Pengertian Massa Jenis

Diposting pada

Ketika anda membawa 1 kg benang nilon akan terasa lebih ringan dibandingkan dengan membawa 1 kg beras. Mengapa hal ini bisa terjadi, padahal keduanya berwujud sama dan mempunyai massa 1 kg ?? Peristiwa ini terjadi karena adanya suatu perbedaan kerapatan suatu zat yang satu dengan zat lainnya, walaupun wujud zatnya sama. Untuk lebih jelasnya lagi marilah simak ulasan yang ada dibawah berikut ini.

Massa-Jenis

Pengertian Massa Jenis

Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda ialah total massa dibagi dengan total volumenya.


Kerapatan suatu zat disebut massa jenis, yang dilambangkan dengan ρ (rho), yakni hasil bagi massa zat oleh volumenya. Hal ini sesuai dengan sifat utama dari suatu zat, yakni massa dan volume.

Baca Juga : Gelombang Bunyi : Karakteristik, Sifat, Sumber, Contoh, Teori, Frekuensi


Keadaan benda dalam air berdasarkan besar dan kecilnya massa jenis benda tersebut :


1. Terapung

Untuk dapat terapung, suatu benda dalam air harus mempunyai massa jenis lebih kecil daripada massa jenis air.  Benda dikatakan terapung jika sebagian atau seluruh bagiannya berada di atas permukaan cairan.  Saat benda diletakkan di dalam cairan, benda akan bergerak ke atas, sehingga gaya ke atas (Fa) lebih besar daripada gaya berat (w).


2. Melayang

Untuk dapat melayang, suatu benda dalam air harus mempunyai massa jenis yang sama dengan massa jenis air.  Benda dikatakan melayang jika seluruh bagiannya  berada   di  dalam  cairan.   Saat  benda  diletakkan  didalam  cairan, benda tidak akan bergerak ke atas ataupun ke bawah (melayang) , sehingga gaya ke atas (Fa) sama dengan gaya berat (w).


3. Tenggelam

Untuk dapat tenggelam, suatu benda dalam air harus mempunyai massa jenis lebih besar daripada massa jenis air, maka benda akan mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol.  Benda dikatakan tenggelam benda berada di dasar wadah atau tempat cairan.  Saat benda diletakkan di dalam cairan, benda akan bergerak ke bawah sampai menyentuh dasar wadah cairan dan tetap berada di dasar, sehingga gaya ke atas (Fa) lebih kecil daripada gaya berat.


Kerapatan air adalah 1,00 g/ml pada 4oC. Sistem perhitungan untuk kerapatan larutan didasari pada nilai ini. Untuk menghitung nilai kerapatan suatu larutan, umumnya larutan itu dibandingkan dengan air. Hal ini memudahkan untuk melihat apakah suatu larutan akan bercampur atau tidak, karena dua larutan dengan kerapatan yang sangat berbeda biasanya tidak dapat bercampur (Tipler, 1998).


Terdapat pengecualian, dimana larutan ionik seperti larutan garam akan larut dalam air karena keduanya bersifat polar.  Minyak yang nonpolar tidak dapat larut dalam air meskipun kerapatan keduanya tidak jauh berbeda.  Keduanya gagal dicampurkanlebih disebabkan oleh sifat tersebut, dibandingkan dengan kerapatannya.  Contoh, kerapatan merkuri (13,5 g/ml) dan air (1,0 g/ml) relatif berbeda. Perbedaan kerapatan relatif ini (kadang disebut Gravitas Spesifik) menyebabkan merkurin terbenam di dasar wadah yang berisi air.  Kerapatan relatif (gravitas spesifik) adalah rasio dari kerapatan sampel pada 20oC dibagi dengan kerapatan air pada 4oC (Tipler, 1998).


Rapatan yang merupakan perbandingan antara massa dan volume adalahsifat intensif.  Sifat-sifat intensif umumnya dipilih oleh para ilmuwan untuk  pekerjaan ilmiah karena tidak tergantung pada jumlah bahan yang sedang diteliti.  Karena volume berubah menurut suhu sedangkan massa tetap, maka rapatan merupakan fungsi suhu (Petrucci, 1999).


Bobot jenis suatu zat didefinisikan sebagai perbandingan bobot zat terhadap air dengan volume yang sama ditimbang di udara pada suhu yang sama. Kecuali dinyatakan lain dalam masing-masing monografi, penetapan bobot jenis digunakan hanya untuk cairan, didasarkan pada perbandingan bobot zat di udara pada suhu 25oC terhadap bobot air dengan volume dan suhu yang sama.


Bila suhu ditetapkan dalam monografi, bobot jenis adalah perbandingan bobot zat di udara pada suhu yang ditetapkan terhadap bobot air dengan volume dan suhu yang sama.  Bila pada suhu 25oC zat berbentuk padat, tetapkan bobot jenis pada suhu yang telah tertera pada masing-masing monografi, dan mengacu pada air  yang tetap pada suhu 25oC (Petrucci, 1999).

Baca Juga : Gelombang Elektromagnetik : Pengertian, Sifat, Macam, Rumus Beserta Contoh Soal Lengkap


Rumus Massa Jenis

Anda bisa melihat bahwa massa jenis suatu benda bisa berbeda, meskipun bahan penyusunnya mempunyai ukuran sama. Hal ini karena massa jenis bergantung pada besar massa dan volumenya.

Secara matematis, massa jenis suatu zat bisa ditentukan melalui persamaan berikut ini.

P= m/v

Keterangan:

ρ = massa jenis (kg m-3)
m = massa zat (kg)
V = volume zat (m3)


Satuan Massa Jenis

Satuan massa jenis bisa juga dinyatakan dalam g cm-3. Tahukah kamu bagaimana cara mengonversi satuan dari kg m-3 menjadi g cm-3 ?? Perhatikan uraian berikut.

cara-mengkonversi

Sehingga:

1 kg m-3 = 0,001 g cm-3 atau 1 g cm-3 = 1.000 kg m-3

Perhatikan tabel massa jenis beberapa zat berikut ini.

tabel-massa-jenis


Pengukuran volume terkadang kurang teliti bila dibandingkan pada pengukuran massa. Untuk itulah dalam menentukan massa jenis hanya dilakukan pengukuran massa.


Hal inilah yang mendasari digunakannya massa jenis relatif. Massa jenis relatif didefinisikan sebagai nilai perbandingan massa jenis bahan dengan massa jenis air. Massa jenis air diketahui yakni 1 g cm-3 atau 1.000 kg m-3.


Contoh Soal Massa Jenis


Contoh Soal 1:

Sebuah balok dari bahan kuningan mempunyai panjang 8 cm, lebar 5 cm, dan tinggi 2,5 cm. Bila diketahui massa jenis balok kuningan tersebut 8.400 kg/m3, berapa massa balok tersebut?

Pembahasan

Diketahui:
balok dari kuningan
p = 8 cm = 0,08 m
l = 5 cm = 0,05 m
t = 2,5 cm = 0,025 m
ρ = 8.400 kg/m3

Ditanya: m = …?

Jawab: V = p x l x t

V = 0,08 m x 0,05 m x 0,025 m
= 0,0001 m3
m = ρ x V
= (8.400 kg/m3) ( 0,0001 m3)
= 0,84 kg

Jadi, massa balok kuningan adalah 0,84 kg.

Baca Juga : Pengertian Impedansi Terlengkap


Contoh Soal 2:

Massa suatu aluminium ialah 25 kg. Hitung volume aluminium itu dalam satuan SI! (massa jenis aluminium ialah 2,5 g/m³)

Penyelesaian

Diketahui:

m = 25 kg ; ρ = 2,5 g/cm³ = 2.500 kg/m³

Ditanyakan: V …..?

Jawab:

V=m/ρ
= 25 kg/2.500 kg/m³
= 0,01 m³

Jadi volume aluminium dalam satuan SI adalah 0,01 m³


Massa Jenis Relatif

Pengukuran volume seringkali kurang teliti pada pengukuran massa. Oleh karena tersebut muncul gagasan untuk mengukur massa saja dalam menilai massa jenis. Hal ini kesudahannya dikenal dengan massa jenis relatif. Massa jenis relatif sebuah bahan didefinisikan sebagai nilai komparasi massa jenis bahan itu dengan massa jenis air. Massa jenis air dipilih sebagai nilai perbandingan sebab nilainya mudah dikenang yaitu: 1 g/cm³ atau 1.000 kg/m³.

Massa jenis relatif = massa jenis bahan : massa jenis air

Jika volume bahan dan air sama maka persamaan menjadi:

Massa jenis relatif = massa bahan : massa air yang volumenya sama


Contoh Soal:

Massa botol yang dipakai untuk menilai massa jenis relatif zat cair ialah 70 g saat kosong. Massa botol berisi sarat air ialah 90 g dan massa botol saat berisi sarat zat cair ialah 94 g. Massa botol yang dipakai untuk menilai massa jenis relatif zat cair ialah 70 g saat kosong. Massa botol berisi sarat air ialah 90 g dan massa botol saat berisi sarat zat cair ialah 94 g.

  1. Berapa massa relatif zat cair tersebut?
  2. Berapa massa jenis zat cair tersebut?

Penyelesaian:

  • Menentukan massa jenis relatif

Massa botol kosong = 70 g
Massa botol sarat zat cair = 94 g
Massa zat cair = 90-70 = 24 g
Massa botol sarat air = 90 g
Massa air yang volumenya sama = 90-70 = 20 g

Massa jenis relatif = massa zat cair : massa air yang volumenya sama = 24 : 20 = 1,2

Jadi massa jenis relatif dari zat cair tersebut ialah 1,2.


  • Menentukan massa jenis zat dari formula massa relatif

Massa jenis relatif = massa zat cair : massa jenis air
Massa jenis zat cair = massa jenis relatif x massa jenis air
= 1,2 x 1.000 kg/m³
= 1.200 kg/m³

Jadi massa jenis zat cair tersebut ialah 1 200 kg/m³.

Baca Juga : Pengertian Gaya Gerak Listrik


Penerapan Massa Jenis Pada Kehidupan

  1. Perahu pinisi peninggalan nenek moyang anda dari bugis tercipta dari kayu bukan besi. Perahu kayu dapat mengambang di air sebab massa jenis kayu lebih kecil daripada massa jenis air laut. Perahu pinisi peninggalan nenek moyang anda dari bugis tercipta dari kayu bukan besi. Perahu kayu dapat mengambang di air sebab massa jenis kayu lebih kecil daripada massa jenis air laut·
  2. Penggunaan aluminium sebagai bahan logam pada pesawat terbang sebab massa nya enteng dan kuat.
  3. Helium adalahgas mulia dengan massa jenis yang rendah dipakai untuk memenuhi balon udara supaya terjadi gaya angkat pada balon tersebut sampai-sampai dapat terbang melayang di udara.
  4. Ahli geologi mengukur massa jenis batuan guna mengidentifikasi asal batuan tersebut.
  5. Polystyrene dipakai sebagai bahan kotak makanan atau pelindung kardus sebab mempunyai massa jenis rendah·
  6. Montir mobil mengukur massa jenis asam baterai mobil (aki) guna menilai apakah muatan baterai berkurang atau tidak.