Apa itu materi

Berat seorang astronaut di Bulan hanya seperenam beratnya di Bumi, tetapi massanya sama sekali tidak berubah.

Ahli kimia mendefinisikan materi dengan satu kalimat singkat: segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Batu bata adalah materi, begitu pula air dalam gelas. Udara juga materi, meskipun tidak terlihat. Tiup balon dan balon akan mengembang karena udara yang kamu masukkan membutuhkan ruang. Cahaya, bunyi, dan kalor bukan materi. Ketiganya membawa energi, tetapi tidak memiliki massa sendiri dan tidak memenuhi wadah.

Massa tidak sama dengan berat

Massa mengukur banyaknya materi dalam suatu benda. Kamu dapat menentukannya dengan neraca, melalui perbandingan dengan massa standar, atau dari besar gaya yang diperlukan untuk mempercepat benda: mobil memerlukan dorongan jauh lebih besar daripada sepeda. Berat adalah tarikan gravitasi pada massa tersebut. Berat sebanding dengan massa, tetapi bergantung pada tempatmu berada. Gravitasi Bulan sekitar seperenam gravitasi Bumi, sehingga berat astronaut di sana juga sekitar seperenamnya. Massanya, yaitu banyaknya materi dalam tubuhnya, tetap sama. Di orbit ia mungkin merasa tidak berbobot, tetapi bukan berarti ia tidak bermassa.

Tiga wujud sehari-hari

Di Bumi, materi biasanya ditemukan dalam salah satu dari tiga wujud. Zat padat bersifat kaku dan mempertahankan bentuknya; sendok tetap berbentuk sendok baik di laci maupun di cangkir. Zat cair mengalir dan mengikuti bentuk wadahnya, tetapi gravitasi membuat permukaan atasnya datar. Di orbit, air dan pesawat antariksa sama-sama jatuh bebas, sehingga tidak ada yang menarik permukaan air menjadi datar, dan gumpalan air membentuk bola. Gas memenuhi seluruh wadahnya, mengikuti bentuk sekaligus volumenya. Jika zat padat atau cair ditekan, volumenya hampir tidak berubah; jika gas ditekan, volumenya menyusut banyak.

Ada wujud keempat yang jarang ditemukan di Bumi tetapi umum di alam semesta. Plasma adalah gas dengan banyak partikel bermuatan listrik. Bintang tersusun dari plasma, dan kamu juga dapat melihatnya pada petir, alat pemotong plasma, serta beberapa layar televisi lama. Ada benda yang tampak memiliki lebih dari satu wujud. Pasir dapat dituang seperti cairan, tetapi setiap butirnya merupakan zat padat. Awan melayang seperti gas, tetapi sebenarnya berupa udara yang bercampur tetesan air kecil atau butiran es.

Materi tidak hilang ketika berubah

Ketika es mencair atau air mendidih, zatnya tidak muncul atau lenyap. Jumlah total materi tetap sama selama perubahan wujud maupun reaksi kimia. Inilah hukum kekekalan materi. Hal ini sulit terlihat dalam kehidupan sehari-hari karena sebagian produk biasanya lepas sebagai gas, tetapi dalam wadah tertutup rapat, neraca tidak menunjukkan perubahan. Air dalam ketel tampak berkurang saat mendidih; air itu tetap ada, tersebar di dapur sebagai uap.

Model dalam kursus ini menjelaskan semua itu melalui partikel: atom atau molekul yang selalu bergerak. Dalam zat padat, partikel tertahan pada posisi tetap dan hanya dapat bergetar. Dalam zat cair, partikel masih bersentuhan tetapi bergeser melewati satu sama lain. Dalam gas, partikel berjauhan dan bergerak lurus sampai menumbuk sesuatu. Suhu menunjukkan seberapa cepat partikel bergerak. Teori kinetik molekul menyatakannya dengan tepat: energi kinetik rata-rata partikel sebanding dengan suhu yang diukur dalam kelvin.