Makala H [PDF]

Citation preview

MAKALAH STRUKTUR SIFAT – SIFAT MIKROKOPIS GAS, CAIR, dan PADAT



Disusun oleh :



Nama Kelompok : 1. 2. 3. 4.



Damardjati Nur Fauzi Fadillah Zidane Amrullah Salma Diamentieva Altryasha Gustia Hamzami



(5311422002) (5311422018) (5311422021) (5311422024)



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2022



KATA PENGANTAR



Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang. Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayahNya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang strutur sifat sifat mikrokopis gas,cair,dan padat.



Makalah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu, kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini.



Terlepas dari semua itu, kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu, dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ilmiah ini.



Akhir kata kami berharap semoga makalah ilmiah tentang sayur dan manfaatnya untuk kesehatan ini dapat memberikan manfaat maupun inspirasi terhadap pembaca.



Semarang, Agustus 2022



Seluruh anggota kelompok



Struktur Sifat – Sifat Mikrokopis Gas, Cair, dan Padat 1) Berbentuk Gas Gas mempunyai kemampuan untuk mengalir dan berubah bentuk, volume, tidak teratur, serta dapat mengikuti bentuk tempatnya. Banyak peralatan yang menggunakan gas atau udara sebagai hal penting digunakan untuk bahan isolasi. Bahan isolasi yang berbentuk gas: a. Udara Udara merupakan bahan isolasi yang mudah didapatkan, mempunyai tegangan tembut yang cukup besar yaitu 30 kV/cm. Contoh yang mudah dijumpai antara lain: pada JTR, JTM, dan JTT anatar hantara yang satu dengan yang lain dipisahkan dengan udara. Hubungan antara tegangan tembus dan jarak untuk udara tidak linier. b. Sulfur hexa Flurida Sulfur Hexa Fluorida (SF+) merupakan suatu gas bentukan antara unsur sulfur dengan fluor dengan reaksi eksotermis. Molekul SF6 mempunyai 6 atom Fluor yang mengelilingi sebuah atom sulfur, di sini masing-masing atom Fluo mengikat 1buah electron terluar atom sulfur. Dengan demikian maka SF6 menjadi gas terberat yang mempunyai masa jenis 6,139 kg/m^3 yaitu sekitar 5 kali berat udara pada suhu 00 celcius dan tekanan 1 atmosfir. c. Hidrogen Sifat-sifatnya adalah tidak berwarna dan tidak berbau, merupakan gas yang teringan, bila bercampur dengan udara mencapai tegangan 18 kV/cmgas hydrogen ekonomis bila digunakan pada mesin-mesin kapasitas 15MW ke atas. Keuntungan hydrogen dari udara adalah daya hantar hydrogen lebih besar dari pada udara. Tidak membutuhkan pengamanan terhadap bahaya kebakaran. d. Gas-gas lain • Gas bentukan fluoro organic • Gas karbon dioksoda (CO2) • Gas neon 2) Berbentuk Cair Bahan isolasu cair berfungsi sebagai isolator arus listrik dan sekaligus sebagai pendingin. Jadi bahan isolator cair harus meounyai tegangan tembus yang besar dan daya hantar panas yang tinggi. Sifat bahan isolator pada benda cair : a. Minyak Transformator Minyak transformator adalah hasil pemurnian minyak ini terutama diperlukan sebagai pendingan sebab transpormator, tahanan pengasut, penghubung tenaga, utamanya yang bekerja pada tegangan tinggi sangat membutuhkan pendinginnan, karena tanpa pendingin yang baik makan akan merusak penyekat



pada bagian inti, lilitan, dan pada bagian lain yang perlu. Contohnya meningkatkan tinggi maka akan terjadi hal-hal sebagai berikut: • • •



Suhu naik maka besar tahanan naik Karena terdiri atas campuran logam, maka akan menimbulkan retaknya penyekat. Karena suhu yang terlampu tinggi sehingga dapat merubah susunan dan bahan.



Inti dan belitan pada transformator atau seluruh kotak pada pemutus arus seluruhnya dimasukkan kedalam bak yang berisi minyak, karena itu minyak harus merupakan bahan penyekat. Syarat-syarat mutlak yang dibutuhan sebagai minyak transformator yaitu: • • •



Minyak harus cair dan jernih tidak berwarna Bebas dari air, asam, alkali, aspal, dan ret Boleh mengandung campuran abu, asam, apabila memenuhi takaran tertentu. b. Minyak kabel Minyak kabel juga merupakan salah satu hasil pemurnian minyak bumi. Minyak kabel digunakan untuk memadatkan penyekat kertas pada kabel tenaga ,kabel tanah, dan terutama kabel tegangan tinggi, kecuali untuk menguatkan baik daya sekat mekanisnya, penyekat kertas, juga untuk menjaga atau menahan air supaya tidak meresap. sekaligus sebagai elektrikum . Pada dasarnya penyekat bentuk cair digunakan sebagai bahan pembersih pada alat-alat listrik misalnya pada reustak. Hal ini banyak difungsikan sebagai pengisolasi atau bahan pengisi seperti pada minyak trafo yang merupakan pemurni bahan- bahan mineral. Oleh karena itu bahan isolasi bentuk cair banyak digunakan karena memiliki daya tembus tinggi dan daya hantar yang kuat. Adapun kendala– kendala yang biasa menghambat kerja yaitu misalnya pada minyak trapo biasa terdapat air dan asam c. Cairan sintesis Di samping bahan–bahan tersebut di atas terdapat pula isolasi cair sintesis yang juga digunakan pada teknik listrik. Isolasi cair sintesis yang sering digunakan pada teknik listrik adalah cairan yang berisi chloor (hidrokarbon) seperti difenil (CH) dimana 3 sampai 5. Atom hydrogen diganti dengan atom chloor .Bahan–bahan ini diantaranya adalah sovol, askarel, araclor, pyralen, shibanol. Sovol adalah bahan cair yang agak kental ,tidak berwarna, massa jenisnya. Lebih besar dari minyak trafo. dan tegangan tembusnya hampir sama dengan minyak trafo dan permiabilitasnya lebih tinggi. Sovol yang dicampur dengan sedikit trichlobenzena (CH ).



3) Bahan yang disebut sebagai bahan isolator adalah bahan dielektrik, ini jumlah elektron yang dihasilkan oleh gaya tarik inti sangat kuat. Elektron-elektronnya sulit untuk dipindahkan atau bahkan sangat sulit untuk dipindahkan, meski telah dipindahkan dari luar. Bahan Isolator sering digunakan untuk bahan penyekat (dielektrik). Penyekat listrik yang ditujukan untuk listrik tidak dapat dipasang jika di atas bahan bakar. Untuk dapat memenuhi persyaratan tersebut, diperlukan jenis bahan yang sesuai. ❖ Karakteristik sifat bahan isolator : 1. Sifat Kelistrikan Isolator Bahan penyekat memiliki tahanan listrik yang besar. Untuk mencegah loncatan listrik ke tanah. Kebocoran arus listrik harus memutar sekecil mungkin mugkin (tidak melebihi batas yang telah ditentukan oleh peraturan yang berlaku). 2. Sifat Mekanis Isolator Mengingat luasnya penggunaan bahan penyekat, maka dipertimbangan kekuatan struktur bahannya. Dengan demikian, dapat mencegah hal-hal yang menyebabkan kerusakan karena penggunaannya. Misalnya diperlukan bahan yang tahan tarikan, maka kita harus menggunakan bahan dari kain dari kertas. Bahan kain lebih kuat dibanding bahan dibandingkan dengan kertas. 3. Sifat Termis Isolator Panas yang ditimbulkan dari dalam oleh arus listrik atau oleh gaya magnet, mempengaruhi terhadap kekuatan bahan penyekat. Demikian panas yang dikeluarkan dari luar (alam sekitar). Dalam hal ini, jika panas yang ditimbulkan cukup tinggi, maka penyekat yang digunakan harus tepat. Adanya panas juga harus diubah, agar tidak merusak bahan penyekat yang digunakan. 4. Sifat Kimia Isolator Panas yang tinggi diterima oleh bahan penyekat dapat berubah susunan bahan kimia. Demikian pula dengan pengaruh kelembaban udara, kondisi basah yang ada di sekitar bahan penyekat. Jika kelembaban tidak dapat melepaskan haruslah dipilih bahan penyekat yang tahan terhadap udara. Demikian juga zat yang bisa merusak struktur bahan kimia. Dengan mempertimbangkan berbagai macam asal, sifat dan ciri bahan penyekat, maka memudahkan kita memilih aplikasi dalam kelistrikan, kita akan membagi bahan penyekat berdasarkan kelompoknya.



Mengingat adanya bermacam-macam asal, sifat, dan ciri bahan penyekat, maka untuk memudahkan dalam memilih untuk aplikasi dalam kelistrikan maka bahan penyekat akan dibagi ke dalam beberapa kelompok yaitu: -Bahan tambang (batu pualam, asbes, mika, dan sebagainya) -Bahan berserat (benang, kain, kertas, kayu, dan sebagainya) -Gelas dan keramik -Plastik -Karet, bakelit, ebonit, dan sebagainya -Bahan yang dipadatkan Penggunaan bahan isolator selain sebagai bahan penyekat adalah sebagai bahan tahanan (resistor). Bahan tahanan yang umumnya dipakai merupakan paduan/ campuran logam-logam terdiri dari dua atau lebih unsur bahan campuranCL) untuk mengurangi kekentalannya sehingga diperoleh bahan baru yang disebut sovtol. Karena sovol dan sovtol tidak terbakar bila dengan udara dan tidak menyebabkan ledakan. Maka itu trafo yang diisi sovtol tidak berisiko kebakaran dan ledakan sehingga sovtol tidak digunakan pada isolasi pada pemutus dan juga bahan ini beracun sehingga penggunaanya harus hati –hati 4) Sifat – sifat mikrokopis padat, cair, dan gas a. Zat padat Pada zat padat, gaya tarik antara atom atau molekul sangat kuat sehingga atom atau molekul penyusun zat padat selalu berada pada posisi yang tetap. Atom atau molekul pada zat padat bergerak maju mundur (bergetar), tetapi mereka selalu bergetar pada posisi yang sama. Wujud‐wujud zat (berdasarkan sifat mikroskopis) 2Kuatnya gaya tarik antara atom atau molekul penyusun zat padat ini yang menjadi alasan, mengapa bentuk dan volume zat padat selalu tetap. Walaupun dilempar atau dibenturkan, bentuk batu atau besi sulit berubah karena gaya tarik antara atom atau molekul sangat kuat. Ketika dirimu memasukan batu atau besi ke dalam ember atau ke dalam bak mandi, volume batu atau besi tidak pernah berubah. Jadi gaya tarik yang kuat antara atom atau molekul penyusun zat padat ini yang membuat mereka tetap berada dalam satu kesatuan dan bentuknya kelihatan padat. Secara garis besar, posisi atom atau molekul penyusun zat padat kira‐kira seperti gambar (dikenal juga dengan julukan kisi kristal). Gambar ini diperbesar. Atom atau molekul sangat kecil. b. Zat cair



Pada zat cair, gaya tarik antara atom‐atom atau molekul‐molekul kurang kuat sehingga mereka cukup bebas bergerak ke sana ke mari, saling tumpang tindih satu dengan yang lain. Atom‐atom atau molekul‐molekul penyusun zat cair memang bisa bergerak sesuka hatinya, tetapi mereka tidak bisa mengucapkan selamat tinggal kepada teman‐temannya. Besarnya gaya tarik masih bisa menahan mereka untuk tidak kabur dan tercerai berai. Wujud‐wujud zat (berdasarkan sifat mikroskopis) 3Ini yang menjadi alasan, mengapa bentuk zat cair bisa berubah‐ubah tetapi volumenya selalu tetap. Ketika kita memasukan air ke dalam sebuah gelas, gaya tarik antara atom atau molekul penyusunnya kurang kuat sehingga bentuk air berubah seperti bentuk gelas. Ketika kita memasukan air ke dalam bak mandi, gaya tarik yang kurang kuat antara atom atau molekul membuat air bisa menyesuikan bentuknya dengan bentuk bak mandi. Volume zat cair selalu tetap karena gaya tarik antara atom atau molekul masih mampu menahan mereka untuk tetap menyatu. Segelas air kalau dimasukkan ke dalam bak mandi, volume air tetap segelas. Atom‐atom atau molekul‐molekul penyusun air tidak tercerai berai sehingga volumenya selalu tetap. Posisi atom atau molekul penyusun zat cair seperti pada gambar (tanda panah menunjukan arah gerak). c. Zat gas Pada zat gas, gaya tarik antara atom atau molekul sangat lemah sehingga atom atau molekul tidak bisa berada dalam satu kesatuan. Mereka bergerak sesuka hati karena tidak ada ikatan di antara mereka. Gaya tarik yang sangat lemah membuat atom‐atom atau molekul‐molekul penyusun zat gas tercerai berai atau tercecer di mana‐mana. Atom‐atom penyusun zat gas lebih bebas dari pada atom-atom yang membentuk zat padat atau zat cair. Wujud‐wujud zat (berdasarkan sifat mikroskopis) 4 posisi atom atau molekul penyusun zat gas.Gaya tarik yang sangat lemah merupakan alasan mengapa bentuk dan volume zat gas bisa berubah‐ubah dan mengapa udara tidak bisa dilihat dengan mata. Ukuran atom atau molekul sangat kecil sehingga jika mereka tercerai berai atau tercecer di mana‐mana, maka kita tidak bisa melihat. Ukuran pasir atau gula jauh lebih besar daripada atom atau molekul sehingga walaupun tercecer, butir‐butir pasir masih bisa dilihat dengan mata walaupun agak sulit. Zat padat atau zat cair bisa dilihat, karena atom‐atom atau molekul penyusunnya tidak tercerai berai. Besar gaya tarik pada zat padat dan zat gas



masih mampu menahan mereka untuk tetap berkumpul. Gaya tarik pada zat gas sangat lemah sehingga tidak mampu menahan atom‐atom atau molekul untuk tetap ngumpul. Kecilnya gaya tarik ini juga yang menjadi alasan mengapa zat gas dan zat cair bisa mengalir. 5. Klasifikasi bahan konduktor, semikonduktor, isolator, super konduktor dan bahan magnetic. 1. Bahan Penghantar (konduktor) adalah bahan yang menghantarkan listrik dengan mudah. Bahan ini mempunyai daya hantar listrik (Electrical Conductivity) yang besar dan tahanan listrik (Electrical Resistance) kecil. Bahan penghantar listrik berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Perhatikan fungsi kabel, kumparan/lilitan pada alat listrik yang anda jumpai. Juga pada saluran transmisi/distribusi. Dalam teknik listrik, bahan penghantar yang sering dijumpai adalah tembaga dan alumunium. 2. Bahan Penyekat (Insulator/isolator) adalah bahan yang befungsi untuk menyekat (misalnya antara 2 penghantar); agar tidak terjadi aliran listrik/kebocoran arus apabila kedua penghantar tersebut bertegangan. Jadi bahan penyekat harus mempunyai tahanan jenis besar dan tegangan tembus yang tinggi. Bahan penyekat yang sering ditemui dalam teknik listrik adalah : plastik, karet, dan sebagainya. 3. Bahan Setengah Penghantar (Semi Konduktor) adalah bahan yang mempunyai daya hantar lebih kecil dibanding bahan konduktor, tetapi lebih besar dibanding bahan isolator. Dalam teknik elektronika banyak dipakai semi konduktor dari bahan germanium (Ge) dan silicon (Si). Dalam keadaan aslinya, Ge dan Si adalah bahan pelikan dan merupakan isolator. Di Pabrik bahan-bahan tersebut diberi kotoran. Jika bahan tersebut dikotori dengan alumunium maka diperoleh bahan semikonduktor type P (bahan yang kekurangan elektron/mempunyai sifat positif). Jika dikotori dengan fosfor maka yang dipeoleh adalah semikonduktor jenis N (bahan yang kelebihan electron, sehingga bersifat negative). Ge mempunyai daya hantar lebih tinggi dibandingkan Si, sedangkan Si lebih tahan panas dibanding Ge. 4. Bahan Magnetik (Magnetic Materials) dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu ferro magnetic, para-magnetic dan dia-magnetic. Bahan ferro-magnetic adalah bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi dan mudah sekali dialiri garisgaris gaya magnet. Contoh bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi adalah besi, besi pasir, stalloy, dan sebagainya. Selain itu sering dijumpai magnet yang merupakan magnet permanen, misalnya alnico, cobalt, baja arang, dan sebagainya. Baja untuk magnet sering dijumpai pada pelat-pelat motor/generator, pelat-pelat



transformator, dan sebagainya. Dalam bidang elektronika, digunakan bahan magnet misalnya pada speaker, alat-alat ukur elektronika, dan sebagainya. 5. Bahan Super Konduktor. Pada tahun 1911, Kamerligh Onnes mengukur perubahan tahanan listrik yang disebabkan oleh perubahan suhu Hg dalam helium cair. Dia menemukan bahwa tahanan listrik tiba-tiba hilang pada suhu 4,153°K. Sampai saat ini telah ditemukan sekitar 24 unsur hantaran super dan lebih banyak lagi paduan dan senyawa yang menunjukkan sifat-sifat hantaran super. Temperatur kritisnya berkisar antara 1 samapai 19° Kelvin. Bahan-bahan lead (timah), tin (timah patri), alumunium, dan mercury, pada sushu mendekati 0°K mempunyai resistivitas nol.



DAFTAR PUSTAKA



Ajim, N. (n.d.). Sifat dan Macam Bahan Penghantar Isolator. Retrieved from Mikirbae.com: https://www.mikirbae.com/2018/11/sifat-dan-macam-bahan-penghantar-dan.html?m=1 Contoh Bahan-Bahan Konduktor, Isolator, dan Semikonduktor. (n.d.). Retrieved from Kompas.com: https://www.kompas.com/skola/read/2021/01/26/192115769/contohbahan-bahan-konduktor-isolator-dan-semikonduktor Isolator Bentuk Cair. (n.d.). Retrieved from FAIZALNIZBAH: https://faizalnizbah.blogspot.com/2013/06/isolator-bentuk-cair.html?m=1 Lohat, A. S. (n.d.). Wujud‐wujud zat (berdasarkan sifat mikroskopis). Retrieved from Gurumuda.Net: https://gurumuda.net/wujud%E2%80%90wujud-zat-berdasarkan-sifatmikroskopis.htm