taufiqdp/Indo4B huggingface dataset:
banyak cairan digunakan sebagai pelarut, untuk melarutkan padatan atau cairan lain.
larutan banyak digunakan untuk beragam aplikasi, termasuk cat, bahan segel ("sealant"), dan lem.
nafta dan aseton sering digunakan dalam industri untuk membersihkan minyak, gemuk, dan tar dari suku cadang dan mesin.
cairan tubuh adalah larutan berbasis air.
cairan cenderung memiliki konduktivitas termal yang lebih baik daripada gas, dan kemampuannya untuk mengalir menjadikan cairan cocok untuk menghilangkan kelebihan panas dari komponen mesin.
panas dapat dihilangkan dengan mengalirkan cairan melalui penukar panas, seperti radiator, atau panas dapat dihilangkan saat cairan menguap.
pendingin air atau glikol digunakan untuk menjaga mesin agar tidak mengalami pemanasan berlebih ("overheating").
pendingin yang digunakan dalam reaktor nuklir termasuk air atau logam cair, seperti natrium atau bismut.
lapisan tipis propelan cair digunakan untuk mendinginkan ruang gaya dorong ("thrust chamber") roket.
dalam , air dan minyak digunakan untuk menghilangkan kelebihan panas yang dihasilkan, yang bisa dengan cepat merusak bagian mesin dan perkakas.
selama perspirasi, keringat menghilangkan panas dari tubuh manusia melalui penguapan.
dalam industri pemanasan, ventilasi, dan ac (hvac), cairan, misalnya air, digunakan untuk memindahkan panas dari satu bagian ke bagian lain.
cairan adalah komponen utama sistem hidrolik, yang memanfaatkan hukum pascal untuk menghasilkan daya fluida.
piranti seperti pompa dan kincir air telah digunakan untuk mengubah gerak cairan menjadi kerja mekanis sejak zaman kuno.
minyak ditekan melalui pompa hidrolik, yang mengalirkan gaya ke tabung hidrolik.
hidrolik dapat dijumpai dalam banyak aplikasi, seperti rem dan transmisi kendaran, alat berat, dan sistem pengendali pesawat terbang.
beragam digunakan secara luas dalam perbaikan dan manufakturing, untuk mengangkat, mengempa, menjepit dan membentuk.
kuantitas cairan diukur dalam satuan volume.
ini meliputi satuan si meter kubik (m) beserta turunannya, terutama desimeter kubik, yang lebih umum disebut sebagai liter (1 dm = 1 l = 0,001m), dan sentimeter kubik, yang juga disebut mililiter (1 cm = 1 ml = 0,000001 l = 10 m).
volume cairan adalah fungsi dari suhu dan tekanan.
cairan biasanya memuai ketika dipanaskan, dan menyusut ketika didinginkan.
air pada suhu antara dan adalah pengecualian.
cairan memiliki sedikit kompresibilitas.
air, misalnya, hanya 46,4 bagian per jutanya yang akan terkompresi untuk setiap satuan kenaikan tekanan atmoser (bar).
pada tekanan sekitar , pada suhu ruang, air hanya mengalami penurunan volume sebesar 11%.
dalam studi dinamika fluida, cairan sering diperlakukan sebagai tak termampatkan, terutama ketika mempelajari .
sifat tak termampatkan membuat cairan cocok untuk menyalurkan daya hidrolik, karena sangat sedikit energi yang hilang dalam bentuk kompresi.
namun, kompresibilitas yang sangat kecil memang menyebabkan fenomena lain.
benturan pada pipa, yang disebut palu air ("water hammer"), terjadi saat katup tiba-tiba ditutup, menciptakan lonjakan tekanan yang sangat besar pada katup yang bergerak berbalik arah melalui sedikit di bawah kecepatan suara.
fenomena lain yang disebabkan oleh ketaktermampatkan cairan adalah kavitasi.
oleh karena cairan memiliki sedikit elastisitas, mereka benar-benar dapat ditarik hingga terpisah di daerah dengan turbulensi tinggi atau perubahan arah yang dramatis, seperti tepi jejak baling-baling perahu atau sudut tajam pada pipa.
cairan di daerah bertekanan rendah (vakum) menguap dan membentuk gelembung, yang kemudian runtuh saat memasuki daerah bertekanan tinggi.
hal ini menyebabkan cairan mengisi rongga yang ditinggalkan oleh gelembung dengan kekuatan lokal yang luar biasa, mengikis permukaan padat yang berdekatan.
permukaan cairan, tempat munculnya tegangan permukaan, berperilaku seperti selaput elastis, sehingga memungkinkan pembentukan tetesan dan gelembung.
gelombang permukaan, aksi kapiler, pembasahan, dan riak adalah konsekuensi lain dari tegangan permukaan.
dalam cairan terkurung ("confined liquid"), yang didefinisikan berdasarkan batasan geometris pada skala nanoskopis, sebagian besar molekul merasakan beberapa efek permukaan, yang dapat mengakibatkan sifat fisik yang terlalu menyimpang dari cairan curah.
pada suhu di bawah titik didih, sembarang materi berbentuk cairan akan menguap sampai kondensasi gas di atasnya mencapai kesetimbangan.
pada titik ini, gas akan terkondensasi dengan laju yang sama dengan laju penguapan cairannya.
jdi, cairan tidak dapat terus ada jika cairan yang menguap dihilangkan secara kontinu.
cairan pada titik didihnya akan menguap lebih cepat daripada kondensasi gasnya pada tekanan yang berlaku.
cairan pada atau di atas titik didihnya normalnya akan mendidih, meskipun pemanasan super dapat mencegah hal ini dalam situasi tertentu.
pada suhu di bawah titik bekunya, cairan akan cenderung mengkristal, berubah bentuk menjadi padat.
tidak seperti transisi menjadi gas, tidak ada kesetimbangan pada transisi ini di bawah tekanan konstan, sehingga cairan akhirnya akan benar-benar mengkristal, kecuali terjadi pendinginan super.
perlu dicatat bahwa hal ini hanya benar di bawah tekanan konstan, jadi, seumpama air dan es yang berada di dalam wadah kuat yang tertutup rapat dapat mencapai kesetimbangan pada kedua fase yang terdapat bersamaan.
untuk transisi sebaliknya dari padat ke cair, lihat pencairan.
diagram fase menjelaskan alasan cairan tidak terdapat dalam ruang angkasa atau media vakum lainnya.
oleh karena tekanannya nol (kecuali pada permukaan atau bagian dalam planet dan bulan), air dan cairan lainnya yang terpapar ruang akan segera mendidih atau membeku bergantung pada suhunya.
di daerah ruang angkasa di dekat bumi, air akan membeku jika tidak terkena sinar matahari langsung dan menguap (menyublim) segera setelah terkena sinar matahari.
jika air berada sebagai es di bulan, ia hanya ada di lubang-lubang bayangan di mana matahari tidak pernah bersinar dan di tempat-tempat yang dikelilingi bebatuan yang tidak cukup untuk memanaskannya.
di beberapa titik di dekat orbit saturnus, sinar matahari terlalu lemah untuk menyublimkan es menjadi uap air.
ini terbukti dari panjangnya umur es yang membentuk cincin saturnus.
cairan dapat menunjukkan ketakcampuran.
campuran dua cairan yang tak saling campur, yang cukup akrab dalam keseharian kita, adalah minyak dan air pada sup atau makanan berkuah lainnya.
sementara kita juga cukup akrab dengan campuran dua cairan yang saling campur seperti air dan alkohol.
komponen cairan dalam campuran dapat dipisahkan satu sama lain melalui distilasi fraksionasi.
dalam cairan, atom-atom tidak membentuk kisi kristal maupun menunjukkan bentuk .
hal ini dibuktikan dengan tidak adanya pada difraksi sinar-x maupun neutron.
di bawah kondisi normal, pola difraksi memiliki simetri sirkular, menunjukkan isotropi cairan.
pada arah radial, intensitas difraksi berosilasi dengan lancar.
ini biasanya dijelaskan sebagai faktor struktur statis "s(q)", dengan bilangan gelombangformula_5pada panjang gelombang λ dari kuar ("probe") (foton atau neutron) dan sudut bragg θ.
osilasi s(q) menyatakan "orde dekat" cairan, yaitu korelasi antara atom dan beberapa kelopak dari tetangga terdekat, kedua terdekat, ...
persamaan di atas tentang kecepatan suara formula_4 mengandung modulus kompresi "k".
jika "k" tidak tergantung frekuensi maka cairan berperilaku seperti , sehingga suara merambat tanpa dan tanpa .
pada kenyataannya, cairan menunjukkan beberapa dispersi: dengan kenaikan frekuensi, "k" berpindah silang dari frekuensi rendah, (batas cairan, formula_7) ke frekuensi tinggi (batas padat, formula_8).
dalam cairan normal, sebagian besar pelintasan ini terjadi pada frekuensi antara ghz dan thz.,
kadang-kadang disebut hipersonik.
pada frekuensi sub-ghz, cairan normal mempertahankan gelombang s: batas frekuensi 0 modulus geser adalah formula_9.
hal ini kadang-kadang dilihat sebagai sifat definitif cairan.
namun, seperti modulus kompresi "k", modulus geser "g" tergantung pada frekuensi, dan pada frekuensi hipersonik ia menunjukkan perpindahan silang yang mirip, dari batas seperti cairan formula_10 ke batas seperti padatan, formula_11.
menurut , transformasi fourier "k" atau "g" menggambarkan cara sistem kembali ke kesetimbangan setelah perturbasi eksternal; untuk alasan ini, tahap dispersi dalam wilayah ghz...thz disebut relaksasi struktural.
menurut , relaksasi menuju kesetimbangan berhubungan erat dengan fluktuasi "pada" kesetimbangan.
fluktuasi densitas berkaitan dengan gelombang suara dapat diamati secara eksperimental melalui hamburan brillouin.
pada cairan superdingin menuju transisi kaca, pindah silang respon dari seperti cairan ke seperti padatan bergerak dari ghz ke mhz, khz, hz, ...; secara ekuivalen, waktu karakteristik relaksasi struktural meningkat dari μs, ms, s, ... ini adalah penjelasan mikroskopis untuk perilaku viskoelastis cairan pembentuk kaca yang disebutkan di atas.
dalam ilmu fisik, suatu fase adalah suatu wilayah ruang (suatu sistem termodinamika), di mana sifat fisik benda pada dasarnya seragam.. contoh sifat fisik meliputi densitas, indeks bias, magnetisasi dan komposisi kimia.
penjelasan sederhana adalah bahwa fasa adalah wilayah benda yang seragam secara kimia, berbeda secara fisik, dan (sering kali) dapat dipisahkan secara mekanis.
dalam sistem yang terdiri dari es dan air dalam toples kaca, es batu adalah satu fasa, air adalah fase kedua, dan udara lembap di atas air adalah fase ketiga.
gelas toples adalah fase terpisah lainnya. (
lihat wujud materi#kaca)
istilah "fase" kadang-kadang digunakan sebagai sinonim untuk wujud materi, tetapi ada beberapa fase yang tak dapat campur dari wujud materi yang sama.
selain itu, istilah "fase" kadang-kadang digunakan untuk merujuk pada seperangkat keadaan kesetimbangan yang dibatasi dalam hal variabel keadaan seperti tekanan dan suhu oleh batas fase pada diagram fase.
karena batas fase berhubungan dengan perubahan dalam pengorganisasian materi, seperti perubahan dari cairan menjadi padat atau perubahan yang lebih halus dari satu struktur kristal ke kristal lainnya, penggunaan yang terakhir ini serupa dengan penggunaan "fase" sebagai sinonim untuk wujud materi.
namun, wujud materi dan penggunaan diagram fase tidak sepadan dengan definisi formal yang diberikan di atas dan makna yang dimaksud harus ditentukan sebagai sebagian dari konteks penggunaan istilah tersebut.
fase yang berbeda mungkin juga ada dalam wujud materi tertentu.
seperti ditunjukkan dalam diagram fase paduan besi, beberapa fase ada dalam wujud padat dan cair sekaligus.
fase juga dapat dibedakan berdasarkan kelarutan seperti pada polar (hidrofilik) atau non-polar (hidrofobik).
campuran air (cairan polar) dan minyak (cairan non-polar) akan terpisah secara spontan menjadi dua fase.
air memiliki kelarutan yang sangat rendah (tidak larut) dalam minyak, dan minyak memiliki kelarutan yang rendah dalam air.
kelarutan adalah jumlah maksimum zat terlarut yang dapat larut dalam suatu pelarut sebelum zat terlarut berhenti larut dan tetap dalam fase terpisah.
suatu campuran dapat dipisahkan menjadi lebih dari dua fase cair dan konsep pemisahan fase meluas ke padatan, yaitu padatan dapat membentuk larutan padat atau mengkristal menjadi fase kristal yang berbeda.
pasangan logam yang saling melarutkan bisa membentuk logam paduan, sedangkan pasangan logam yang saling tidak larut tidak bisa.
sebanyak delapan fasa cair yang tidak bercampur telah diamati.
fase cair yang tidak bercampur terbentuk dari air (fasa berair), pelarut organik hidrofobik, perfluorokarbon (fasa fluor), silikon, beberapa logam berbeda, dan juga dari fosforus cair.
tidak semua pelarut organik benar-benar bercampur, mis.
campuran etilena glikol dan toluena dapat dipisahkan menjadi dua fase organik yang berbeda.
air dalam toples tertutup dengan ruang udara di atasnya membentuk sistem dua fasa.
sebagian besar air berada dalam fase cair, yang dipertahankan oleh daya tarik molekul air.
bahkan pada kesetimbangan, molekul terus bergerak dan, sesekali, molekul dalam fase cair memperoleh energi kinetik yang cukup untuk melepaskan diri dari fase cair dan memasuki fase gas.
demikian juga, sesekali molekul uap bertumbukan dengan permukaan cairan dan terkondensasi ke dalam cairan.
pada kesetimbangan, evaporasi dan kondensasi benar-benar seimbang dan tidak ada perubahan volume bersih dalam kedua fase.
pada suhu dan tekanan ruang, stoples air mencapai kesetimbangan saat udara di atas air memiliki kelembaban sekitar 3%.
persentase ini meningkat seiring kenaikan suhu.
pada suhu 100 °c dan tekanan atmosfir, kesetimbangan tidak tercapai sampai udaranya adalah 100% air.
jika cairan dipanaskan sedikit di atas 100 °c, transisi dari cairan ke gas terjadi tidak hanya di permukaan, tapi di seluruh volume cairan: air mendidih.
diagram fase yang ditunjukkan di sini adalah untuk sistem komponen tunggal.
dalam sistem sederhana ini, fase yang mungkin terjadi hanya tergantung pada tekanan dan suhu.
tanda batas (garis) menunjukkan titik-titik di mana dua atau lebih fase dapat terjadi bersamaan pada kesetimbangan.
pada suhu dan tekanan yang jauh dari tanda, hanya terdapat satu fase pada kesetimbangan.
dalam diagram tersebut, garis biru yang membatasi antara cairan dan gas tidak kontinu tak terbatas, tetapi berakhir pada titik yang disebut titik kritis.
seiring suhu dan tekanan mendekati titik kritis, sifat cairan dan gas secara progresif menjadi lebih mirip.
pada titik kritis, cairan dan gas menjadi tak dapat dibedakan.
di atas titik kritis, tidak ada lagi pemisahan fase gas dan cairan; hanya ada fase fluida generik yang disebut sebagai fluida superkritis.
untuk air, titik kritis terjadi di sekitar suhu pada tekanan 22.064 mpa.
fitur tak biasa pada diagram fase air adalah bahwa garis fase padat–cair (ditunjukkan oleh garis titik-titik hijau) memiliki kemiringan ("slope") negatif.
untuk sebagian besar zat, "slope"nya positif seperti dicontohkan pada garis hijau tua.
fitur air yang tak biasa ini terkait dengan es yang mempunyai densitas lebih rendah daripada air sebagai cairan.
peningkatan tekanan mendorong air ke arah fase dengan densitas yang lebih tinggi, yang menyebabkan es meleleh.
secara eksperimen, garis-garis fase relatif mudah dipetakan karena kesalingtergantungan antara suhu dan tekanan yang berkembang ketika banyak fase terbentuk.
lihat .
pertimbangkan suatu peralatan pengujian yang terdiri dari tabung tertutup dan kedap dengan sebuah piston.
dengan mengisikan air dalam jumlah yang tepat dan mengaplikasikan panas, sistem dapat dibawa ke titik manapun di wilayah gas diagram fase.
jika piston perlahan bergerak turun, sistem akan melacak kurva kenaikan suhu dan tekanan dalam wilayah gas diagram fase.
pada titik di mana gas mulai terkondensasi menjadi cairan, arah kurva suhu dan tekanan akan berubah mendadak menjejak sepanjang garis fase sampai semua air terkondensasi.
di antara dua fase pada kesetimbangan terdapat wilayah sempit di mana sifat-sifatnya bukan merupakan sifat salah satu fase.
meskipun wilayah ini sangat tipis, ia dapat memiliki efek yang signifikan dan mudah diamati, seperti menyebabkan cairan menunjukkan tegangan permukaan.
dalam campuran, beberapa komponen cenderung bergerak menuju antarmuka.
dalam hal pemodelan, penjelasan, atau pemahaman perilaku sistem tertentu, lebih mudah memperlakukan wilayah antarmuka sebagai fase terpisah.
material tunggal dapat memiliki beberapa wujud padatan berbeda yang mampu membentuk fase terpisah.
air adalah contoh material semacam ini yang paling populer.
sebagai contoh, es air biasanya dijumpai dalam bentuk heksagonal es i, tetapi juga ada dalam bentuk kubik es i, rombohedral es ii, dan banyak bentuk lainnya.
polimorfisme adalah kemampuan padatan berada dalam lebih dari satu bentuk kristal.
untuk unsur kimia murni, polimorfisme dikenal sebagai alotropi.
misalnya, intan, grafit, dan fulerena adalah alotrop karbon yang berbeda.
ketika sebuah zat mengalami transisi fase (perubahan dari satu wujud materi ke wujud lainnya) biasanya akan memakan atau melepaskan energi.
misalnya, ketika air menguap, terjadi peningkatan energi kinetik karena molekul yang menguap lolos dari kekuatan tarik menarik yang tercermin dalam penurunan suhu.
energi yang dibutuhkan untuk menginduksi transisi fase diambil dari energi termal internal air, yang mendinginkan cairan ke suhu yang lebih rendah; maka penguapan berguna untuk pendinginan.
lihat entalpi penguapan.
proses sebaliknya, kondensasi, melepaskan panas.
energi panas, atau entalpi, yang terkait dengan transisi padat ke cair adalah dan yang terkait dengan transisi padat ke gas adalah entalpi sublimasi.
padat adalah salah satu dari empat wujud materi fundamental (lainnya adalah cairan, gas, dan plasma).
ia ditandai dengan kekakuan strukturnya dan resistensinya terhadap perubahan bentuk atau volume.
tidak seperti cairan, objek padat tidak mengalir untuk mengambil bentuk seperti wadahnya, tidak pula berekspansi mengisi seluruh volume yang dapat diisi seperti gas.
atom-atom dalam padatan terikat kuat satu sama lain, baik dalam teratur (padatan kristal, yang mencakup logam dan es) maupun tak teratur (padatan amorf seperti kaca jendela pada umumnya).
cabang ilmu fisika yang berurusan dengan padatan disebut fisika benda padat, dan merupakan cabang utama fisika benda terkondensasi (yang juga meliputi cairan).
perhatian utama ilmu bahan adalah sifat fisika dan kimia padatan.
kimia benda padat fokus pada sintesis bahan baru, dan juga analisis serta komposisi kimia.
atom, molekul atau ion yang menyusun padatan mungkin tertata dalam pola berulang yang teratur, atau tak teratur.
bahan yang konstituennya tertata dalam pola teratur dikenal sebagai kristal.
dalam beberapa hal, penataan teratur dapat terus tak terpatahkan dalam skala besar, misalnya intan, di mana setiap intan merupakan kristal tunggal.
objek padat yang cukup besar untuk dilihat dan ditangani jarang terdiri dari kristal tunggal, tetapi terbuat dari sejumlah besar kristal-kristal tunggal, dikenal sebagai kristalit, yang ukurannya bervariasi mulai beberapa nanometer hingga beberapa meter.
bahan semacam ini disebut polikristal.
hampir semua logam yang sering dijumpai, dan banyak keramik, adalah polikristal.
padatan, baik kristal maupun amorf, tergantung pada bahan yang terlibat, dan kondisi pembentukannya.
padatan yang terbentuk melalui pendinginan lambat cenderung membentuk kristal, sementara padatan yang didinginkan dengan cepat lebih cenderung berbentuk amorf.
begitu pula, struktur kristal spesifik yang diadopsi oleh padatan kristal bergantung pada bahan yang terlibat dan cara pembentukannya.
sementara banyak objek, seperti es batu atau koin, secara kimiawi keseluruhannya identik, banyak bahan umum terdiri dari sejumlah zat yang berbeda yang terkemas bersama-sama.
misalnya, batu biasa adalah agregat beberapa mineral dan mineraloid yang berbeda, tanpa komposisi kimia yang spesifik.
kayu adalah bahan organik alami yang komponen utamanya adalah serat selulosa yang tersemat dalam matriks lignin organik.
dalam ilmu bahan, komposit lebih dari satu konstituen bahan dapat dirancang untuk memiliki sifat yang diinginkan.
gaya antara atom-atom dalam padatan dapat mengambil beragam bentuk.
misalnya, kristal natrium klorida (garam biasa) tersusun dari ion natrium dan klor, yang disatukan oleh ikatan ionik.
dalam intan atau silikon, atom-atom berbagi elektron dan membentuk ikatan kovalen.
dalam logam, elektron dimiliki bersama dalam ikatan logam.
beberapa padatan, terutama senyawa organik, disatukan oleh gaya van der waals yang dihasilkan dari polarisasi muatan awan elektron pada masing-masing molekul.
perbedaan antar jenis padatan adalah hasil dari perbedaan ikatan mereka.
manusia telah menggunakan logam untuk beragam kegunaan sejak zaman prasejarah.
kekuatan dan keterandalan logam telah mendorong meluasnya penggunaannya dalam konstruksi bangunan dan struktur lainnya, juga dalam sebagian besar kendaraan, banyak perabot dan perkakas, pipa, rambu lalu lintas, dan jalur kereta api.
besi dan aluminium adalah dua logam struktural yang paling umum digunakan, dan keduanya juga merupakan logam paling melimpah pada kerak bumi.
besi paling banyak digunakan dalam bentuk logam paduan, baja, yang mengandung hingga 2,1% karbon, membuatnya jauh lebih keras daripada besi murni.
oleh karena logam adalah penghantar listrik yang baik, mereka bermanfaat dalam peralatan listrik dan untuk membawa arus listrik jarak jauh dengan hanya sedikit kehilangan atau disipasi energi.
sehingga, jaringan listrik mengandalkan kabel logam untuk mendistribusikan listrik.
sistem listrik hunian, misalnya, menggunakan kabel perunggu karena sifat hantarannya yang baik dan mudah dibuat.
konduktivitas termal yang tinggi untuk sebagian besar logam membuat mereka berguna untuk bagian atas kompor masak.
padatan logam disatukan oleh elektron terdelokalisasi berdensitas tinggi, yang dikenal sebagai "ikatan logam".
dalam sebuah logam, atom mudah kehilangan elektron terluarnya ("valensi"), membentuk ion positif.
elektron bebas berkelana ke seluruh padatan, yang disatukan dengan kuat oleh interaksi elektrostatis antara ion dan awan elektron.
masifnya jumlah elektron bebas membuat logam memiliki konduktivitas listrik dan termal yang tinggi.
elektron bebas juga mencegah transmisi sinar tampak, membuat logam menjadi opak, mengkilat, dan berkilau.
model sifat logam yang lebih lanjut mempertimbangkan efek inti ion positif terhadap elektron terdelokalisasi.
oleh karena sebagian besar logam memiliki struktur kristal, ion-ion tersebut biasanya tertata dalam kisi periodik.
secara matematis, potensial inti ion dapat diperlakukan dengan beragam model, yang paling sederhana adalah model elektron hampir bebas.
mineral adalah padatan alami yang terbentuk melalui berbagai proses geologi di bawah tekanan tinggi.
untuk diklasifikasikan sebagai mineral sejati, zat harus memiliki struktur kristal dengan sifat fisik seragam seluruhnya.
komposisi mineral berkisar dari unsur murni dan garam sederhana sampai silikat yang sangat kompleks yang diketahui berada dalam ribuan bentuk.
sebaliknya, sampel batuan adalah agregat acak mineral dan/atau mineraloid, dan tidak memiliki komposisi kimia tertentu.
sebagian besar batuan kerak bumi terdiri dari kuarsa (kristal sio), feldspar, mika, klorit, kaolin, kalsit, epidot, olivin, augit, hornblende, magnetit, hematit, limonit dan beberapa mineral lainnya.
beberapa mineral, seperti kuarsa, mika atau feldspar adalah jamak, sementara yang lainnya hanya ditemukan di beberapa lokasi di seluruh dunia.
kelompok mineral terbesar sejauh ini adalah silikat (kebanyakan batuan adalah ≥95% silikat), yang sebagian besar terdiri dari silicon dan oksigen, dengan penambahan ion aluminium, magnesium, besi, kalsium dan logam lainnya.
padatan keramik terdiri dari senyawa anorganik, biasanya oksida unsur kimia.
mereka inert secara kimia, dan sering kali mampu menahan erosi kimia yang terjadi di lingkungan asam maupun basa.
keramik umumnya dapat menahan suhu tinggi antara (1800 sampai 3000 & nbsp; °f).
pengecualian meliputi bahan anorganik non-oksida, seperti nitrida, borida dan karbida.
bahan baku keramik tradisional meliputi mineral tanah liat seperti kaolinite, bahan yang lebih baru termasuk aluminium oksida (alumina).
bahan keramik modern, yang tergolong keramik maju, termasuk silikon karbida dan wolfram karbida.
keduanya dihargai karena ketahanan abrasinya, dan oleh karena itu, menemukan penggunaan aplikasinya sebagai pelat penutup peralatan penghancur dalam operasi penambangan.
sebagian besar bahan keramik, seperti alumina dan senyawanya, terbentuk dari bubuk halus, menghasilkan mikrostruktur polikristal berbutir halus yang dipenuhi dengan pusat hamburan cahaya yang sebanding dengan panjang gelombang cahaya tampak.
dengan demikian, bahan umumnya buram, berlawanan dengan material transparan.
teknologi nano (misalnya sol-gel) terbaru, bagaimanapun, memungkinkan produksi keramik transparan polikristal seperti alumina transparan dan senyawa alumina untuk aplikasi semacam laser berenergi tinggi.
keramik yang lebih maju juga digunakan di industri obat-obatan, listrik dan elektronika.
teknik keramik adalah ilmu dan teknologi untuk menciptakan bahan, suku cadang, dan peralatan keramik padat.
ini dilakukan melalui aksi panas, maupun pada suhu yang lebih rendah, dengan menggunakan reaksi pengendapan dari larutan kimia.
istilah ini mencakup pemurnian bahan baku, studi dan produksi senyawa kimia yang bersangkutan, formasi mereka menjadi komponen, dan studi mengenai struktur, komposisi dan sifatnya.
secara mekanis, bahan keramik adalah rapuh, keras, kuat menahan kompresi tapi lemah dalam menahan geseran dan tensi.
bahan rapuh dapat menunjukkan kekuatan tarik yang signifikan dengan mendukung beban statis.
menunjukkan jumlah energi yang dapat diserap material sebelum kegagalan mekanis, sedangkan (dilambangkan k) menggambarkan kemampuan material dengan kelemahan mikrostruktur yang melekat untuk menahan fraktur melalui pertumbuhan dan propagasi retak.
jika bahan memiliki nilai ketangguhan fraktur yang besar, prinsip dasar mekanika fraktur menunjukkan bahwa kemungkinan besar ia akan mengalami fraktur elastis.
fraktur rapuh sangat khas dari sebagian besar bahan keramik dan keramik kaca yang biasanya menunjukkan nilai k yang rendah (dan tidak konsisten).
sebagai contoh aplikasi keramik, zirkonia yang kekerasannya ekstrim digunakan dalam pembuatan pisau, serta alat pemotong industri lainnya.
keramik seperti alumina, boron karbida dan silikon karbida telah digunakan pada rompi anti peluru untuk mengusir tembakan senapan kaliber besar.
suku cadang silikon nitrida digunakan dalam bantalan bola keramik, di mana kekerasan mereka yang tinggi membuat mereka tahan aus.
secara umum, keramik juga tahan zat kimia dan dapat digunakan di lingkungan basah di mana bantalan baja rentan terhadap oksidasi (atau karat).
sebagai contoh lain aplikasi keramik, pada awal 1980an, toyota meneliti produksi mesin keramik adiabatik dengan suhu operasi lebih dari .
mesin keramik tidak memerlukan sistem pendingin sehingga memungkinkan pengurangan berat yang besar dan karena itu bahan bakar menjadi lebih efisien.
dalam mesin logam konvensional, sebagian besar energi yang dilepaskan dari bahan bakar harus dihamburkan sebagai untuk mencegah melelehnya bagian yang terbuat dari logam.
penelitian juga sedang dilakukan dalam mengembangkan suku cadang keramik untuk mesin turbin gas.
mesin turbin yang terbuat dari keramik dapat beroperasi lebih efisien, sehingga jarak jelajah dan daya angkut pesawat terbang lebih besar untuk jumlah bahan bakar tertentu.
bagaimanapun, mesin semacam ini tidak diproduksi karena kesulitan dan mahalnya biaya pembuatan suku cadang keramik dalam presisi dan durabilitas yang mencukupi.
metode pemrosesan sering kali menghasilkan cacat mikroskopik yang sering kali memiliki peran yang merugikan pada proses penyinteran, yang berakibat pada proliferasi retak, dan puncaknya adalah kegagalan mekanis.
keramik kaca digunakan untuk membuat peralatan memasak (awalnya dikenal dengan merek corningware) dan bagian atas kompor yang memiliki ketahanan tinggi terhadap kejutan termal dan permeabilitas cairan yang rendah.
koefisien ekspansi termal fase keramik kristal yang negeatif dapat diseimbangkan dengan koefisien fase kaca yang positif.
pada titik tertentu (~70% kristalin) keramik kaca memiliki koefisien ekspansi termal netto mendekati nol.
keramik kaca jenis ini menunjukkan sifat mekanik yang sangat baik dan dapat menahan perubahan suhu yang cepat dan berulang hingga .
keramik kaca juga dapat terjadi secara alami ketika petir menyambar benih kristal (misalnya kuarsa) yang banyak dijumpai pada sebagian besar pasir pantai.
dalam kasus ini, pemanasan ekstrim dan cepat dari petir (~) menciptakan struktur berongga, bercabang seperti akar, yang disebut fulgurit melalui pelelehan.
kimia organik mempelajari struktur, sifat, komposisi, reaksi, dan preparasi melalui sintesis (atau cara lain) senyawa kimia karbon dan hidrogen, yang dapat mengandung sejumlah unsur kimia lain seperti nitrogen, oksigen dan halogen: fluor, klor, brom dan iodium.
beberapa senyawa organik dapat mengandung unsur fosforus atau belerang.
contoh padatan organik antara lain kayu, parafin, naftalena serta beraneka ragam polimer dan plastik.
kayu adalah bahan organik alami yang kandungan utamanya adalah serat selulosa yang tertanam dalam matriks lignin.
sesuai sifat mekanisnya, serat memiliki kekuatan tekanan, dan matriks lignin tahan terhadap kompresi.
oleh karena itu, kayu telah menjadi bahan konstruksi penting sejak manusia membangun pondok dan menggunakan perahu.
kayu yang digunakan untuk pekerjaan konstruksi umumnya dikenal sebagai kayu gelondongan.
pada konstruksi, kayu tidak hanya bahan struktural, tetapi juga digunakan untuk membentuk cetakan beton.
salah satu sifat penting karbon dalam kimia organik adalah senyawa ini dapat membentuk senyawa tertentu, molekul individunya mampu menempel satu sama lain, sehingga membentuk rantai atau jaringan.
prosesnya disebut polimerisasi dan polimer rantai atau jaringan, sedangkan senyawa sumbernya adalah monomer.
terdapat dua kelompok polimer utama: yang diproduksi secara artifisial disebut sebagai polimer industri atau polimer sintetis (plastik) dan yang terjadi secara alami sebagai biopolimer.
monomer dapat memiliki berbagai substituen kimia, atau gugus fungsional, yang dapat mempengaruhi sifat kimia senyawa organik, seperti kelarutan dan reaktivitas kimia, serta sifat fisik, seperti kekerasan, densitas, kekuatan mekanis atau tarik, ketahanan abrasi, ketahanan panas, transparansi, warna, dll. dalam protein, perbedaan ini memberi polimer kemampuan untuk menerapkan konformasi aktif secara biologis dalam preferensi pada protein lainnya (lihat ).
orang telah menggunakan polimer organik alami selama berabad-abad dalam bentuk lilin dan yang diklasifikasikan sebagai polimer termoplastik.
sebuah polimer tanaman yang disebut selulosa memberikan kekuatan tarik untuk serat dan tali alami, dan pada awal abad ke-19, karet alam banyak digunakan.
polimer adalah bahan baku (resin) yang digunakan untuk membuat apa yang sering disebut plastik.
plastik adalah produk akhir, dibuat setelah satu atau lebih polimer atau aditif telah ditambahkan pada resin selama pemrosesan, yang kemudian dibentuk menjadi bentuk akhir.
polimer yang telah beredar, dan yang saat ini digunakan secara luas, termasuk yang berbasis karbon: polietilena, polipropilena, polivinil klorida, polistirena, nilon, poliester, akrilik, poliuretan, dan polikarbonat, serta yang berbasis silikon: silikone.
plastik umumnya diklasifikasikan sebagai plastik "komoditas", "khusus" dan "teknik".
aplikasi bahan komposit berkisar dari elemen struktural seperti beton bertulang baja, hingga ubin insulasi termal yang memainkan peran kunci dan integral dalam sistem perlindungan panas pesawat ulang alik nasa yang digunakan untuk melindungi permukaan pesawat ulang-alik dari panas saat memasuki kembali atmosfer bumi.
salah satu contohnya adalah "reinforced carbon-carbon" (rcc), bahan abu-abu terang yang tahan suhu masuk kembali sampai dan melindungi ujung terdepan tutup moncong dan sayap pesawat ulang alik.
rcc adalah bahan komposit laminasi yang terbuat dari kain rayon grafit dan diresapi dengan resin fenol formaldehida.
setelah dipulihkan pada suhu tinggi dalam autoklaf, laminasi tersebut dipirolisis untuk mengubah resin menjadi karbon, diimpregnasi dengan alkohol furfural dalam vakum, dan dipulihkan/dipirolisis untuk mengubah alkohol furfural menjadi karbon.
untuk memberikan ketahanan oksidasi untuk kemampuan penggunaan kembali, lapisan luar rcc dikonversi menjadi silikon karbida.
contoh komposit domestik dapat dilihat pada selubung "plastik" dari perangkat televisi, telepon seluler dan sebagainya.
selubung plastik ini biasanya terdiri dari komposit yang terdiri dari matriks termoplastik seperti akrilonitril butadiena stirena (abs) di mana kapur kalsium karbonat, talk, serat kaca atau serat karbon telah ditambahkan untuk dispersi kekuatan, curah, atau elektro-statis.
penambahan ini dapat disebut sebagai serat penguat, atau dispersan, tergantung pada tujuannya.
dengan demikian, bahan matriks mengelilingi dan mendukung bahan penguatan dengan mempertahankan posisi relatifnya.
penguatan memberi sifat mekanik dan fisik spesial untuk meningkatkan sifat matriks.
sinergisme menghasilkan sifat material yang tidak tersedia pada masing-masing bahan penyusunnya, sedangkan beragam bahan matriks dan penguatan memberi perancang pilihan kombinasi yang optimal.
perangkat yang terbuat dari bahan semikonduktor adalah pondasi elektronik modern, termasuk radio, komputer, telepon, dll. perangkat semikonduktor meliputi transistor, sel surya, dioda dan sirkuit terpadu.
panel surya fotovoltaik adalah perangkat semikonduktor besar yang secara langsung mengubah cahaya menjadi energi listrik.
banyak padatan tradisional menunjukkan sifat yang berbeda saat mereka mengecil ke ukuran nanometer.
sebagai contoh, emas yang biasanya kuning, dan silikon yang biasanya abu-abu, menjadi berwarna merah; nanopartikel emas meleleh pada suhu yang jauh lebih rendah (~ dengan ukuran ) daripada lempengan emas (); dan logam kawat nano jauh lebih kuat daripada logam curahnya.
luas permukaan nanopartikel yang besar membuatnya sangat menarik untuk aplikasi tertentu di bidang energi.
sebagai contoh, logam platina dapat memberikan peningkatan sebagai katalis bahan bakar otomotif, serta membran pertukaran proton ("proton exchange membrane", pem) sel bahan bakar.
juga, oksida keramik (atau sermet) lantanum, serium, mangan dan nikel sekarang sedang dikembangkan sebagai sel bahan bakar oksida padat ("solid oxide fuel cell", sofc).
nanopartikel litium, litium–titanat dan tantalum sedang diterapkan pada baterai ion litium.
nanopartikel silikon telah terbukti secara dramatis memperluas kapasitas penyimpanan baterai ion litium selama siklus ekspansi/kontraksi.
silikon kawat nano memiliki siklus tanpa degradasi yang signifikan dan sekarang berpotensi untuk digunakan dalam baterai dengan waktu penyimpanan yang sangat diperluas.
nanopartikel silikon juga digunakan dalam bentuk baru sel energi surya.
deposisi film tipis silikon pada substrat silikon polikristalin sel fotovoltaik (surya) meningkatkan output tegangan sebesar 60% dengan cara memendarkan cahaya masuk sebelum ditangkap.
lagi-lagi, luas permukaan nanopartikel (dan film tipis) memainkan peran penting dalam memaksimalkan jumlah radiasi yang diserap.
banyak bahan alami (atau biologis) adalah komposit kompleks dengan sifat mekanik yang luar biasa.
struktur kompleks ini, yang telah muncul dari ratusan juta tahun evolusi, adalah bahan inspirasi para ilmuwan dalam merancang bahan baru.
karakteristik mereka yang menentukan meliputi hirarki struktural, multifungsi dan kemampuan swasembuh ("self-healing").
swakelola ("self-organisation") juga merupakan ciri mendasar dari banyak bahan biologis dan cara pembentukan struktur dari tingkat molekuler.
dengan demikian, muncul sebagai strategi baru dalam sintesis kimia biomaterial berkinerja tinggi.
sifat fisika unsur dan senyawa yang memberikan bukti konklusif komposisi kimia meliputi bau, warna, volume, densitas (massa per satuan volume), titik leleh, titik didih, kapasitas panas, bentuk fisik dan wujud pada suhu kamar (padat, cair atau gas, kubik, kristal trigonal, dll.), kekerasan, porositas, indeks bias dan banyak lainnya.
bagian ini membahas beberapa sifat fisika bahan dalam wujud padat.
sifat mekanis meliputi elastisitas dan plastisitas, kekuatan tarik, kekuatan tekan, kekuatan geser, , keuletan (rendah pada bahan rapuh), dan kekerasan indentasi.
mekanika zat padat adalah studi tentang perilaku benda padat di bawah tindakan eksternal seperti kekuatan eksternal dan perubahan suhu.
padatan tidak menunjukkan aliran makroskopis, seperti fluida.
setiap derajat penyimpangan dari bentuk aslinya disebut deformasi.
proporsi deformasi terhadap ukuran aslinya disebut regangan ("strain").
jika diterapkan tegangan ("stres") yang cukup rendah, hampir semua bahan padat berperilaku sedemikian rupa sehingga regangan berbanding lurus dengan tegangan (hukum hooke).
koefisien proporsinya disebut modulus elastisitas atau modulus young.
daerah deformasi ini dikenal sebagai daerah elastis linier.
tiga model dapat menggambarkan bagaimana padatan merespon terhadap tekanan yang diterapkan:
banyak bahan menjadi lemah pada suhu tinggi.
bahan yang dapat mempertahankan kekuatannya pada suhu tinggi, disebut bahan refraktori, yang bermanfaat untuk banyak tujuan.
sebagai contoh, keramik kaca telah banyak sekali digunakan untuk alas masak, karena mereka menunjukkan sifat mekanis yang luar biasa dan dapat menahan perubahan suhu yang cepat dan berulang hingga .
dalam industri dirgantara, bahan berkinerja tinggi yang digunakan dalam rancangan eksterior pesawat dan/atau wahana luar angkasa harus memiliki ketahanan terhadap kejutan termal.
oleh karena itu, serat menggantikan polimer organik dan bahan komposit polimer/keramik/logam serta polimer bertulang serat sekarang sedang dirancang dengan tujuan ini.
oleh karena padatan memiliki energi termal, atom-atom mereka bervibrasi di sekitar posisi yang tetap di dalam kisi tertata (atau tak tertata).
spektrum vibrasi kisi dalam jaringan kristal atau kaca menyediakan dasari untuk teori kinetika padatan.
gerak ini terjadi pada level atom, sehingga tidak dapat diamati atau dideteksi tanpa peralatan yang memadai, seperti yang digunakan dalam spektroskopi.
sifat listrik mencakup konduktivitas, tahanan, impedansi dan kapasitansi.
konduktor listrik seperti logam dan logam paduan berlawanan sifat dengan insulator listrik seperti kaca dan keramik.
semikonduktor berperilaku di antara keduanya.
sementara konduktivitas dalam logam disebabkan oleh elektron, elektron dan lubang-lubang berkontribusi terhadap arus dalam semikonduktor.
dengan kata lain, ion mendukung arus listrik dalam konduktor ionik.
banyak bahan juga menunjukkan superkonduktivitas pada suhu rendah; mereka meliputi unsur logam seperti timah dan aluminium, berbagai paduan logam, beberapa semikonduktor yang didoping, dan keramik tertentu.
resistivitas listrik dari sebagian besar konduktor (logam) listrik umumnya menurun secara bertahap seiring dengan penurunan suhu, tetapi tetap terbatas.
namun dalam superkonduktor, tahanan listrik anjlok ke nol ketika bahan didinginkan di bawah suhu kritisnya.
arus listrik mengalir dalam suatu lingkaran kabel superkonduksi dapat terjadi tak terhingga tanpa sumber daya listrik.
dielektrik, atau insulator listrik, adalah zat yang sangat resisten terhadap aliran arus listrik.
dielektrik, seperti plastik, cenderung memusatkan medan listrik yang diaplikasikan di dalam dirinya sendiri yang sifat ini digunakan pada kapasitor.
sebuah kapasitor adalah perangkat listrik yang dapat menyimpan energi dalam medan listrik antara sepasang konduktor yang berjarak sangat dekat (disebut 'pelat').
ketika voltase diaplikasikan pada kapasitor, muatan listrik yang sama besarnya, tapi berlawanan polaritasnya, termuat pada masing-masing pelat.
kapasitor digunakan dalam sirkuit listrik sebagai perangkat penyimpan energi, serta filter elektronik untuk membedakan antara sinyal frekuensi tinggi dan frekuensi rendah.
adalah kemampuan kristal untuk menghasilkan tegangan listrik sebagai respons terhadap tegangan mekanik yang diterapkan.
efek piezoelektrik bersifat reversibel dalam kristal piezoelektrik, bila dikenai tegangan eksternal, dapat berubah bentuk dalam jumlah kecil.
bahan polimer seperti karet, wol, rambut, serat kayu, dan sutra sering berperilaku seperti .
sebagai contoh, polimer polivinilidena fluorida (pvdf) menunjukkan respons piezoelektrik beberapa kali lebih besar daripada bahan piezoelektrik tradisional kuarsa (kristal sio).
deformasi (~0,1%) cocok untuk aplikasi teknis yang berguna seperti sumber tegangan tinggi, pengeras suara, laser, serta sensor kimia, biologis, dan sensor akustik optik dan/atau transduser.
banyak bahan akan meneruskan beberapa panjang gelombang dan menahan panjang gelombang lainnya.
sebagai contoh, kaca jendela bersifat transparan terhadap sinar tampak, tetapi juga juga berlaku untuk frekuensi sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kulit tersengat matahari.
sifat ini digunakan untuk filter optik selektif frekuensi, yang dapat mengubah warna cahaya yang diteruskan.
untuk beberapa tujuan, sifat optik dan mekanik suatu bahan menjadi daya tarik.
misalnya, sensor pada ("rudal pencari panas") harus dilindungi oleh penutup yang transparan terhadap radiasi inframerah.
bahan pilihan untuk kubah rudal inframerah berkecepatan tinggi saat ini adalah kristal tunggal safir.
transmisi optik safir tidak benar-benar mencakup keseluruhan rentang inframerah-sedang (3–5 µm), namun mulai turun pada panjang gelombang lebih besar dari sekitar 4,5 µm pada suhu ruang.
meskipun kekuatan safir lebih unggul pada suhu kamar daripada bahan kubah inframerah-sedang lainnya yang tersedia, kekuatan safir melemah di atas suhu .
sudah sejak lama dilakukan "kompromi" antara transparansi optik dan durabilitas mekanis; bahan baru seperti keramik transparan atau nanokomposit optik dapat meningkatkan kinerja.
transmisi berpandu gelombang cahaya melibatkan bidang serat optik dan kemampuan kaca tertentu untuk mentransmisikan, bersamaan dengan tingkat kehilangan yang rendah, rentang frekuensi (gelombang panduan optik multi moda) dengan sedikit gangguan di antara keduanya.
optik berpandu gelombang digunakan sebagai komponen dalam rangkaian optik terpadu atau sebagai media transmisi dalam sistem komunikasi optik.
sel surya atau sel fotovoltaik adalah alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik.
pada dasarnya, perangkat hanya perlu memenuhi dua fungsi: pembangkitan sinar pembawa muatan (elektron dan lubang) dalam bahan penyerap cahaya, dan pemisahan pembawa muatan ke kontak konduktif yang akan mengirimkan listrik (cukup letakkan, membawa elektron melalui kontak logam menuju sirkuit eksternal).
konversi ini disebut efek fotolistrik, dan bidang penelitian yang terkait dengan sel surya dikenal sebagai fotovoltaik.
sel surya memiliki banyak aplikasi.
mereka telah lama digunakan dalam situasi di mana daya listrik dari jaringan tidak tersedia, seperti di daerah terpencil, satelit yang mengorbit bumi dan kapsul ruang angkasa, kalkulator genggam, arloji, radio telepon jarak jauh dan aplikasi pompa air.
baru-baru ini, mereka mulai digunakan pada perakitan modul surya (deret fotovoltaik) yang terhubung ke jaringan listrik melalui inverter, yang bukan untuk satu-satunya pasokan tetapi sebagai sumber listrik tambahan.
semua sel surya memerlukan bahan penyerap cahaya yang terkandung di dalam struktur sel untuk menyerap foton dan menghasilkan elektron melalui efek fotovoltaik.
bahan yang digunakan dalam sel surya cenderung memiliki sifat menyerap panjang gelombang cahaya matahari yang mencapai permukaan bumi.
namun, beberapa sel surya juga dioptimalkan untuk penyerapan cahaya di luar atmosfer bumi.
firenze ("bahasa latin": florentia, "bahasa inggris": florence) adalah ibu kota dari region toskana.
firenze dibelah oleh sungai arno.
kota ini berpopulasi 400.000 jiwa.
firenze merupakan tempat kelahiran renaissance, sejak abad ke-14 sampai 16, firenze dikenal sebagai pusat budaya, ekonomi dan keuangan penting di italia dan eropa sehingga dijuluki "athena di barat".
sebagian besar orang-orang yang berperan dalam perkembangan renaissance banyak lahir di firenze dan sekitarnya seperti giotto, luca della robbia, botticelli, verrocchio, fra angelico, leonardo da vinci dan michelangelo.
tokoh-tokoh asal firenze lain yang berpengaruh dalam berbagai bidang antara lain brunelleschi (arsitek), donatello (pematung), dan mosaccio (pelukis).
machiavelli dan guicciardini yang merupakan bapak politik dan sejarah modern juga lahir di sini.
galileo juga berasal dari toscana dan akhir hidupnya dihabiskan di firenze.
setelah abad ke-16, peran sebagai kota penting sedikit menurun namun masih dikenal sebagai pusat budaya.
pada tahun 1865, firenze terpilih sebagai ibu kota italia sampai tahun 1871.
setelah perang dunia ii, warga firenze membangun kembali kotanya dan bangkit dari kehancuran.
setelah pulih, kota ini kembali dikunjungi turis-turis yang ingin menikmati seni budayanya yang telah terkenal sejak lama.
selain pariwisata sebagai salah satu sumber devisa, bidang-bidang lain juga menambah kemakmuran dalam bidang ekonomi seperti pemrosesan wol, kerajinan tangan dari kulit, ukir-ukiran kayu, "batu intarsia" dan busana wanita.
pameran besar barang-barang antik digelar 2 kali setahun dan dikunjungi orang-orang dari berbagai negara.
pusat bersejarah firenze membentang dalam jarak 3 km di antara "porta san gallo" di utara sungai arno sampai "porta romana" di selatan.
dalam wilayah ini banyak terdapat bangunan bersejarah seperti istana dan gereja kuno yang masih mempertahankan suasana renaissance.
tidak seperti kota roma yang menyerap semua unsur-unsur romawi kuno maupun modern, firenze menolak semua pengaruh non renaissance.
pengaruh romawi hanya terlihat dari rancangan jalan yang seperti ampiteater kuno.
hanya ada sedikit bangunan bergaya barok seperti gereja "san gaetano" dan "san firenze" yang tampak kontras dengan pemandangan renaissance di sekelilingnya.
bangunan modern pun tidak menonjol tetapi salah satunya dapat menyatu dengan baik seperti stadion artemio franchi (stadion sepak bola) yang dirancang pada tahun 1932 oleh pier luigi nervi.
sungai arno mengalir ke arah barat melewati pusat kota firenze.
pada musim panas, sungai ini dangkal, namun hujan lebat dapat mengakibatkan banjir besar, seperti yang terjadi pada november 1966.
ada 7 buah jembatan yang melintasi sungai arno di firenze, seperti "ponte vecchio" (1333) yang saat ini ditutup untuk kendaraan.
di atas jembatan ada koridor yang menghubungkan uffizi ke palazzo pitti.
ponte vecchio satu-satunya yang selamat dari pengeboman tentara jerman pada perang dunia ii yang meruntuhkan 5 buah lainnya, termasuk ponte santa trinita karya bartolommeo ammanati.
kini seluruh jembatan sudah direkonstruksikan kembali ditambah satu jembatan lagi yang dinamakan amerigo vespucci, seorang petualang besar asal firenze.
di sebelah selatan ponte vecchio ada via guicciardini, dengan toko-toko kecil yang menjual kerajinan batu pualam, kulit dan ukiran cameo.
ke arah selatan lagi, lewat palazzo guicciardini terdapat palazzo pitti.
florence memiliki warisan seni legendaris.
cimabue dan giotto, bapak lukisan italia, tinggal di florence serta arnolfo dan andrea pisano, renewers arsitektur dan patung; brunelleschi, donatello dan masaccio, nenek moyang dari renaissance, ghiberti dan robbias della, filippo lippi dan angelico; botticelli, paolo uccello dan jenius universal leonardo da vinci dan michelangelo.
karya-karya mereka, bersama dengan orang-orang dari generasi lain dari seniman, yang berkumpul di beberapa museum kota itu: uffizi galeri, galeri palatina dengan lukisan dari "abad emas", bargello dengan patung-patung dari renaissance, museum san marco dengan fra angelico 's bekerja, akademi, kapel-kapel dari medicis buonarroti rumah dengan patung michelangelo, museum berikut: bardini, horne, stibbert, romano, corsini, the gallery of modern art, the museo dell'opera del duomo, museum silverware dan museum dari precious stones.
monumen-monumen besar adalah landmark budaya seni florentine: the florence baptistery dengan mosaik tersebut; katedral dengan patung tersebut, gereja-gereja abad pertengahan dengan band-band dari lukisan dinding; publik maupun swasta istana: palazzo vecchio, palazzo pitti, palazzo medici riccardi, palazzo davanzati; biara, biara, refectories, yang "certosa".
di museum arkeologi termasuk dokumen-dokumen peradaban etruscan.
bahkan kota ini begitu kaya dalam seni bahwa beberapa pengunjung pertama kali mengalami stendhal syndrome karena mereka menemukan seni untuk pertama kalinya.
katedral, diatapi oleh kubah brunelleschi ini, mendominasi langit florentine.
para florentines memutuskan untuk mulai membangun di akhir abad ke-13, tanpa desain untuk kubah.
proyek yang diusulkan oleh brunelleschi pada abad 14 adalah yang terbesar yang pernah dibangun pada saat itu, dan kubah besar pertama dibangun di eropa sejak dua kubah besar zaman romawi – the pantheon di roma, dan hagia sophia di constantinople.
kubah santa maria del fiore tetap konstruksi bata terbesar dari jenisnya di dunia.
di depan itu adalah baptistery abad pertengahan.
dua bangunan memasukkan dalam dekorasi mereka transisi dari abad pertengahan ke renaissance.
dalam beberapa tahun terakhir, sebagian besar karya-karya penting seni dari dua bangunan - dan dari dekat giotto's campanile, telah dihapus dan diganti dengan salinan.
aslinya sekarang disimpan di museum dell'opera del duomo, hanya di sebelah timur katedral.