Massa jenis adalah besaran fisika yang mengukur konsentrasi materi tubuh dalam volume tertentu given.
Ini diperoleh dengan rasio antara massa dan volume tubuh dan diukur dalam kg/m3 dalam Sistem Satuan Internasional (SI).
Kepadatan suatu benda berbanding terbalik dengan volumenya, yaitu semakin besar volumenya, semakin rendah kerapatannya. Perhatikan hubungan ini dalam rumus kepadatan:
Massa jenis adalah sifat yang menentukan apakah suatu benda akan mengapung atau tenggelam dalam zat cair. Jika bahan kurang padat dari cairan, itu akan mengapung, tetapi jika memiliki kepadatan lebih tinggi dari cairan, itu akan tenggelam.
Semua bahan yang ditemukan di alam memiliki massa jenis yang dapat diukur. Kepadatan tergantung pada jenis bahan, dari keadaan fisik di mana dia menemukan dirinya dan kondisi suhu dan tekanan lingkungan.
Bagaimana cara menghitung kepadatan?
Untuk menghitung massa jenis suatu zat atau campuran zat, bagi massa tubuh dengan volumenya, menurut rumus:
Dimana:
- d = densitas diukur dalam kg/m3, g/cm3 atau g/ml
- m = massa diukur dalam kg atau g
- v = volume diukur dalam m3, cm3 atau mL
Penting untuk diingat bahwa ketika volume benda berubah di bawah kondisi suhu dan tekanan yang berbeda, densitasnya akan berbeda ketika suhu dan tekanan berubah.
Misalnya, air memiliki massa jenis sekitar 1 g/cm3 dalam kondisi ambien, tetapi ketika menjadi es kepadatannya berkurang menjadi 0,92 g/cm3 - karena perbedaan densitas inilah es mengapung di atas air.
Es mengapung di atas air karena massa jenisnya lebih rendah dalam keadaan padat daripada dalam keadaan cair.
Contoh praktis kepadatan
Untuk memahami dalam praktik apa itu kepadatan, bayangkan dua wadah, satu dengan 1 kg timah dan yang lainnya dengan 1 kg kapas. Keduanya memiliki massa yang sama, yaitu 1 kilo.
Namun, karena kapas jauh lebih ringan daripada timah, jumlah yang jauh lebih besar dari bahan ini diperlukan untuk menyamakan massa kedua wadah.
Dengan demikian, ruang yang ditempati oleh kapas akan jauh lebih besar daripada ruang yang ditempati oleh timah. Ini berarti bahwa timbal memiliki jumlah materi pekat yang jauh lebih besar dan oleh karena itu kepadatannya lebih tinggi daripada kapas.
Sekarang lihat contoh lain dari situasi praktis yang dijelaskan oleh perbedaan kepadatan bahan:
Es batu
Ketika ditempatkan dalam segelas air, es batu mengapung karena massa jenisnya (0,92 g/cm)3) lebih kecil dari massa jenis air (1g/cm3).
Ketika es batu ditempatkan dalam gelas yang berisi alkohol, es batu akan tenggelam karena massa jenisnya (0,92 g/cm)3) lebih besar dari densitas etanol (0,79 g/cm3).
Es tenggelam dalam segelas minuman beralkohol karena massa jenis alkohol lebih kecil daripada air.
Styrofoam dan paku
Contoh lain yang membantu untuk memahami kepadatan adalah dengan mengamati perilaku papan styrofoam dan paku yang terbuat dari baja ketika ditempatkan di dalam air.
Paku langsung tenggelam karena densitasnya (0,78 g/m)3) jauh lebih besar dari densitas air. Ini berarti bahwa baja memiliki sejumlah besar materi yang terkonsentrasi dalam volume kecil.
Sebaliknya, ketika papan styrofoam diletakkan di dalam air, papan styrofoam akan mengapung karena massa jenis styrofoam lebih kecil dari massa jenis air. Tidak seperti baja, styrofoam adalah zat yang memiliki sedikit zat pekat.
Massa jenis styrofoam lebih kecil daripada massa jenis air, sehingga papan mengapung.
Massa dan kepadatan spesifik
Kepadatan juga digunakan untuk merujuk pada kepadatan, tetapi mereka tidak selalu dapat dipahami sebagai sinonim.
ITU massa jenis mengacu pada tubuh, yang dapat terdiri dari hanya satu zat atau campuran zat, seperti larutan air dengan gula.
ITU Massa spesifik, pada gilirannya, mengacu pada kepadatan a zat homogen tertentu, seperti aluminium, timbal atau air.
Ini berarti bahwa ketika suatu benda hanya terdiri dari satu zat, kerapatannya diberikan oleh massa spesifiknya. Namun, ketika benda itu heterogen, perlu untuk menghitung kerapatannya sebagai rasio massa terhadap volume.
Kepadatan zat
Lihat massa jenis (atau massa jenis) beberapa zat pada tabel di bawah ini:
| Zat | Massa jenis |
|---|---|
| air | 1,0 |
| Udara | 1,2 |
| Baja | 7,8 |
| Aluminium | 2,7 |
| Memimpin | 11,3 |
| Tembaga | 8,9 |
| etanol | 0,79 |
| Besi | 7,86 |
| Es | 0,92 |
| susu | 1,03 |
| kayu | 0,5 |
| Emas | 19,3 |
Kepadatan mutlak dan kerapatan relatif
Kepadatan mutlak mengacu pada kepadatan suatu benda atau zat tertentu. Kepadatan relatif, pada gilirannya, adalah kepadatan satu bahan dibandingkan dengan yang lain.
Perhitungan densitas relatif adalah perbandingan antara dua densitas, yang dihitung dengan membagi massa dengan volume. Rumus densitas dapat dinyatakan dengan:
atau
Massa jenis relatif sering digunakan untuk membandingkan massa jenis zat dalam kaitannya dengan air, yang massa jenisnya 1g/cm3.
Satuan ukuran kepadatan
Satuan ukuran yang digunakan dalam Sistem Internasional (SI) adalah kg/m3, tetapi besaran ini biasanya juga dinyatakan dalam g/cm3 dan g/ml. Hubungan antara satuan ukuran ini adalah:
1 g/cm3 = 1 g/ml = 1000 kg/m3
Lihat juga arti dari kimia dan pengukuran volume.
