Salah satu sifat penting dari suatu benda adalah kerapatan alias massa jenisnya. Istilah kerennya adalah densitas (density). Massa jenis adalah perbandingan massa terhadap volume zat. Secara matematis ditulis :
ρ = m/V
(ρ dibaca “rho”) merupakan huruf Yunani yang biasa digunakan untuk menyatakan kerapatan, m adalah massa dan V adalah volume.
Satuan sistem Internasional massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3). Untuk satuan CGS alias centimeter, gram dan sekon, satuan massa jenis dinyatakan dalam gram per centimeter kubik (gr/cm3).
Berikut ini data kerapatan dari beberapa benda.
Kerapatan benda yang dinyatakan dalam tabel di atas merupakan kerapatan benda pada suhu 0o C dan tekanan 1 atm (atmosfir alias atm = satuan tekanan)
Kerapatan udara dan zat cair
Kerapatan fluida berbeda dengan kerapatan zat padat. Besi atau kayu memiliki kerapatan yang sama pada setiap bagiannya. Berbeda dengan fluida, misalnya udara atau air. Makin tinggi udara dari permukaan permukaan laut, massa jenis udara semakin kecil. Hal ini disebabkan karena gaya gravitasi berkurang terhadap ketinggian. Semakin ke atas, gaya gravitasi semakin kecil sehingga jumlah udara yang ditarik juga berkurang. Jumlah udara di dekat permukaan laut lebih banyak dibandingkan jumlah udara di puncak gunung. Dalam suatu ruang atau volume yang sama, udara yang berada di dekat laut mempunyai massa yang lebih besar sehingga massa jenisnya juga lebih besar. Sebaliknya udara yang berada di puncak gunung mempunyai massa lebih kecil sehingga massa jenis udara juga lebih kecil. Semakin jauh dari permukaan laut, massa jenis udara semakin kecil.
Bagaimana dengan massa jenis air, misalnya air laut ? Udara terdiri dari atom atau molekul yang terpisah dan mudah bergerak sehingga banyak atau sedikitnya jumlah udara sangat dipengaruhi oleh besar atau kecilnya gaya gravitasi yang menariknya. Sebaliknya molekul air tidak berdiri sendiri dan tidak terpisah satu sama lain; molekul air saling terikat dan tidak mudah bergerak. Karenanya jumlah molekul air pada permukaan laut tidak berbeda jauh dengan jumlah molekul air di dasar laut. Jadi massa jenis air laut di permukaan hampir sama dengan massa jenis air laut di dasar laut, walaupun ketinggiannya berbeda.
Pengaruh perubahan suhu dan volume terhadap massa jenis fluida
Setiap benda memuai (volume bertambah) jika suhunya meningkat dan menyusut (volume berkurang) jika suhunya berkurang. Kecuali air pada suhu 0oC–4oC. Beberapa contoh berikut menjelaskan hal ini. Pernah mengalami peristiwa di mana roda sepeda motor yang sedang diparkir kempes walaupun tidak ada kebocoran ? Roda sepeda motor kempes karena volume udara di dalam roda berkurang. Volume udara berkurang karena menurunnya suhu udara tersebut. Hal ini terjadi ketika suhu udara sangat dingin. Contoh lain. Silahkan meniup balon karet hingga mengembang lalu ikat mulut balon agar udara tidak keluar. Jemur balon di tempat yang panas. Amati apa yang terjadi pada balon! Balon akan meletus karena volume udara di dalam balon bertambah akibat peningkatan suhu udara tersebut. Elastisitas karet tidak mampu menahan pemuaian udara sehingga balon meletus.
Dua contoh di atas menunjukkan bahwa volume fluida, baik zat cair maupun zat gas dapat berubah jika suhunya berubah. Massa udara di dalam roda atau balon tertutup selalu sama; yang berubah hanya volume udara. Perubahan volume udara menyebabkan massa jenis udara berubah.
Anda harus log masuk untuk menerbitkan komentar.