---
title: "Wujud Zat dan Perubahan Wujud"
book: "Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama"
subject: physics
language: id
chapter: 45
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/45-wujud-zat-dan-perubahan-wujud
---

# Bab 45 — Wujud Zat dan Perubahan Wujud

Enam tahun bergaul dengan [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) yang mempertahankan bentuknya, [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) yang terbaring mendatar, dan [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) yang mengisi setiap sudut — dan tidak sekali pun kita bertanya *mengapa*. Tahun ini, fisika membuka tutupnya. Di bawah ketiga wujud itu bersembunyi salah satu gagasan terbesar yang pernah dimiliki manusia: segalanya, sungguh segalanya, terbuat dari partikel yang terlalu kecil untuk dilihat. Terimalah satu gagasan itu, dan aturan yang kamu kumpulkan sejak masa kecil menjelaskan dirinya sendiri dalam satu sapuan.

## 45.1 Gagasan yang besar

**Definisi 45.1 (Molekul).**

Semua materi terbuat dari *molekul*: partikel yang sangat kecil sampai tak terbayangkan, jauh di bawah apa yang dapat dilihat mata atau mikroskop sekolah mana pun. Setetes air saja memuat lebih banyak molekul daripada banyaknya tetes air di seluruh lautan. Setiap zat murni dibangun dari jenis molekulnya sendiri — air dari molekul air, besi dari partikel milik besi — dan molekul sebuah zat semuanya serupa.

**Catatan 45.2 (Memercayai tanpa melihat).**

Tidak seorang pun pernah mengamati satu [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) dengan mata telanjang — jadi mengapa memercayainya? Karena gagasan itu *memperoleh* kepercayaan: ia meramalkan, dengan benar, segala yang dimuat bab ini, dan bergunung-gunung lagi. Begitulah cara fisika menerima tamu yang tak terlihat: bukan atas dasar keyakinan, melainkan atas dasar kegunaan yang tak henti-hentinya. (Gambar langsung dari alat zaman sekarang yang menakjubkan akhirnya tiba seabad yang lalu — lama sesudah para fisikawan sudah yakin.)

**Proposisi 45.3 (Model partikel bagi ketiga wujud).**

Ketiga wujud itu adalah tiga susunan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang sama:

1. *padat* : [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) terkemas rapat dalam tumpukan yang tertib, masing-masing bergetar di tempatnya tetapi mempertahankan kedudukannya — karena itu bentuknya tetap;
2. *cair* : [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) masih bersentuhan, tetapi tidak tertib dan bebas meluncur melewati satu sama lain — karena itu ia mengalir, dan permukaannya mendatar;
3. *[gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas)* : [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) berjauhan, terbang cepat ke segala arah, bertumbukan dan memantul — karena itu ia mengisi setiap sudut yang ditawarkan.

![Satu zat, tiga susunan: zat padat yang bertumpuk, kerumunan yang meluncur pada zat cair, dan yang sedikit dan terbang pada gas.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-states-of-matter/fig-89ea9ef76acb.svg)

*Satu zat, tiga susunan: [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) yang bertumpuk, kerumunan yang meluncur pada [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid), dan yang sedikit dan terbang pada [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas).*

**Contoh 45.4 (Enam tahun aturan, satu penjelasan).**

Jalankan aturan lama itu lewat modelnya. [Zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) mempertahankan bentuknya: setiap [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) menjaga posnya. [Zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) mengambil bentuk wadahnya dan terbaring mendatar: kerumunan yang meluncur itu merosot sampai tidak ada [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang dapat meluncur lebih rendah. [Gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) mengisi seluruh ruang yang ditawarkan: tidak ada yang menahan para penerbang. Parfum yang menyeberangi ruangan: [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) yang terbang, bertumbukan, menyebar. Pasir yang mengucur seperti [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid): bukan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang meluncur, melainkan butiran — tiap butirnya sendiri [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) mungil yang tertib berisi triliunan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule).

## 45.2 Uji ruang kosong

**Metode 45.5 (Dua alat suntik).**

Modelnya mengaku bahwa [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) terbang berjauhan sedangkan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) bersentuhan. Kalau begitu [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) seharusnya dapat diperas, dan [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) tidak. Ujilah:

1. isilah alat suntik plastik dengan [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) , tutup mulutnya dengan ujung jari, lalu doronglah penghisapnya: ia mengalah — kamu dapat memaruh ruang [udaranya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) , sambil merasakan perlawanan yang kenyal;
2. isilah alat suntik yang sama dengan air, tutup, lalu dorong: penghisapnya berdiri seperti dinding — air menolak menyusut walau sehelai rambut;
3. lepaskan tiap penghisapnya: [udaranya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) melenting kembali; airnya tidak pernah bergerak.

**Proposisi 45.6 (Gas dapat dimampatkan; zat cair dan padat tidak).**

Sebuah [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) dapat *dimampatkan* — dipaksa masuk ke ruang yang lebih sedikit — karena sebagian besar isi [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) adalah ruang kosong di antara [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang beterbangan. [Zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) dan [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) praktis *tidak dapat [dimampatkan](#prop-g7-states-of-matter-squeeze)*: [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) sudah bersentuhan, dan materi yang sudah bersentuhan tidak dapat dikemas lebih rapat oleh dorongan apa pun yang dapat diberikan tangan — atau sebuah kempa hidraulik.

**Contoh 45.7 (Udara mampat dan pekerjaannya).**

Pompa sepeda memeras beberapa ruangan penuh [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) ke dalam sebuah ban — mungkin hanya karena [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) sebagian besar kekosongan. Kerumunan yang termampatkan itu, dengan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang menghantam dinding bannya lebih cepat dan lebih rapat, menahan sepedanya tetap tegak: dorongan sebuah [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) *adalah* badai [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule). Tabung penyelam memampatkan persediaan napas sesore penuh ke dalam sebuah botol baja; sementara itu minyak rem yang tidak dapat [dimampatkan](#prop-g7-states-of-matter-squeeze) membawa dorongan kakimu ke rodanya tanpa berkurang — tiap wujud dipekerjakan menurut bakatnya sendiri.

## 45.3 Perubahan wujud, dibaca ulang

**Contoh 45.8 (Pintunya, molekul demi molekul).**

Hangatkan sebuah [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) dan [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang bergetar berguncang lebih keras; pada [titik leburnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/21-melebur-dan-mendidih-perubahan-wujud#def-g4-changes-of-state-melting-point) guncangannya membongkar tumpukan yang tertib — kerumunannya mulai meluncur: itulah [peleburan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes). Hangatkan [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) lebih lanjut dan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang tercepat merobek diri sepenuhnya dari cengkeraman kerumunannya lalu terbang: itulah [penguapan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) — dan pada [titik didihnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/21-melebur-dan-mendidih-perubahan-wujud#def-g4-changes-of-state-boiling-point) pelariannya menjadi lari serempak dari dalam [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) sendiri. Pendinginan memutar filmnya mundur: penerbang yang tertangkap ([pengembunan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes)), peluncur yang mengunci diri ke dalam barisannya ([pembekuan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes)). Enam pintu tahun lalu adalah satu kisah tentang cengkeraman [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) melawan guncangan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule).

**Contoh 45.9 (Hukum lama dengan cuma-cuma).**

Dua hukum yang dahulu diraih dengan susah payah kini datang dengan cuma-cuma. *[Massa](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) selamat melewati perubahan wujud*: [peleburan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) menyusun ulang [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) tetapi tidak menciptakan maupun memusnahkan satu pun — partikel yang sama, [massa](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) yang sama. *Dataran [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature)*: pada [titik leburnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/21-melebur-dan-mendidih-perubahan-wujud#def-g4-changes-of-state-melting-point), kehangatan yang masuk habis dipakai memecahkan cengkeraman tumpukannya, [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) demi [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule), bukan untuk guncangan yang lebih cepat — [termometernya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) menunggu sampai barisan yang terakhir terpecah. Apa yang ditemukan pengukuran, dijelaskan modelnya.

**Catatan 45.10 (Penggembungan air yang aneh).**

Bahkan penggembungan air yang aneh ketika [membeku](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/9-es-air-uap#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) pun ikut bergabung: [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) air kebetulan mengunci diri ke dalam tumpukan yang luar biasa *lapang* — kisi terbuka dengan ruang kosong lebih banyak daripada yang tadi dimiliki kerumunan yang meluncur. Tumpukan yang lebih lapang, ruang lebih banyak, [massa jenis](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/44-massa-jenis-mengapa-benda-terapung#def-g6-density-floating-density) lebih kecil: es [terapung](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/5-terapung-dan-tenggelam#def-g1-floating-and-sinking-words) di atas [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) sendiri. Kebanyakan zat menumpuk lebih rapat daripada ketika meluncur; tata bangunan air adalah kekecualian yang indah.

![Pengembunan yang tertangkap basah: uap air tak terlihat dari udara ruangan berubah menjadi cair pada kaca yang dingin.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-states-of-matter/img-57fdc4c0c18b.jpg)

*[Pengembunan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) yang tertangkap basah: uap air tak terlihat dari [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) ruangan berubah menjadi cair pada kaca yang dingin.*

## 45.4 Kalor, dilihat dari dalam

**Proposisi 45.11 (Suhu dan gerak molekul).**

[Suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) [mengukur](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/37-pengukuran-dalam-sains-satuan-dan-alat-ukur#def-g6-measurement-in-science-measuring) kelincahan gerak [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule): makin panas sebuah zat, makin cepat [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) bergetar, meluncur, atau terbang. [Kalor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/34-kalor-dan-isolasi#def-g5-heat-and-insulation-heat) yang mengalir dari panas ke dingin adalah kerumunan yang lincah menenangkan diri selagi ia membangkitkan kerumunan yang lamban — tumbukan demi tumbukan — sampai keduanya berbagi satu langkah: satu [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature). Hukum menurun tentang [kalor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/34-kalor-dan-isolasi#def-g5-heat-and-insulation-heat) yang lama itu adalah tenis meja [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule).

**Contoh 45.12 (Dingin bukan sebuah zat).**

Modelnya memensiunkan godaan lama untuk selamanya: tidak ada yang bernama “dingin” yang pernah mengalir. Yang ada hanyalah gerak [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang lebih lambat dan lebih cepat; yang lincah meminjamkan kelincahan, tidak pernah sebaliknya. Pada keadaan terdingin yang dapat dibayangkan — [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) sediam yang diizinkan alam — terletak lantai [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) yang sejati, jauh di bawah lemari beku mana pun; bilangannya yang aneh dan termasyhur menjadi milik jilid Sekolah Menengah.

## 45.5 Latihan

**Latihan 45.1 ★.**

Nyatakan gambaran model partikel bagi masing-masing ketiga wujudnya, satu baris untuk masing-masing.

**Solusi Latihan 45.1.**

Padat: [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) terkemas dalam tumpukan yang tertib, bergetar di tempatnya. Cair: [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) bersentuhan tetapi tidak tertib, meluncur melewati satu sama lain. [Gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas): [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) berjauhan, terbang cepat ke segala arah.

**Latihan 45.2 ★.**

Mengapa [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) mempertahankan bentuknya sementara [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) mengambil bentuk wadahnya? Jawablah dengan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule), bukan dengan aturan.

**Solusi Latihan 45.2.**

Pada [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) setiap [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) menjaga posnya di dalam tumpukannya, sehingga keseluruhannya mempertahankan bentuknya. Pada [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) meluncur dengan bebas melewati satu sama lain sambil tetap bersentuhan: kerumunannya merosot menyesuaikan wadahnya, sampai tidak ada yang dapat meluncur lebih rendah — itulah permukaan yang mendatar.

**Latihan 45.3 ★.**

Pada uji alat suntik, mengapa [udaranya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) mengalah lalu melenting kembali, sementara airnya berdiri seperti dinding?

**Solusi Latihan 45.3.**

[Udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) sebagian besar berupa ruang kosong di antara [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang beterbangan: mendorong mengemas para penerbangnya lebih rapat (dan hantaman mereka melawan — itulah pegasnya). [Molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) air sudah bersentuhan; tidak ada kekosongan yang dapat diperas keluar, sehingga penghisapnya bertemu dinding.

**Latihan 45.4 ★.**

Sebuah pompa sepeda memampatkan banyak ruangan penuh [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) ke dalam satu ban. Apa yang dibuktikan hal ini tentang jarak antarmolekul [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas)? Dapatkah sebuah pompa melakukan hal yang sama dengan air?

**Solusi Latihan 45.4.**

Bahwa [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) terbang berjauhan dengan kekosongan yang besar di antaranya — beberapa ruangan penuh dapat dikemas menjadi satu. Air, yang [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) sudah bersentuhan, tidak dapat [dimampatkan](#prop-g7-states-of-matter-squeeze): tidak ada pompa yang mengemasnya lebih rapat.

**Latihan 45.5 ★.**

Ceritakan kisah [peleburan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) dalam bahasa [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule): apa yang dilakukan kehangatannya, dan apa yang patah pada [titik leburnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/21-melebur-dan-mendidih-perubahan-wujud#def-g4-changes-of-state-melting-point)?

**Solusi Latihan 45.5.**

Kehangatan membuat [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang bertumpuk itu bergetar makin keras dan makin keras; pada [titik leburnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/21-melebur-dan-mendidih-perubahan-wujud#def-g4-changes-of-state-melting-point) [getarannya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/19-bunyi-di-sekitar-kita#def-g3-sound-around-us-vibration) mengalahkan cengkeraman tumpukannya, barisannya patah, dan [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) mulai meluncur: [zat padatnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) telah menjadi [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid).

**Latihan 45.6 ★.**

Mengapa [massa](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) selamat melewati setiap perubahan wujud, menurut modelnya? Apa yang harus terjadi pada [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) supaya [massanya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) hilang?

**Solusi Latihan 45.6.**

Perubahan wujud hanya menyusun ulang [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang sama — tidak ada yang diciptakan atau dimusnahkan, sehingga [massanya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) tidak mungkin berubah. Kehilangan [massa](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) akan menuntut [molekulnya](#def-g7-states-of-matter-molecule) lenyap (atau lolos dari wadahnya — tanda bahaya palsu milik botol yang tidak tertutup).

**Latihan 45.7 ★.**

Apa yang diukur [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature), menurut modelnya? Gambarkan aliran menurun [kalor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/34-kalor-dan-isolasi#def-g5-heat-and-insulation-heat) sebagai tenis meja [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule).

**Solusi Latihan 45.7.**

Kelincahan gerak [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule). Ketika yang panas menyentuh yang dingin, [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang lincah menghantam [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang lamban, sambil menyerahkan kelincahannya tumbukan demi tumbukan — yang lincah menjadi tenang, yang lamban menjadi cepat — sampai kedua kerumunannya berbagi satu langkah: [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) yang sama.

**Latihan 45.8 ★.**

Parfum yang dibuka di satu ujung ruangan yang tenang tercium di ujung yang lain semenit kemudian. Jelaskan perjalanannya — dan mengapa embusan [angin](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-wind) mempercepatnya.

**Solusi Latihan 45.8.**

[Molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) parfumnya terbang, bertumbukan dengan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air), memantul, lalu mengembara — zigzag demi zigzag menyeberangi ruangannya. Embusan [angin](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-wind) membawa seluruh kerumunan mereka sekaligus: menunggangi [angin](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-wind) mengalahkan terhuyung-huyung menembus kerumunannya.

**Latihan 45.9 ★★.**

[Penguapan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) mendinginkan apa yang ditinggalkannya: keringat menyejukkan kulitmu, dan jari basah yang diangkat merasakan sisi [angin](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-wind) yang dingin. Jelaskan dengan pelarian [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang *tercepat* — kerumunan macam apa yang tertinggal?

**Solusi Latihan 45.9.**

Hanya [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang *tercepat* yang dapat merobek diri dari cengkeraman [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid), sehingga [penguapan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) adalah pajak atas kelincahan: para pelariannya membawa pergi lebih daripada jatahnya, dan kerumunan yang tertinggal, secara rata-rata, lebih lambat — artinya lebih sejuk. Keringat dan jari yang basah menyejuk dengan mengekspor yang terlincah.

**Latihan 45.10 ★★.**

Sebuah balon tertutup yang ditinggalkan di bawah matahari [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) panas menggembung; di lemari es ia mengempis. Banyaknya [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) di dalamnya tidak pernah berubah. Jelaskan kedua perubahannya dengan [kelajuan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/35-kelajuan-jarak-dan-waktu#def-g5-speed-distance-time-speed) [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) dan badai yang menghantam dindingnya.

**Solusi Latihan 45.10.**

Di bawah matahari [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang terperangkap itu terbang lebih cepat lalu menghantam kulitnya lebih keras dan lebih sering: badainya menggembungkan balonnya sampai kulit yang teregang mengimbanginya. Di tempat yang dingin [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang sama melambat, hantamannya melemah, dan dorongan [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) di luarnya menghimpit balonnya menjadi lebih kecil.

**Latihan 45.11 ★★.**

Mengapa es [terapung](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/5-terapung-dan-tenggelam#def-g1-floating-and-sinking-words), dalam bahasa [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule)? Apa yang tidak biasa pada tumpukan yang dibangun [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) air, dan apa yang akan dilakukan kolam pada [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin kalau air menumpuk seperti zat yang biasa?

**Solusi Latihan 45.11.**

Air yang [membeku](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/9-es-air-uap#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) mengunci diri ke dalam tumpukan yang luar biasa lapang dan terbuka — ruang kosongnya lebih banyak daripada yang tadi dimiliki kerumunan yang meluncur — sehingga es memakai ruang lebih banyak untuk [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang sama: [massa](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) jenisnya di bawah [massa jenis](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/44-massa-jenis-mengapa-benda-terapung#def-g6-density-floating-density) [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid), dan ia [terapung](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/5-terapung-dan-tenggelam#def-g1-floating-and-sinking-words). Seandainya air biasa saja, es akan menumpuk rapat, [tenggelam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/5-terapung-dan-tenggelam#def-g1-floating-and-sinking-words) selagi terbentuk, dan kolam akan [membeku](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/9-es-air-uap#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) dari dasar ke atas — tanpa sisa air yang terlindung bagi ikannya.

**Latihan 45.12 ★★★.**

Setetes tinta yang dilepaskan pelan-pelan di dasar segelas air yang *tenang* perlahan menyebar, selama berjam-jam, sampai seluruh airnya berwarna biru samar — tanpa diaduk, tanpa arus. Jelaskan apa yang diungkapkan penyebaran yang sabar itu tentang [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) sebuah [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) — baik [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) airnya maupun [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) tintanya — dan mengapa tetes yang sama menyebar lebih cepat di air yang hangat. (Pengamatan sederhana ini termasuk bukti awal yang besar bagi seluruh gagasan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule).)

**Solusi Latihan 45.12.**

Tidak ada yang mengaduk airnya, namun tintanya bepergian: [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) sendiri bergerak tanpa henti, mendorong-dorong [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) tintanya langkah acak demi langkah acak menembus kerumunannya — kedua [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) hidup oleh gerak pada setiap saat, bahkan ketika gelasnya tampak sempurna tenang. Kehangatan mempercepat tiap dorongannya, sehingga penyebarannya bergegas. Tinta yang sabar dengan demikian membuat tarian yang tak terlihat menjadi terlihat — bukti yang meyakinkan para peragu tentang [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) itu sendiri.

## 45.6 Soal: Teater Molekul

**Soal 45.1.**

Soal akhir pekan — kelas mementaskan model partikel di gedung olahraga; murid sebagai molekul, wujud sebagai koreografi; pertanyaan para pengkritik

Kelas fisika mementaskan materi itu sendiri: tiga puluh murid memerankan [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) sebuah zat, dan gedung olahraganya menjadi wadahnya.

**Bagian I — Tiga babak.**

1. Babak pertama, [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) : bagaimana ketiga puluhnya harus berdiri, dan gerak kecil apa yang harus terus dilakukan masing-masing? Apa yang tidak boleh dilakukan satu pun di antaranya?
2. Babak kedua, [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) : apa yang berubah pada susunannya, dan kebebasan baru apa yang muncul? Apa yang masih harus terus dilakukan para muridnya, yang nanti dihapus oleh babak gasnya?
3. Babak ketiga, [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) : gambarkan koreografinya — lalu katakan mengapa babak ini memerlukan *seluruh* gedung olahraga sementara kedua babak pertama berdesak di satu sudut.
4. Penontonnya bertanya: “Apakah ketiga puluh muridnya sama pada ketiga babaknya?” Hukum mana dari tahun lalu yang dipentaskan oleh jawabannya?

**Bagian II — Para pengkritik menguji sandiwaranya.**

5. Seorang pengkritik mendorong pelan kerumunan pada babak gasnya, dan menggiringnya ke separuh gedung. Apakah babaknya mengizinkannya? Dan dorongan yang sama pada desakan babak [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) ? Sebutkan proposisi yang sedang dipentaskan.
6. Untuk mementaskan *[peleburan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes)* , sutradaranya memutar tombol [kalor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/34-kalor-dan-isolasi#def-g5-heat-and-insulation-heat) khayalan. Apa yang harus makin banyak dilakukan murid pada babak padatnya, dan pada saat apa babaknya sah menjadi babak [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) ?
7. Sandiwaranya harus menunjukkan dataran [peleburannya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) : selama perubahannya berlangsung, [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) tombol [kalornya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/34-kalor-dan-isolasi#def-g5-heat-and-insulation-heat) dibelanjakan untuk apa — dan apa yang harus dilaporkan “pengkritik [termometer](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) ” tentang kelincahan rata-rata muridnya selama itu?
8. Pentaskan [penguapan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) dari babak [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) : murid yang mana yang meninggalkan desakannya — sembarang saja, atau jenis tertentu? Apa yang terjadi pada kelincahan rata-rata desakannya selagi mereka pergi, dan rasa sejuk sehari-hari apa yang dijelaskannya?

**Bagian III — Efek khusus.**

9. Efek balon: babak gasnya dipagari murid yang memegang lingkaran tali (kulit balonnya). Apa yang dilakukan para pemeran [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) terhadap talinya, dan apa yang terjadi pada lingkarannya ketika para pemerannya bergerak lebih cepat?
10. [Pembekuan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes) air yang aneh harus dipentaskan. Petunjuk yang tidak biasa tentang *jarak* apa yang diberikan sutradaranya kepada tumpukan pada babak padatnya, dan kenyataan [terapung](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/5-terapung-dan-tenggelam#def-g1-floating-and-sinking-words) apa yang dijelaskannya?
11. Babak penutup tetes tinta: seorang murid berbaju biru mulai di sebuah sudut pada babak *[zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid)* . Tanpa dorongan sutradara apa pun, bagaimana baju biru itu berakhir jauh dari sudutnya — dan mengapa lebih cepat kalau tombol [kalornya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/34-kalor-dan-isolasi#def-g5-heat-and-insulation-heat) dinaikkan?
12. Tulislah catatan acaranya: dalam tiga kalimat, katakan satu gagasan apa yang dipentaskan seluruh sandiwaranya, sebutkan dua hukum lama yang dijelaskannya dengan cuma-cuma, dan akuilah dengan jujur apa yang tidak dapat ditunjukkan babak mana pun (betapa *kecil* dan betapa *banyak* para pemeran yang sesungguhnya).

**Solusi Soal 45.1.**

**1.** Dalam barisan yang rapi, bahu bertemu bahu, masing-masing bergoyang di tempatnya — dan tidak seorang pun boleh bertukar tempat atau meninggalkan posnya. **2.** Barisannya larut: para muridnya tetap bahu bertemu bahu (bersentuhan!) tetapi kini menganyam dan meluncur melewati satu sama lain. Mereka masih harus menjaga sentuhan dengan kerumunannya — tidak seorang pun boleh berlari bebas. **3.** Para muridnya berhamburan, berlari cepat dan lurus sampai mereka bertumbukan atau menabrak dinding, lalu memantul tanpa henti — dan karena tidak ada yang menahan mereka bersama, hanya dindingnya yang menghentikan mereka: kerumunannya menuntut setiap sudut yang ditawarkan gedungnya. **4.** Ya — ketiga puluh yang sama pada setiap babaknya: [massa](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) selamat melewati perubahan wujud, yang dipentaskan. **5.** Babak gasnya mengizinkannya — para pelarinya berdesak masuk ke separuh gedungnya (dan menghantam para penggiringnya lebih keras). Desakan [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) tidak dapat menyusut: para muridnya sudah bersentuhan. Yang dipentaskan: [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) dapat diperas, [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) tidak. **6.** Bergoyang makin keras dan makin keras di posnya; babaknya menjadi [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) pada saat goyangannya membongkar barisannya dan para muridnya mulai meluncur melewati satu sama lain. **7.** [Energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) tombolnya dibelanjakan untuk memecahkan cengkeraman tumpukannya — barisan demi barisan — bukan untuk gerak yang lebih cepat: pengkritik [termometernya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) harus melaporkan kelincahan rata-rata yang *tidak berubah* sampai barisan yang terakhir patah. Dataran [suhunya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature), yang dipentaskan. **8.** Murid yang *tercepat* — hanya merekalah yang dapat merobek diri. Kelincahan rata-rata desakan yang tersisa turun: [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) menyejukkan dirinya sendiri dengan [menguap](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/9-es-air-uap#def-g2-ice-water-steam-evapcond), tepat rasa sejuk milik keringat dan jari yang basah. **9.** Para pemerannya terus bertumbukan dengan talinya lalu mendorongnya ke luar; pemeran yang lebih cepat mendorong lebih keras dan lebih sering, dan lingkarannya menggembung — itulah balon di bawah matahari. **10.** “Bertumpuklah dalam susunan yang *terbuka* — sepanjang lengan, lapang”: [zat padat](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-solid) air memakai ruang lebih banyak daripada [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid), sehingga rakit babak esnya akan [terapung](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/5-terapung-dan-tenggelam#def-g1-floating-and-sinking-words) di atas kerumunan babak [zat cairnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid). **11.** Baju birunya didorong-dorong — disenggol langkah acak demi langkah acak menembus kerumunan yang meluncur sampai ia mengembara ke mana-mana: itulah tinta yang membaur. Naikkan tombolnya dan tiap dorongannya mempercepat, sehingga pengembaraannya bergegas. **12.** Misalnya: “Sandiwara malam ini mementaskan satu gagasan: semua materi adalah [molekul](#def-g7-states-of-matter-molecule) yang bergerak. Kalau itu diterima, dua hukum lama datang cuma-cuma — [massa](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/20-mengukur-massa#def-g3-measuring-mass-mass) yang selamat melewati setiap perubahan wujud, dan dataran [peleburannya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/39-air-dalam-segala-wujudnya#def-g6-water-states-changes). Yang tidak dapat kami pentaskan adalah ukurannya: pemeran yang sesungguhnya lebih kecil daripada penglihatan mana pun dan lebih banyak daripada seluruh penonton di dunia.”