a. Molekul unsur : molekul yang terbentuk dari ikatan atom-atom yang sejenis.

Contohnya : gas Oksigen ( O2 ), gas hidrogen (H2 ), S8 (1 molekul Sulfur)
b. Molekul senyawa : molekul yang tersusun dari atom-atom yang berbeda (

tidak sejenis ).

contoh : air (H2O), Carbon dioksida (CO2 ), glukosa (C6H12O6 ), garam dapur
(NaCl), asam sulfat (H2SO4 ), belerang dioksida (SO2 ), amoniak (NH3 ), silikon
dioksida (SiO2 ), natrium dioksida (NaO2 ) , asam klorida (HCl), carbon
Monoksida (CO), Asam Nitrat (HNO3 ) , Kapur (CaCO3 ) dll.
Manfaat kita mempelajari molekul unsur dan molekul senyawa adalah sbb :

1. Mengetahui sifat-sifat benda di sekitar kita. Contohnya : air, gas oksigen,

makanan , dll.

2. Membantu menciptakan dan merekayasa suatu zat sehingga dihasilkan zat

yang sifatnya diharapkan. Contohnya dalam pembuatan obat-obatan.

3. di bidang industri.

contohnya pembuatan kain atau plastik dari bahan polimer sintetis.

Macam ikatan kimia ada 2 yaitu :

a. Ikatan ionik : ikatan yang terjadi antara atom-atom yang sudah menjadi ion.

contoh : Na+ + Cl- NaCl

Mg2+ + O2- MgO

Mg2+ + 2 Cl- MgCl2

b. Ikatan kovalen : ikatan yang terbentuk dari atom-atom dengan saling

meminjamkan elektron untuk dipakai bersama.

contoh :

ikatan antara 1 atom Hidrogen dengan 1 atom Hidrogen sehingga membentuk I

molekul gas hidrogen.

ikatan antara 2 atom Oksigen dengan 2 atom Oksigen sehingga membentuk 1

molekul gas Oksigen. ikatan antara 2 atom Hidrogen dengan 1 atom Oksigen

Fisika SMP_Materi Page | 231

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

membentuk molekul air. ikatan antara 1 atom Carbon dengan 4 atom Hidrogen
akan membentuk 1 molekul Metana (CH4 ).

H. Campuran.
Gabungan dua zat murni atau lebih yang masih mempunyai sifat -sifat

asalnya dan tidak mempunyai komposisi tertentu.
Terdiri dari dua bentuk :
1. Homogen
Jika anda mengamati segelas air sirup, bila air sirup tersebut jernih dan
bercampur merata, dapat digolongkan sebagai campuran homogen.
Campuran homogen ini biasa disebut larutan. Pada larutan, tiap – tiap
bagian mempunyai susunan yang sama. Di dalam larutan sirup terdapat dua
penyusun larutan, yaitu air dan gula. Air disebut pelarut, sedangkan gula
disebut zat terlarut. Contoh campuran homogen lainnya adalah minuman
ringan (soft drink) dan larutan pembersih lantai atau kaca.
2. Heterogen
Air yang dicampur dengan pasir. Zat penyusun bercampur tidak merata dan
campuran tiap bagian tidak sama sususnannya maka disebut campuran
heterogen. Contoh campuran heterogen yang lain adalah air kopi (bentuk
cair) dan campuran tepung dengan air (bentuk padat). Susunan zat dalam
suatu campuran sering dinyatakan dengan kadar dari zat – zat pembentuk
campuran itu. Kadar suatu zat dalam campuran dapat dinyatakan sebagai
jumlah zat dalam campuran dibandingkan jumlah seluruh campuran.
Jumlah zat dapat dinyatakan dalam massa ( g, kg) atau volume (ml, L).

ℎ
( ) = ℎ × 100%

I. Teknik pemisahan

campuran.

1. Penyaringan (Filtrasi)

Filtrasi adalah

metode pemisahan

campuran yang

digunakan untuk

memisahkan cairan dan

padatan yang tidak larut

berdasarkan pada

perbedaan ukuran

partikel zat – zat yang

bercampur.

PROSES KERJA FILTRASI.
Alat filtrasi tersusun dari statip, kertas saring, corong pemisah,

penampung (beker gelas/ tabung erlemeyer). Penyaringan dilakukan dengan
menuangkan campuran ke atas kertas saring. Pada eksperimen yang sudah
anda lakukan, campuran dimasukkan ke dalam tabung biuret. Kran biuret
diatur sedemikian rupa sehingga campuran akan keluar dari tabung dalam
bentuk tetesan. Kertas saring ditempatkan pada sebuah corong gelas dengan

Fisika SMP_Materi Page | 232

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

cara dilipat dan dibentuk kerucut. Kertas saring akan menahan padatan yang
lebih besar dari ukuran lubang saring. Padatan yang tertinggal (tidak dapat)
melewati kertas saring disebut residu. Zat dengan ukuran partikel lebih kecil
dari ukuran lubang saring akan lolos melalui kertas saring. Zat yang dapat
melewati kertas saring disebut filtrat. Filtrat akan ditampung menggunakan
beker gelas atau tabung erlenmeyer seperti yang ditunjukkan pada gambar
9.24.
2. Penyulingan (Destilasi)

Destilasi merupakan pemisahan campuran dengan cara penyulingan
digunakan untuk memisahkan suatu zat cair dari campurannya. Dalam dunia
industry prinsi ini digunakan pada penyulingan minyak bumi. Minyak bumi
teridiri dari berbagai macam komponen minyak bumi yang berbeda titik
didihnya.

PROSES KERJA DESTILASI.

Alat destilasi tersusun oleh tabung destilasi, termometer, pipa saluran
udara dingin, ruang kondensasi, penampungan hasil destilasi. Prinsip kerja
destilasi berdasarkan perbedaan titik didih dari zat cair yang bercampur,
sehingga saat menguap setiap zat akan terpisah. Campuran ditempatkan ke
dalam tabung destilasi. Tabung destilasi dipanaskan dengan cara dibakar. Pada
suhu tertentu campuran akan mendidih. Pelarut(air) akan menguap dan akan
bergerak melalui tabung penghubung menuju ruang kondensasi. Ruang
kondensasi merupakan ruang vakum yang dihubungkan dengan dua pipa. Dua
buah pipa ini digunakan untuk mengalirkan udara dingin. Satu pipa sebagai
masukan udara dingin, sedangkan pipa lainnya sebagai keluaran. Udara dingin

Fisika SMP_Materi Page | 233

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

akan berfungsi sebagai pendingin. Ketika uap mengalir dan bertemu dengan
udara dingin, maka akan terjadi kontak termal. Suhu uap ( dalam bentuk gas)
dengan cepat turun untuk mencapai kesetimbangan termal (suhu) . Pada
keadaan ini uap berubah menjadi air. Air ini kemudian akan turun dan menuju
ke tabung penampung.

3. Sentrifugasi
Sentrifugasi merupakan metode pemisahan campuran berdasarkan

kerapatan suatu penyusun campuran dengan memanfaatkan gaya sentrifugal
yang dihasilkan oleh mesin pemutar.

PROSES KERJA SENTRIFUGASI

Alat sentrifugasi

terususun oleh tabung

reaksi/tabung sampel (

tempat campuran), rotor,

set pemutar (instrument

sentrifus). Campuran

ditelakkan dalam tabung

wadah sample. Tabung

yang berisi campuran

akan ditempatkan pada

rotor. Sentrifus

merupakan penggerak

proses sentrifugasi karena didalamnya memiliki motor yang mampu berputar

dan memiliki pengatur kecepatan putaran. Pada proses sentrifugasi rotor akan

membentuk sudut siku – siku sempurna (horizontal) untuk memisahkan

partikel dan membentuk daerah yang mempermudah untuk pengambilan

sampel bila tercampur. Gaya yang berperan dalam sentrifus adalah gaya

sentrifugal yang menyatakan bahwa setiap partikel pada kecepatan sudut tetap

memperoleh gaya keluar sebesar F. Besarnya gaya tergantung pada kecepatan

dan jari jari perputaran. Gaya sentrifugal akan menyebabkan partikel atau

bahan endapan dipaksa untuk bergerak ke bagian bawah tabung. Pemisahan

terjadi ketika terdapat endapan yang terlihat di bawah tabung.

4. Kromatografi
Kromatografi

merupakan metode pemisahan
campuran yang didasarkan
pada perbedaan kecepatan
merambat antara partikel-
partikel yang bercampur dalam
suatu medium diam ketika dialiri suatu medium gerak.

MACAM – MACAM KROMATOGRAFI

1. GLC : Gas liquid Chromatography
2. GSC : Gas Solid Chromatography

Fisika SMP_Materi Page | 234

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

3. LLC : Liquid liquid Chromatography

4. LSC : Liquid Solid Chromatography

5. PC : Paper Chromatography

6. TLC : Thin Layer Chromatography

7. GP : Gel Permeation

8. GF : Gel Filtration

9. HPLC : High Performance Liquid Chromatography

PRINSIP KERJA KROMATOGRAFI KERTAS

Kromatografi kertas menggunakan kertas

selulosa murni yang mempunyai afinitas(kecenderungan

suatu unsur atau senyawa untuk membentuk ikatan

dengan unsur/senyawa lain) besar terhadap air atau

pelarut polar lainnya. Kromatografi kertas digunakan

untuk memisahkan campuran dari substansinya menjadi

komponen-komponennya. Sampel diteteskan pada garis

dasar kromatografi kertas. Kertas digantungkan pada wadah yang berisi perlarut

dan terjenuhkan oleh uap. Penjenuhan udara dengan uap, menghentikan

penguapan pelarut sama halnya dengan pergerakan pelarut pada kertas. Pelarut

bergerak lambat pada kertas, komponen – komponen bergerak pada kecepatan

yang berbeda sehingga campuran dipisahkan berdasarkan pada perbedaan

bercak warna.

5. Kristalisasi
Kristalisasi merupakan Teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair,

dimana terjadi perpindahan massa dari zat terlarut dan cairan larutan ke fase
kristal padat. Prinsipnya membentuk kristal suatu cairan.

LATIHAN SOAL PG iii. Air menguap menjadi uap.
iv. Kapur barus menyublim menjadi
1. Perhatikan beberapa peristiwa
sebagai berikut.! gas.
i. Kayu yang di bakar. Peristiwa yang termasuk perubahan
ii. Kertas yang di bakar. secara fisis adalah…
iii. Bom diledakkan. A. 1, 2, dan 3
iv. Es mencair. B. 2, 3, dan 4
Peristiwa yang termasuk perubahan C. 1, 3, dan 4
kimia adalah… D. 2 dan 4 saja
A. 1, 2, dan 3
B. 2, 3, dan 4 3. Perhatikan pernyataan ini!
C. 1, 3, dan 4 i. Volume berubah sesuai
D. 2 dan 4 saja tempatnya.
ii. Bentuk tetap.
2. Perhatikan pernyataan ini! iii. Bentuk selalu berubah sesuai
i. Es balok yang mencair menjadi wadahnya.
air. iv. Volume selalu tetap.
ii. Besi berkarat.

Fisika SMP_Materi Page | 235

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Pernyataan yang menunjukkan sifat 7. Sebuah atom dikatakan netral jika
zat gas adalah… jumlah…
A. 2 dan 3 A. Proton sama dengan jumlah
B. 1 dan 2 electron
C. 1 dan 3 B. Proton sama dengan jumlah
D. 2 dan 4 neutron
C. Electron sama dengan jumlah
4. Perhatikan gambar ini! neutron
D. Proton ditambah neutron sama
dengan jumlah electron

Susunan partikel air saat menguap 8. Perhatikan gambar eksperimen di
ditunjukkan oleh gambar… bawah ini!
A. (1) menjadi (2)
B. (1) menjadi (3) Eksperimen tersebut menghasilkan…
C. (2) menjadi (1) A. Model atom bola pejal
D. (2) menjadi (3) B. Model atom roti kismis
C. Model atom tata surya
5. Perhatikan gambar model atom ini! D. Model atom inti dan kulit atom

Model atom yang ditunjukkan oleh 9. Perhatikan gambar di samping!
gambar tersebut diungkapkan oleh…
A. Niels Bohr
B. Rutherford
C. J.J. Thomson
D. John Dalton

6. Perhatikan gambar berikut! Berapakah muatan total atom

tersebut?
A. -1
B. +2
C. -2

D. +1

Yang menunjukkan neutron adalah 10. Berdasarkan gambar pada soal
nomor… nomor 9, maka keadaan unsur
A. 4 disebut sebagai…
B. 3 A. Ion positif
C. 2 B. Netral
D. 1 C. Ion negative
D. Senyawa

Fisika SMP_Materi Page | 236

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

11. Atom seng(Zn) dapat menjadi ion C. 22 dan 18
Zn2+ jika… D. 18 dan 40
A. Melepaskan 1 elektron
B. Melepaskan 2 elektron 16. Pasangan dua unsur isotop dan
C. Menerima 1 elektron isobar secara berturut – turut
D. Menerima 2 elektron adalah…

12. Perhatikan gambar berikut! A. 168 dan 158 , 199 dan 1200
B. 168 dan 158 , 136 dan 137
Penulisan lambang unsur yang tepat C. 168 dan 158 , 2114 dan 2400
untuk struktur atom tersebut D. 136 dan 137 , 168 dan 158
adalah…
A. C. 17. Perhatikan lambang unsur

B. D. berikut. 1242 Jika atom Magnesium
melepaskan 2 elektron, atom
13. Suatu atom X dengan nomor massa
210 dan nomor atom 85 mempunyai tersebut memilki lambang unsur…
jumlah…
A. Proton dan neutron = 210 A. Mg
B. 85 neutron B. Mg2-
C. 125 elektron C. Mg2+
D. Proton dan neutron = 85 D. Mg+

14. Perhatikan Lambang unsur 1480 , 18. 3199 , jumlah e- untuk ion K+ adalah…
Jumlah elektron untuk atom argon A. 18
adalah… B. 19
A. 40 C. 20
B. 18 D. 58
C. 22
D. 58 19. 35Br memiliki konfigurasi elektron
35Br= 2, 8, 18, 7. Maka terletak di
15. Berdasarkan soaol nomor 14, nomor A. Golongan VII A periode 4
atom dan nomor massa argon B. Golongan IV A periode 7
adalah… C. Golongan VII A periode 7
A. 40 dan 18 D. Golongan IV A periode 4
B. 40 dan 22
20. Konfigurasi elektron atom Mn (Z=25)
berdasarkan aturan aufbau adalah…
A. 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d5
B. 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d6
C. 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6
D. 1s2, 2s2, 2p6, 3s2

21. Berdasarkan soal nomor 20, berapa
jumlah elektron valensi unsur Mn
tersebut adalah…
A. 2
B. 5
C. 7
D. 1

22. Penulisan konfigurasi elektron untuk
ion Mn2+ adalah…
A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5

Fisika SMP_Materi Page | 237

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

B. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 28. Perhatikan gambar berikut!
C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
D. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d4 Molekul senyawa ditunjukkan oleh
gambar nomor…
23. Penulisan konfigurasi elektron A. (1) dan (2)
dengan cara mengyingkat pada atom B. (1) dan (3)
42Mo adalah… C. (2) dan (3)
A. [ ]3d10, 4s2 D. (3) dan (4)
B. [ ]3d10, 4s2, 4p6 29. Perhatikan gambar berikut!
C. [ ]4d4, 5s2
D. [ ]4d10 Gambar tersebut merupakan Teknik
pemisahan campuran secara…
24. Berikut ini yang termasuk molekul A. Destilasi
B. Sentrifugasi
unsur adalah.. C. Cromatografi
A. P4 D. Filtrasi
B. NH3 30. Perhatikan gambar berikut!
C. NO

D. SO2

25. Pasangan unsur dan senyawa
berturut – turut yaitu…
A. H2 dan He
B. H2 dan H2O
C. Ar dan N2
D. ZnO dan K2O

26. Perhatikan gambar berikut!

Gambar yang merupakan molekul Gambar tersebut merupakan Teknik
unsur ditunjukkan oleh nomor.. pemisahan campuran secara…
A. (1) dan (2) A. Destilasi
B. (1) dan (3) B. Sentrifugasi
C. (2) dan (3) C. Cromatografi
D. (3) dan (4) D. Filtrasi

27. Berdasarkan gambar tersebut,
campuran, senyawa, dan unsur
secara berturut – turut ditunjukkan
oleh angka…
A. (1) – (2) – (3)
B. (1) – (3) – (2)
C. (2) – (1) – (3)
D. (3) – (2) – (1)

Fisika SMP_Materi Page | 238

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

KUNCI

1. A 6. D 11. B 16. B 21. C 26. A
2. C 7. A 12. B 17. C 22. B 27. D
3. C 8. B 13. A 18. A 23. C 28. D
4. C 9. A 14. B 19. A 24. A 29. D
5. D 10. C 15. D 20. A 25. B 30. A

Pembahasan

No 1. Ciri perubahan kimia adalah terbentuknya No 4. Ciri – ciri zat cair adalah jarak antar partikel zat
zat baru yang berbeda dari zat asalnya. Contoh: cair lebih renggang dan dapat bergerak namun
Pembakaran, reaksi cepat kimia misalnya bom, terbatas. Ciri zat gas ( uap) adalah tidak mempunyai
dll. Jawabannya A volume dan bentuk tertentu. Jarak partikel sangat
bebas. Jawaban C
No 6. Partikel penyusun atom terdiri dari tiga, no 8. tabung sinar katoda merupakan tabung yang
yaitu proton, neutron, dan elektron.neutron digunakan oleh J.J Thompson untuk melakukan
berada dalam inti dan bersifat netral. Sesuai eksperimen yang menghasilkan lucutan sinar
gambar no 6, partikeln yang berada di inti atom katoda. Lucutan ini disebabkan karena adanya
ditunjukkan oleh nomor 1 dan 2. Partikel netral elektron yang terlepas dari katoda. Hasil eksperimen
digambarkan sebagai bola pejal yang ditunjuk ini yaitu penemuan elektron pada suatu atom.
nomor 1. Jawabannya D Thomson kemudian membuat model baru yaitu
model roti kismis. Jawaban B
No 10. Ion negative adalah atom yang mengalami No 12. Ion positif Zn2+ artinya atom seng (Zn)
kelebihan elektron. Dari nomor 9 terlihat bahwa melepaskan 2 elektron. Atom mengalami kelebihan
jumlah elektron lebih banyak dibandingkan proton sebanyak 2. Hal ini terjadi karena elektron
jumlah proton dalam inti atom, maka gambar dapat terlepas dari ikatan atom. Jawabannya B
tersebut adalah ion negative. Jawaban C
No 20. Konfigurasi elektron untuk Mn yang No 22. Konfigurasi elektron untuk ion Mn2+ .
memiliki nomor atom 25 berdasarkan aturan 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5,Ionn positif adalah atom
Aufbau adalah yang melepas 2 elektron. Elektron yang berada di
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 kulit terluar yang akan terlepas yaitu 4s2.Jawaban B
Jawabannya C
No 24. Unsur adalah zat tunggal yang tersusun No 26. Unsur adalah zat tunggal yang tersusun dari
dari atom -atom identic atau tersusun dari unsur atom -atom identic atau tersusun dari unsur – unsur
– unsur yang identic. yang identic.
P4 (pospor) : tersusun dari 4 buah unsur P Gambar yang menunjukkan molekul unsur adalah
(pospor) nomor 1 dan 2
NH3 (Amonia): tersusun dari 1 unsur N Jawaban A
(Nitrogen) dan 3 unsur H (hydrogen)
NO (nitrogen monoksida): tersusun dari 1 unsur No 30. Teknik pemisahan campuran menggunakan
N (nitrogen) dan 1 unsur O (oksigen) proses penguapan kemudian uap yang dihasilkan
SO2(belerang dioksida) : tersusun dari 1 unsur S ditampung dalam suatu tabung adalah proses
(sulfur) dan 2 unsur O (oksigen). Jawaban A pemisahan campuran dengan destilasi. Jawaban. A
No 29. Teknik pemisahan yang menggunakan
kertas saring, corong, dan menghasilkan filtrat
adalah teknik pemisahan campuran
secara filtrasi. Jawaban D

Fisika SMP_Materi Page | 239

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

BAB X

LISTRIK DAN MAGNET

A. Sejarah gejala listrik statis
Gejala kelistrikan muncul pada tahun 540 – 546 sebelum masehi.

Batang plastic yang digosok dengan kain wool, atau batang gelas dengan kain
sutera ternyata dapat menarik potongan – potongan kertas kecil. Berdasarkan
eksperimen ini, disimpulkan bahwa pada benda – benda tersebut terkandung
sesuatu yang menimbulkan gaya tarik menarik atau tolak menolak antara
benda – benda. Sesuatu itu kemudian disebut sebagai muatan listrik. Benjamin
Franklin (1706 – 1790) pada tahun 1747 memperkenalkan istilah jenis muatan
listrik sebagai muatan positif dan muatan negatif. Coulomb (1736 – 1806) pada
tahun 1785 mengukur gaya tolak dan gaya tarik antara muatan listrik dengan
neraca puntir dan menemukan bahwa gaya tolak dan gaya tarik antara muatan
berbanding lurus dengan hasil kali muatan – muatan itu dan berbanding
terbalik dengan jarak antar keduannya. Robert Millikan (1886 – 1953)
menemukan bahwa jika benda dimuati, maka muatannya selalu merupakan
kelipatan bulat dari suatu muatan elementer e ( = 1,60210 × 10−19 ).

B. Gejala kelistrikan (elektrosatis)

Benda dikatakan bermuatan listrik, bila benda tersebut dapat menarik

benda – benda yang ringan lain. Misalnya, ketika sebuah sisir di gosokan ke

rambut, kemudian didekatkan ke sobekan – sobekan kertas maka sisir tersebut

akan menarik sobekan kertas. Gejala kelistrikan yang dihasilkan oleh sisir

dinamakan sebagai listrik statis.

Listrik dibedakkan menjadi dua, yaitu:

1. Listrik statis : bagian dari ilmu kelistrikan yang mempelajari sifat – sifat

muatan listrik yang terkandung dalam sebuah benda. Listrik statis berarti,

muatan listrik dalam keadaan diam.

2. Listrik dinamis : bagian dari ilmu kelistrikan yang mempelajari tentang

muatan listrik yang mengalir atau bergerak.

Muatan listrik dalam suatu benda bergantung dari susunan atom – atom
yang menyusun benda tersebut. Pembahasan tentang atom sudah kita
bicarakan pada bab sebelumnya. Atom adalah partikel terkecil dari suatu
benda yang sudah tidak dapat dibagi – bagi lagi. Atom terdiri dari inti yang
bermuatan positif dan elektron – elektron yang bermuatan negative yang
bergerak mengelilingi inti. Inti atom tersusun oleh dua partikel yaitu proton
yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan (netral). Berikut
ini adalah gambar struktur atom sederhana yang bersifat netral (tidak
bermuatan).

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 240

_Aku Suka, aku bisa Fisika _
a) Atom hydrogen. ( 11 ) : memiliki b) Atom Helium. ( 24 ) : 2 proton,

1 proton, 1 elektron dan 0 2 elektron dan 2 neutron.
neutron.

c) Atom Litium ( 73 ) : 3 proton, 3 elektron dan 4 neutron.

d) Atom Natrium ( 2113 ) : 11 proton, 11 elektron, dan 12 neutron

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 241

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

LISTRIK STATIS
C. Bagaimana benda bisa bermuatan lisrik?

Pada bab sebelumnya kita sudah bahas tentang struktur dan keadaan suatu
atom. Pemahaman ini menjadi dasar untuk mempelajari tentang gejala
keleistrikan. Beberapa hal yang dapat kita gunakan adalah sebagai berikut:

1. Atom netral ( tidak bermuatan ) apabila jumlah proton sama dengan jumlah
elektron.

2. Atom bermuatan positif jika atom tersebut melepas elektron sehingga
jumlah proton lebih banyak dari jumlah elektron.

3. Atom bermuatan negative jika atom tersebut menerima electron dari atom
lain sehingga jumlah elektronnya lebih banyak dari jumlah protonnya.

4. Benda netral dapat bermuatan listrik karena adanya perpindahan electron
yang menyebabkan benda kelebihan electron atau kekurangan electron.
a. Benda bermuatan negative karena benda menerima electron dari benda
lain.
b. Benda bermuatan positif karena benda melepaskan elektronnya ke
benda lain

D. Bagaimana cara memberi muatan listrik pada suatu benda?
Ada beberapa cara untuk memberi muatan listrik pada suatu benda, antara lain:

a. Menggosok 2 buah benda netral.

b. Menyentuhkan benda bermuatan listrik ke benda netral.

c. Induksi ( mendekatkan benda A bermuatan ke benda B yang netral

kemudian benda B yang netral dihubungkan dengan bumi dan saat benda A

yang bermuatan di jauhkan dari benda B maka sekarang benda B menjadi

bermuatan listrik ).

Sebatang kaca digosok dengan kain sutera, baik batang kaca maupun kain
sutera adalah netral(tidak bermuatan). Ketika kain sutera digunakan untuk
menggosok batang kaca, sejumlah elektron dari batang kaca pindah ke kain
sutera. Akibatnya, batang kaca akan kekurangan elektron dan menjadi
bermuatan positif. Sedangkan kain sutera menerima elektron dari batang kaca,
sehingga kain sutera menjadi kelebihan elektron menjadi bermuatan negative.
Tabel 10.1. Contoh memberi muatan benda dengan teknik menggosok

BENDA KETERANGAN MUATAN YANG PENJELASAN
Plastik DIHASILKAN
Digosok Saat plastic digosok
Kaca dengan kain Plastic menjadi dengan kain wol maka
wol bermuatan negative electron kain wol
dan kain wol terlepas nempel ke
bermuatan positif. plastic.
Saat kaca digosok kain
Digosok Kaca bermuatan positif sutera electron kaca
dengan kain dan kain sutera terlepas nempel
sutera bermuatan negative. kekain sutera.

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 242

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Mistar/ Digosok Mistar / sisir menjadi Saat mistar /sisir
sisir dengan bermuatan negative digosok dengan
(plastic) rambut ( bulu dan bulu binatang rambut maka electron
binatang ) bermuatan positif. dari rambut terlepas
nempel ke plastic.
Ebonite Digosok Ebonite menjadi
dengan kain bermuatan negative Saat ebonit digosok
wol dan kain wol dengan kain wol maka
bermuatan positif. electron kain wol
terlepas nempel ke
ebonite.

Memberi muatan dengan cara menempel.
a. Benda netral jika ditempelkan benda bermuatan positif maka benda netral

tersebut akan bermuatan positif karena electron dari benda netral akan
mengalir ke benda bermuatan positif sehingga besar muatan ke dua benda
tersebut sama.
b. Benda netral jika ditempelkan benda bermuatan negative maka benda
netral tersebut akan bermuatan negative karena benda bermuatan negative
akan mengalirkan electron ke benda netral sehingga besar muatan ke dua
benda tersebut sama.

Konduktor, semikonduktor, dan isolator

Konduktor adalah bahan yang dapat menghantarkan arus listrik karena di

dalam konduktor memiliki banyak electron-elektron bebas.

Contoh : tembaga, besi, baja, perak dll.

Semi konduktor adalah bahan dalam keadaan murni dan berada dalam suhu
kamar akan bersifat isolator dan akan bersifat menjadi konduktor jika
mendapat gangguan dari luar berupa pemanasan dan doping ( pengotoran
dengan atom unsur lain )
Contoh : Germanium (Ge) dan silicon ( Si ).
Isolator adalah bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik karena pada
isolator tidak memiliki electron-elektron bebas.
Contoh : plastic, karet, kaca, gabus ( busa ) dll.

E. Muatan listrik dan hukum Coulomb

Coulomb (1785) dengan neraca puntiran dapat melakukan pengamatan

kuantitatif terhadap gaya antara muatan – muatan listrik dan menemukan

hukum Coulomb. Interaksi antara muatan sejenis akan tolak menolak,

sedangkan muatan tak sejenis akan tarik menarik.

“Dua muatan titik ( 1 dan 2) tarik menarik atau tolak menolak dengan gaya ( )
yang arahnya berimpit dengan garis penghubung keduannya, besarnya

berbanding lurus dengan hasil kali kedua muatan dan berbanding terbalik

dengan kuadrat jarak antar keduanya ( )“.

Persamaan hukum coulomb dapat ditulis secara skalar :

F = k q1q2
r212

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 243

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

atau secara vektor F⃑ = k q1q2 ̂
r122
F = Besar gaya Coulomb (N)
⃑F1.2 = gaya pada muatan 1 (N) akibat muatan 2
q = muatan listrik ( )
r21 = jarak antar titik pusat dua muatan(m)
= permitivitas medium (C2⁄Nm2)

= tetapan dalam suatu medium (Nm2⁄C2)

Bila kedua muatan berada di dalam ruang hampa

= 8,9875 × 109 Nm2⁄C2 = 9 × 109 Nm2⁄C2
= 8,85 × 10−12 C2⁄Nm2 = 8,85 × 10−12F m−1
Satuan lain

k = 9 × 109 Nm2⁄C2 = 1 . cm2⁄ C2(untuk satuan cgs)

1 = 106

1 = 3 × 109 ( )

1 = 3 × 103

Tabel 10.2. Interaksi antara muatan listrik

Benda 1 Benda 2 Interaksi yang terjadi

Bermuatan Benda netral yang Benda netral tertarik oleh benda

ringan bermuatan

Bermuatan positif Bermuatan negative Tarik menarik

Bermuatan negative Bermuatan negative Tolak - menolak

Bermuatan positif Bermuatan positif Tolak - menolak

Contoh

1. Berapakah gaya Coulomb yang timbul antara dua muatan +2 C dan +4C yang

terpisah sejauh 20 cm?

Dik : 1= +2C, 2= +4C, dan = 20cm
Dit : ?

Jawab : 1 2
122
=

= 9 × 109 2⁄ 2 (+2 ) . (+4 )
(2×10−1)2 2

= 9 × 109 2⁄ 2 (+2 ) . (+4 )
4×10−2 2
= 9.2.4 × 109 × 102
4
= 18 × 1011

2. Hitung besar gaya antara dua muatan positif 1 = 5 × 10−6 dan 2 = 6 ×
10−4 yang terpisah sejauh 9 m dan buatlah sketa kejadian untuk contoh ini!

Dik : 1 = 5 × 10−6 , 2 = 6 × 10−4 , dan = 9
Dit : ?
Jawab :
1 2
= 122

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 244

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

= 9 × 109 2⁄ 2 (5×10−6 ) . (6×10−4 )
(9)2 2

= 9.5.6 × 109 × 10−6 × 10−4
9.9
= 3,33 × 10−1

3. Dua muatan 1 = 2 × 10−6 dan 2 = 3 × 10−6 yang terpisah sejauh 40
cm. Jika terdapat muatan ke tiga sebesar 3 = 1 × 10−6 , Tentukan:
a. Gaya yang dialami muatan 3 tepat di tengah 1 dan 2!
b. Gaya yang dialami 3 jika berada 20 cm di kanan 2!
Dik :

1 = 2 × 10−6 , 2 = 3 × 10−6 , 3 = 1 × 10−6 dan = 4 × 10−1
dit:
a. Gaya yang dialami 3 tepat di tengah 1 dan 2!
b. Gaya yang dialami muatan 3 jika berada 20 cm dari 2!
Jawab :
Sketsa gambar
a. Gaya yang dialami muatan 3 akibat 1 dan 2

q3 diletakkan tepat di antara muatan q1 dan q2. Padahal ketiga muatan tersebut

bermuatan positif, maka q3 akan mengalami gaya tolak sebesar 3.2 dan 3.1
dengan arah berlawanan

3.2 artinya gaya tolak yang dialami q3 akibat q2
3.1 artinya gaya tolak yang dialami q3 akibat q1
Besarnya gaya tolak dialami q3 akibat q1 adalah
3 1
3.1 = 321

3.1 = 9 × 109 2⁄ 2 (1×10−6 ) . (2×10−6 )
(2×10−1)2 2
9.1.2 × 109 × 10−6 × 10−6 × 102
3.1 =
4
18
3.1 = 4 × 10−1

Besarnya gaya tolak dialami q3 akibat q2 adalah
3 2
3.2 = 322

3.2 = 9 × 109 2⁄ 2 (1×10−6 ) . (3×10−6 )
(2×10−1)2 2
9.1.3
3.2 = 4 × 109 × 10−6 × 10−6 × 102

3.2 = 27 × 10−1

4
Sehingga resultan gaya yang dialami q3 adalah

= ∑

= 3.1 + 3.2
18 27
= 4 × 10−1 − 4 × 10−1

= − 9 × 10−1 = −0,225
4
Tanda negative menunjukkan arahnya ke kiri.

b. Gaya yang dialami 3 jika berada 20 cm di kanan 2

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 245

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

q3 diletakkan di sebelah kanan q2. Padahal ketiga muatan tersebut bermuatan

positif, maka q3 akan mengalami gaya tolak sebesar 3.2 dan 3.1 dengan arah
yang sama.

Besarnya gaya tolak dialami q3 akibat q1 adalah
3 1
3.1 = 321

3.1 = 9 × 109 2⁄ 2 (1×10−6 ) . (2×10−6 )
(6×10−1)2 2
9.1.2
3.1 = 36 × 109 × 10−6 × 10−6 × 102

3.1 = 18 × 10−1 = 2 × 10−1

36 4
Besarnya gaya tolak dialami q3 akibat q2 adalah
3 2
3.2 = 322

3.2 = 9 × 109 2⁄ 2 (1×10−6 ) . (3×10−6 )
(2×10−1)2 2
9.1.3 × 109 × 10−6 × 10−6 × 102
3.2 =
4
27
3.2 = 4 × 10−1

Sehingga resultan gaya yang dialami q3 adalah

= ∑

= 3.1 + 3.2
2 27
= 4 × 10−1 + 4 × 10−1

= 29 × 10−1 = 7,25
4

4. Dua muatan q1 = 2 × 10−6C dan q2 = 8 × 10−6C yang terpisah sejauh 40
cm. Jika terdapat muatan ke tiga sebesar q3 = 1 × 10−6C, tentukan letak q3
supaya tidak mengalami gaya sedikitpun!

Dik :
1 = 2 × 10−6 , 2 = 8 × 10−6 , 3 = 1 × 10−6 dan = 4 × 10−1
Dimana 3 harus diletakkan agar muatan tersebut tidak mengalami gaya sedikitpun!

Tidak mengalami gaya sedikitpun artinya resultan gaya yang bekerja pada muatan
q3 adalah nol. Supaya memungkinkan muatan q3 sama dengan nol, gaya 3.1 dan 3.2
harus saling berlawanan. Berdasarkan soal a) supaya 3.1 dan 3.2 berlawanan q3
diletakkan di antara q1 dan q2. Maka

∑ = 0

3.1 − 3.2 = 0

3.1 = 3.2
kita misalkan jarak antara q1 dan q3 adalah x.
3 1 3 2
2 = (40− )2

1 = 2
2 (40− )2

2×10−6 = 8×10−6
2 (40− )2
2(40 − )2 = 8 2

40 − = 2

3 = 40

= 40 = 13 1

33

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 246

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

C. Kuat Medan listrik
Di dalam suatu ruang terdapat muatan listrik. Suatu muatan uji ( )

yang ditempatkan di ruang tersebut akan mengalami gaya coulomb. Gaya per
satuan muatan dinamakan kuat medan listrik.

Persamaan kuat medan listrik adalah.

E⃑ = F⃑

q

Satuan medan listrik : N⁄C atau volt( )⁄meter(m)
Arah medan listrik muatan positif adalah keluar dari muatan,
sedangkan arah medan listrik muatan negatif adalah menuju muatan. Arah
medan listrik ditunjukkan dengan garis mendan listrik seperti pada gambar
10.9 berikut. Garis Medan listrik :
 Garis imajiner yang berada di medan listrik
 Arah garis medan = arah medan listrik (E)
- Keluar dari muatan positif (+)
- Masuk ke muatan negatif (-)
 Tidak berpotongan
 Rapat garis medan menyatakan besar medan listrik.

Bila di dalam ruang terdapat muatan q1 maka kuat medan listrik di
tempat yang berjarak r dari muatan tersebut adalah
q1
E = k r2

Bila terdapat sejumlah muatan titik (qi, i = 1,2,3, … ) maka kuat medan
listriknya :

E = k n qi
ri2
∑

i

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 247

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

Contoh :

1. Berapakah kuat medan listrik bila muatan = 4 × 10−9 mempunyai gaya

Coulomb 400 N?

Dik : = 4 × 10−9 , = 400
Dit : besar medan listrik ?
Jawab :
Ingat! Medan listrik merupakan gaya yang bekerja pada satu satuan muatan uji.

⃑ =



⃑ = 400
4×10−9
⃑ = 1 × 1011



2. Gaya Coulomb sebesar 50 N dihasilkan oleh sebuah muatan yang berada

dalam medan listrik = 5 × 1010 ⁄ , besar muatan tersebut adalah?

Dik : = 50 , = 5 × 1010



Dit : besar muatan ?
Jawab :

⃑ =


=
⃑
50
= 5×1010

= 1 × 10−9

3. Sebuah benda mempunyai muatan −1,2 × 10−6 . Tentukan kuat medan
listrik suatu titik yang berjarak 20 cm dari muatan tersebut dan gambarkan
arah medan listrik tersebut!

Dik : = −1,2 × 10−6 , = 2 × 10−1
Dit : besar medan listrik ?
Jawab :

Missal kita punya muatan 1 yang diletakkan 20cm
dari 2
Maka muatan uji 1 akan gaya coulomb 1.2 akibat muatan 2. Besarnya gaya
1.2 yang bekerja pada muatan uji 1 inilah yang disebut sebagai medan listrik.
Besar medan listrik mengikuti persamaan

⃑ =

1

Padahal gaya yang bekerja pada muatan dalam daerah yang diperngaruhi oleh
medan listrik adalah
1 2
= 122

Maka ⃑ = 1 21 2 2

1 = 2
122
2
⃑ = 122

⃑ = 9 × 109 2⁄ 2 1,2×10−6
(2×10−1)2 2
9 .1,2
⃑ = 4 × 109 × 10−6 × 102 ⁄

⃑ = 2,7 × 105 ⁄

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 248

_Aku Suka, aku bisa Fisika _

4. Sebuah partikel bermassa m dan bermuatan −200 diam melayang di
antara dua keping sejajar horisontal yang berlawanan muatan. Keping

bermuatan negative terletak di bawah. Medan listrik keping diatur sebesar

100 N/C. Jika gravitasi bumi adalah 10 m/s2, tentukan massa partikel

supaya partikel tidak jatuh ke bawah!

Dik : : = −2 × 10−4 , = 100 , dan g = 10 m/s2



Dit : besar massa ?
Jawab :
Sketa kejadiannya adalah sebagai berikut
Sebuah muatan q diletakkan di antara dua keping

sejajar yang memiliki mua tan berlawanan. Muatan

q akan mengalami dua buah gaya yaitu gaya listrik

dan gaya gravitasi w. Supaya muatan q tidak jatuh
maka, besar kedua gaya harus sama besar (resultan
gaya nya bernilai nol) :

∑ = 0

− = 0

=

. ⃑ = .

= . ⃑



= 2×10−4 .100
10 2
= 2 × 10−3

D. Potensial Listrik
Potensial listrik adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan satu

satuan muatan uji dari titik A ke titik B diruang medan listrik yang
ditimbulkan oleh muatan .
Satuan potensial listrik adalah

Volt = J

C

1 V : 1 J/C, artinya diperlukan energi 1 joule untuk memindahkan satu satuan
muatan uji.

V = =

q q

Karena energi potensial (usaha) untuk membawa satu satuan muatan (positif)

dari r2 > r1 adalah

= . .q

Maka potensial listriknya adalah

Fisika SMP_Listrik dan Magnet Page | 249