Pendahuluan
Materi dapat eksis dalam berbagai wujud, seperti padat, cair, dan gas. Kondisi ini memiliki sifat dan perilaku yang berbeda, bergantung pada susunan dan pergerakan partikel penyusun materi. Perubahan keadaan adalah perubahan fisik dalam suatu materi. Mereka adalah perubahan reversibel dan tidak melibatkan perubahan apa pun dalam susunan kimiawi materi. Perubahan keadaan yang umum meliputi pencairan, pembekuan, sublimasi, pengendapan, kondensasi, dan penguapan. Perubahan ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Dalam artikel ini, kita akan mengeksplorasi bagaimana energi terkait dengan perubahan keadaan yang diwakili oleh model. Kita juga akan melihat beberapa contoh diagram keadaan yang menunjukkan kemungkinan keadaan suatu objek dan transisi yang menyebabkan perubahan keadaan.
Energi dan Perubahan Keadaan
Energi adalah kemampuan untuk melakukan pekerjaan atau menyebabkan perubahan. Energi dapat ditransfer dari satu objek ke objek lain, atau diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Misalnya, ketika kita memanaskan benda padat, kita mentransfer energi panas (panas) dari sumber panas ke benda padat. Energi panas ini menyebabkan partikel dalam padatan bergetar lebih cepat dan bergerak lebih jauh, melemahkan gaya tarik-menarik di antara mereka. Ketika energi termal cukup untuk mengatasi gaya-gaya ini, padatan meleleh dan menjadi cair. Proses ini disebut peleburan.
Peleburan adalah contoh dari proses endotermik, di mana panas diserap selama perubahan keadaan. Jumlah panas yang diperlukan untuk melelehkan satu satuan massa suatu zat pada titik lelehnya disebut panas laten peleburan. Zat yang berbeda memiliki panas fusi laten yang berbeda, tergantung pada kekuatan gaya antar partikelnya. Semakin kuat gaya, semakin banyak panas yang dibutuhkan untuk melelehkannya.
Demikian pula, saat kita memanaskan cairan, kita mentransfer energi panas dari sumber panas ke cairan. Energi panas ini menyebabkan partikel-partikel dalam cairan bergerak lebih cepat dan menjauh, melemahkan gaya tarik-menarik di antara mereka. Ketika energi panas cukup untuk mengatasi gaya-gaya ini, cairan mendidih dan menjadi gas. Proses ini disebut pendidihan.
Pendidihan adalah contoh lain dari proses endotermik, di mana panas diserap selama perubahan keadaan. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mendidihkan satu satuan massa suatu zat pada titik didihnya disebut kalor laten penguapan. Zat yang berbeda memiliki panas laten penguapan yang berbeda, tergantung pada kekuatan gaya antar partikelnya. Semakin kuat gayanya, semakin banyak panas yang dibutuhkan untuk mendidihkannya.
Sebaliknya, saat kita mendinginkan gas, kita mentransfer energi panas dari gas ke lingkungan. Energi panas ini menyebabkan partikel-partikel dalam gas bergerak lebih lambat dan berdekatan, memperkuat gaya tarik-menarik di antara mereka. Ketika gaya-gaya ini cukup kuat untuk menyatukan mereka, gas mengembun dan menjadi cair. Proses ini disebut kondensasi.
Kondensasi adalah contoh proses eksoterm, di mana panas dilepaskan selama perubahan keadaan. Jumlah panas yang dilepaskan saat satu satuan massa suatu zat mengembun pada titik kondensasinya sama dengan panas laten penguapannya.
Demikian pula, saat kita mendinginkan cairan, kita mentransfer energi panas dari cairan ke
lingkungan sekitar. Energi panas ini menyebabkan partikel-partikel dalam cairan bergerak lebih lambat dan berdekatan, memperkuat gaya tarik-menarik di antara mereka. Ketika gaya ini cukup kuat untuk menguncinya pada posisi tetap, cairan membeku dan menjadi padat. Proses ini disebut pembekuan.
Pembekuan adalah contoh lain dari proses eksoterm, di mana panas dilepaskan selama
perubahan keadaan. Jumlah kalor yang dilepaskan saat satu satuan massa suatu zat membeku pada titik bekunya sama dengan kalor laten peleburannya.
Beberapa zat dapat berubah langsung dari padat menjadi gas, atau dari gas menjadi padat,
tanpa menjadi cairan di antaranya. Ini disebut sublimasi atau deposisi,
bergantung pada apakah itu endotermik atau eksotermik.
Diagram Keadaan
Diagram keadaan adalah representasi grafis yang menunjukkan bagaimana suatu objek dapat mengubah
statusnya sebagai respons terhadap peristiwa atau kondisi tertentu. Diagram status terdiri dari
status dan transisi.
Status adalah kondisi atau situasi di mana suatu objek dapat berada pada waktu tertentu.
Status dapat memiliki sifat atau perilaku tertentu yang terkait dengannya. Misalnya,
padatan memiliki bentuk dan volume yang tetap, sedangkan cairan memiliki volume yang tetap tetapi dapat
mengalir dan mengambil bentuk wadahnya.
Transisi adalah perubahan dari satu status ke status lainnya karena beberapa peristiwa atau kondisi.
Transisi dapat memiliki tindakan atau efek tertentu yang terkait dengannya. Misalnya,
ketika benda padat meleleh menjadi cairan karena pemanasan, ia menyerap panas dan mengubah
bentuknya.
Secara grafis, keadaan dirender sebagai persegi panjang dengan sudut membulat. Transisi
dirender sebagai garis lurus terarah. Nama peristiwa atau kondisi yang
memicu transisi ditulis di atas atau di samping garis. Nama tindakan
atau efek yang dihasilkan dari transisi ditulis di bawah atau di samping garis.
Diagram status berikut menunjukkan kemungkinan status dan transisi untuk air.
>
Diagram status berikut menunjukkan kemungkinan status dan transisi untuk suatu insiden.
Kesimpulan
Dalam artikel ini, kita telah mempelajari bagaimana energi terkait dengan perubahan keadaan yang diwakili oleh model. Kita telah melihat bahwa energi dapat dipindahkan atau diubah selama perubahan keadaan, dan bahwa zat yang berbeda memerlukan jumlah energi yang berbeda untuk mengubah keadaannya. Kita juga telah belajar bagaimana menggunakan diagram status untuk menunjukkan kemungkinan status dan transisi dari suatu objek. Diagram status adalah alat yang berguna untuk memahami dan menganalisis perilaku sistem atau proses.