BAB IV. METODE PENELITIAN
HASIL YANG DICAPA
A. Bentuk Pengintegrasian Karakter hemat Energi Ke Dalam Pembelajaran Fisika Analisis terhadap materi fisika dilakukan pada Kompetensi Inti ke 3 dimana setelah
mempelajari fisika, setiap siswa dapat memahami, menerapkan, dan menjelaskan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. Contohnya, analisis materi dilakukan terhadap Kompetensi Dasar (KD) khususnya KD 3.9 yang isinya Mendeskripsikan hukum-hukum termodinamika dan penerapannya dalam teknologi.
Kemudian analisis dilakukan terhadap Energi terbarukan dimana energi yang berasal dari "proses alam yang berkelanjutan", seperti tenaga surya, tenaga angin, arus air proses biologi, dan panas bumi. Dari energi terbarukan ini, yang paling dekat bahasannya dengan materi thermodinamika adalah energi panas bumi. Selanjutnya analisis terhadap karakter bangsa dan sikap ilmiah didapatkan karakter hemat energi kreatif, teliti, hemat dan toleransi. Semua karakter ini akan dijabarkan secara terperisnci. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 9. Hasil analisis terhadap materi fisika, energi terbarukan dan karakter hemat energi. Indikator
pembelajaran Materi Termodinamika
Integrasi Materi Energi Panas Bumi
Karakter Hemat Energi
Mendeskripsikan konsep usaha, kalor dan energi dalam berdasarkan tinjauan termodinamika.
Kalor didefinisikan sebagai perpindahan energi yang disebabkan oleh perbedaan suhu.
Usaha merupakan perubahan energi melalui cara-cara mekanis yang tidak disebabkan oleh perubahan suhu
Perubahan energi dalam pada sistem yang tertutup merupakan selisih kalor yang diterima dengan usaha yang dilakukan oleh sistem
∆U= Q – W atau Q = ∆U + W dengan
∆U = perubahan energi dalam (
Konsep usaha ,kalor dan energi dalam pada pemanfaatan energi panas bumi sama dengan konsep pada termodinamika, yang mebedakannya adalah pada besaran -besaran yang dipakai Usaha :
W = m (h1 – h2)
dimana, W adalah kerja atau daya turbin (kW), m adalah massa (kg s-1), h1 adalah entalpi
uap yang masuk ke turbin (kJ kg-
1
), dan h2 adalah entalpi uap
yang keluar dari turbin (kJ kg-1). Kalor : Q = (Qb) + (Qf) Q b = A Ht (l - ) σb cb T Qf = A Ht Sa σa ua + A Ht Kreatif Mencari informasi terbaru melalui sumber bacaan lain tentang konsep usaha, kalor dan energi dalam pada anergi terbarukan (Energi panas bumi) Melakukan
pengamatan di lingkungan setempat terhadap
pemanfaatan konsep usaha, kalor dan energi dalam.
Indikator
pembelajaran Materi Termodinamika
Integrasi Materi Energi Panas Bumi
Karakter Hemat Energi
J)
Q = kalor yang diterima ( J) W = usaha ( J)
Su σu Uu
Dimana : porositas ( dalam %), dan densitas batuan (σb
dalam kg m-3) A adalah luas reservoar (km2), dan Ht adalah ketebalan reservoar (km) Sa adalah saturasi air (%), Su adalah saturasi uap (%), (σa) adalah
densitas air (kg m-3), dan (σu)
adalah densitas uap (kg m-3).
Energi Dalam :
∆H dapat diartikan laju kalor yang terkandung dalam sistem reservoir panas bumi,
Hv = ha qma + hu qmu
dirnana: Hv adalah total laju aliran panas (kJ s-1 atau kW), ha adalah entalpi air (kJ kg-1), hu adalah entalpi uap (kJ kg-1), qma adalah
laju alir massa air (kg s-1), qmu
adalah laju alir massa uap (kg s-1).
Teliti :
Cermat dalam menggunakan tanda positif dan negatif untuk Q dan W
Menganalisis proses-proses gas ideal dalam grafik P-V
Mengelompokkan secara mendetail proses-proses gas ideal dalam grafik P-V yaitu :
- Proses Isobarik
- Proses Isokhorik
- Proses Isotermal
- Proses adiabatis
Mengelompokkan secara
mendetail proses-proses gas ideal dalam grafik P-V yaitu :
- Proses Isobarik
- Proses adiabatis
Teliti
Bekerja secara teratur, rinci dan tertib dalam
menggunakan aturan setiap proses gas ideal
Cermat dalam membedakan setiap proses gas ideal Selalu mengecek ulang segala pekerjaan yang telah dilakukan berkaitan dengan
penggambaran grafik proses gas ideal
Kreatif :
Terus berupaya sendiri menggambar grafik setiap proses gas Mendeskripsikan
hukum I Termodinamika
Hukum I Termodinamika: “Pada saat gas dalam ruang tertutup diberi kalor maka kalor tersebut akan dimanfaatkan untuk melakukan usaha dan
Hukum ini berlaku tidak hanya pada sistem saja tetapi juga pada lingkungan. Dalam bentuk dasar, dapat ditulis sebagai,
Perubahan energi sistem +
perubahan energi lingkungan = 0
Teliti :
Cermat dalam setiap aturan yang berlaku pada hukum I termodinamika
Indikator
pembelajaran Materi Termodinamika
Integrasi Materi Energi Panas Bumi
Karakter Hemat Energi merubah energi dalamnya.”
sistem yang memiliki energi- dalam U1 tidak menerima kalor
tetapi menerima usaha dari lingkungan sehingga suhu naik dan energi-dalam naik pula menjadi U2,maka sistem
mengalami perubahan energi dalam sistem memenuhi persamaan:
∆U= Q – W
Perubahan energi lingkungan =
± Q ± W Perubahanenergi
sistem = ∆U + ∆Ek + ∆ Ep
∆U + ∆Ek + ∆Ep = Q – W Persamaan di atas berlaku untuk perubahan yang terjadi pada sistem tertutup, Sistem tertutup adalah sistem yang menjalankan
proses dimana tidak ada
perubahan energi potensial dan kinetik, sehingga persamaan nya dapat ditulis menjadi,
∆U = Q – W
Hukum Pertama Termodinamika perlu penjabaran yang lebih umum. Keadaan tetap berarti bahwa kondisi pada semua titik dalam peralatan tetap terhadap waktu. Sehingga menjadi,
∆H + 1/2 ∆V2 + g ∆ z = Q – W Menerapkan hukum I Termodinamika dalam beberapa proses termodinamika
Memahami beberapa siklus yang terdapat pada proses termodinamika
Memahami beberapa siklus yang
terdapat pada proses
pemanfaatan energi panas bumi
Teliti : Tertib dalam menggambarkan setiap siklus. Hemat : Menggunakan energi yang muncul dari efisiensi siklus secara cermat
Toleransi : Melihat adanya kerjasama antar setiap proses pada siklus energi terbarukan
Dari bagian awal Tabel 1 dapat dilihat bahwa terdapat pasangan antara materi thermodinamika, energiy geothermal dan karakter hemat energi. Pada materi thermodinamika kalor didefinisikan sebagai perpindahan energi yang disebabkan oleh perbedaan suhu. Pengertian kalor pada materi geothermal adalah persis sama dengan pengertian kalor pada thermodinamika. Dengan demikian, konsep usaha ,kalor dan energi pada energi panas bumi juga sama dengan konsep pada termodinamika, yang membedakannya hanyalah pada simbol-simbol yang dipakai. Dari konsep thermodinamika dan geothermal tersebut dapat dikembangkan karakter kreatif dimana sebelumnya karakter
kreatif diturunkan dari karakter bangsa dan sikap ilmiah. Seorang yang mempunyai sikap hemat energi akan mempunyai jiwa dan sikap yang kreatif. Mereka akan selalu mencari informasi terbaru melalui sumber bacaan lain tentang konsep usaha, kalor dan energi dalam pada energi terbarukan seperti energi panas bumi ini. Kemudian sikap kreatif ini dibangkitkan terus pada konsep-kosep yang lain seperti pada proses isobarik dan lain-lain.