Bab 3 --> Jirim --> Tiga Keadaan Jirim

Bab 3 --> Jirim --> Tiga Keadaan Jirim

 

Susunan Zarah Dalam Pepejal

Susunan zarah yang berlainan/berbeza dalam jirim membolehkan jirim wujud dalam tiga bentuk yang berbeza (keadaan fizikal).

Biasanya jirim boleh wujud sebagai pepejal, cecair dan gas.

Susunan Zarah Dalam Pepejal.

Zarah pepejal.

• Pensil, rod kaca, kuku besi, dan bikar adalah beberapa contoh pepejal.
• Zarah pepejal tersusun rapat dan dalam corak/pola yang tetap. Ini adalah kerana daya tarikan antara zarah adalah kuat.
• Terdapat ruang yang sangat kecil di antara zarah pepejal. Oleh itu, zarah tidak boleh dimampatkan dan isipadu pepejal adalah pasti/tentu.

Kajian susunan zarah dalam pepejal.

Permulaan eksperimen

Prosedur:

• Kepingan kecil kristal kuprum (II) sulfat dimasukkan ke dalam tabung uji yang dipenuhi oleh gel. 
• Tabung uji diterbalikkan tanpa digoncang dan dibiarkan selama beberapa hari.

Akhir eksperimen

Pemerhatian:

Kuprum (II) sulfat biru perlahan-lahan merebak ke dalam gel. Selepas beberapa hari, gel menjadi keseluruhannya biru. Krital kuprum (II) sulfat telah hilang.

Kesimpulan:

Penyerapan kuprum (II) sulfat oleh gel menunjukkan bahawa terdapat ruang diantara zarah gel. Kadar penyerapan yang perlahan menunjukkan bahawa zarah gel disusun berhampiran bersama-sama (terdapat ruang kecil di antara zarah).

Susunan Zarah Dalam Cecair

Zarah cecair (particles of a liquid) tidak berada dalam corak yang teratur / tetap dan sederhana padat. Oleh itu, terdapat lebih banyak ruang di antara zarah.

Zarah cecair.

Air, jus limau, dan sirap beberapa contoh cecair.

Zarah cecair tersusun berdekatan antara satu sama lain tetapi tidak dalam keadaan corak yang tetap dan teratur. Ini adalah kerana daya tarikan antara zarah-zarahnya adalah lemah.

Ruang antara zarah cecair adalah lebih besar tetapi, cecair tidak boleh dimampatkan kerana zarah-zarahnya masih teratur rapat dan berdekatan antara satu sama lain.

Bentuk cecair tidak tetap/pasti. Bentuk cecair bergantung kepada bentuk bekas dimana ia berada.

Cecair (liquid) yang juga dikenali sebagai bendalir (fluid) kerana kebolehannya mengalir.

Kajian susunan zarah dalam cecair.

Permulaan eksperimen

Prosedur:

Sejumlah kecil kristal kalium permanganat dimasukkan ke dalam silinder penyukat (measuring cylinder) yang dipenuhi dengan air. Alat radas kemudiannya ditinggalkan dan dibiarkan selama beberapa jam.

Akhir eksperimen

Pemerhatian:

Warna ungu Kalium permanganat perlahan-lahan merebak ke seluruh bahagian air dalam beberapa jam.

Kesimpulan:

Keupayaan kalium permanganat untuk merebak didalam air menunjukkan bahawa terdapat ruang antara zarah cecair (air). Kadar penyerapan yang perlahan menunjukkan bahawa zarah disusun agak rapat (terdapat ruang kecil di antara zarah).

Susunan Zarah Dalam Gas

Udara adalah jirim (matter) dalam bentuk gas.

Zarah gas adalah berjauhan dan tidak bersusun dalam corak tetap. Ini adalah kerana daya tarikan diantara zarahnya adalah sangat lemah.

Zarah gas tidak disusun dalam corak yang tetap. Oleh itu,
terdapat ruang yang besar di antara zarah.

Gas tidak mempunyai bentuk yang jelas (definite shape) atau isipadu (volume). Ia mengambil bentuk bekas yang mengisinya.

Terdapat ruang yang besar antara zarah gas. Oleh itu, gas boleh dimampatkan (compressed) dibawah tekanan yang melampau (extreme pressure).

Isipadu gas bertambah (increase) apabila zarah bergerak menjauhi antara satu sama lain. Isipadu gas berkurangan (decrease) apabila zarah dimampatkan.

Gas juga dikenali sebagai bendalir (fluid) kerana kebolehannya mengalir.

Kajian susunan zarah gas.

Permulaan eksperimen

Prosedur:

Beberapa titik bromin (bromine) dititis ke dalam balang gas yang mempunyai penutup. Balang gas kosong diterbalikkan di atas balang gas diisi dengan yang bromin. Penutup kemudiannya dialihkan/dikeluarkan.

Akhir eksperimen

Pemerhatian:

Gas bromin berwarna perang kemerahan (reddish-brown) merebak dengan cepat ke dalam balang gas yang berisi udara.

Kesimpulan:

Keupayaan gas bromin merebak ke dalam udara menunjukkan bahawa udara (gas) mempunyai ruang kosong di antara zarah-zarahnya. Kadar ia merebak yang cepat/pesat (rapid rate) menunjukkan bahawa zarah-zarahnya tersusun longgar (terdapat ruang yang besar di antara zarah-zarah gas).

Pergerakan Zarah Dalam Jirim

Zarah-zarah dalam jirim (dalam sebarang bentuk fizikal) adalah sentiasa bergerak.

Walaupun demikian, kadar (rate) dan jenis pergerakan (type of movement) zarah dalam setiap bentuk fizikal adalah berbeza.

Berikut adalah jenis-jenis pergerakan zarah dalam:

• Pepejal (solid). 
  Zarah tidak bergerak bebas kerana daya tarikan antara zarah adalah sangat kuat. Zarah-zarah hanya boleh bergetar dan berputar di sekitar kedudukan tetap mereka.
  
• Cecair (liquid). 
  Zarah bergerak bebas kerana daya tarikan antara zarah kurang kuat. Zarah-zarah berlanggar (collide) antara satu sama lain.
  
• Gas. 
  Zarah bergerak dengan bebas dan secara rawak kerana daya tarikan antara zarah sangat lemah. Zarah-zarah juga bergerak pada kelajuan yang sangat tinggi.

Gerakan bebas atau gerakan Brown (Brownian motion) adalah gerakan zarah dalam semua arah pada kelajuan yang tinggi.

• Gerakan bebas adalah disebabkan oleh perlanggaran antara zarah-zarah, atau antara zarah-zarah dan bekas (container) mereka.
  
• Pergerakan bebas berlaku secara berterusan kerana zarah-zarah melantun (particles rebound), iaitu zarah bergerak melantun dan berterusan berikutan perlanggaran.

Gerakan Brown tidak terhad kepada pergerakan zarah gas sahaja. Zarah cecair juga adalah bergerak bebas.

Walau bagaimanapun, pergerakan zarah cecair adalah lebih perlahan daripada zarah gas.

Gerakan Brown zarah asap.