B. Pembahasan
1. Kemampuan Berpikir Kritis Siswa SMA dan MA
Secara harfiah, berpikir menurut KBBI adalah menggunakan akal budi untuk mempertimbangkan dan memutuskan sesuatu. Menurut Kuswana (dalam Rosiana, 2015), berpikir merupakan keterampilan beroperasinya tindakan kecerdasan dan pengalaman. 16 Berpikir yaitu proses yang mempengaruhi penafsiran terhadap rangsangan-rangsangan yang melibatkan proses sensasi, persepsi, dan memori.
Berpikir bisa juga dikatakan sebagai aktivitas mental atau intelektual yang melibatkan kesadaran dan subjektivitas individu. Sehingga semua tindakan kecerdasan dan pengalaman pasti melibatkan kemampuan berpikir, karena kemampuan berpikir merupakan dasar dalam suatu proses pembelajaran.17 Sedangkan kata kritis itu sendiri berasal dari bahasa Yunani yaitu kritikos dan kriterion. Kritikos berarti pertimbangan dan kriterion berarti ukuran baku atau standar. Dengan demikian, kritis bermakna pertimbangan yang didasarkan pada suatu ukuran baku atau standar.18 Maka secara etimologi, berpikir kritis mengandung makna suatu kegiatan mental yang dilakukan seseorang untuk dapat memberi pertimbangan berdasarkan ukuran atau standar tertentu.
Definisi berpikir kritis sangat beragam menurut beberapa ahli. Menurut Dewey (dalam Sihotang, 2012:3) mendefinisikan berpikir kritis adalah suatu pertimbangan yang aktif, terus menerus dan teliti mengenai sebuah keyakinan atau bentuk pengetahuan yang diterima begitu saja dengan menyertakan alasan-alasan yang mendukung dan kesimpulan-kesimpulan yang rasional.19 Filsuf Amerika yaitu Robert H. Ennis yang merupakan pemikir kritis terbesar mengatakan
“critical thinking is reasonable and reflective thinking on the deciding what to
16 Rosiana. “Pengaruh Model Pembelajaran Inquiry Training terhadap Keterampilan Berpikir Kritis Siswa pada Konsep Kalor” 2015, Skripsi, FITK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, h. 15.
17 Heong et all. The needs analysis of learning higher order thinking skills for generating ideas, 2011.
18 Lambertus, “Pentingnya Melatih Keterampilan Berpikir Kritis Dalam Pembelajaran Matematika Di SD, Forum Pendidikan, Vol. 28 No. 2, 2009, h. 137
19 Sihotang, K., F. Rima, B. Molan, A. A. Ujan, dan R. Ristyantoro. 2012. Critical Thinking Membangun Pemikiran Logis. Jakarta: Pustaka Sinar Harapan. H. 3.
believe or do”.20 Artinya, berpikir kritis adalah pemikiran yang masuk akal dan reflektif dalam menentukan apa yang harus dipercaya atau dilakukan. Menurut Stella Cottrell “Critical thinking is a complex process of deliberation which involves a wide range of skills and attitudes”. 21 artinya berpikir kritis adalah suatu proses pertimbangan yang kompleks yang melibatkan berbagai keterampilan dan sikap.
Pengertian tersebut mengindikasikan bahwa ketika seseorang terbiasa berpikir kritis, pemikir tersebut secara otomatis akan mendapatkan pengaruh baik dalam dirinya seperti menambah keterampilan lain dan memiliki sikap yang lebih baik dan bijak.
Seperti yang diungkapkan Hughes dan Lavery (dalam Arvianawati, 2016), berpikir kritis adalah pengenalan yang komprehensif supaya dapat melakukan penalaran yang lebih baik.22
Menurut Vincent Ryan Ruggiero dalam bukunya yang berjudul Beyond Feelings A guide to Critical Thinking mendefinisikan bahwa:
“The essence of critical thinking is evaluation. Critical thinking, therefore, may be defined as the process by which we test claims and arguments and determine which have merit and which do not. In other words, critical thinking is a search for answers, a quest”23
Maksud kalimat di atas yaitu inti dari pemikiran kritis adalah evaluasi. Oleh karena itu, berpikir kritis dapat didefinisikan sebagai proses di mana kita menguji klaim argumen dan menentukan mana yang pantas dan mana yang tidak, dengan kata lain, berpikir kritis adalah sebuah pencarian jawaban. Dengan begitu, berpikir kritis memungkinkan siswa untuk menganalisis pikirannya dalam menentukan pilihan dan menarik kesimpulan dengan cerdas.24 Definisi tersebut sesuai dengan pendapat Scriven & Paul yaitu Berpikir kritis merupakan proses intelektual yang dengan aktif dan terampil dalam mengkonseptualisasi, menerapkan, menganalisis, mensintesis, dan mengevaluasi informasi yang dikumpulkan atau dihasilkan dari
20 Robert H Ennis, “A Logical Basis for Measuring Critical Thinking Skills”. 1985, h. 45.
21Stella Cottrell, 2015. “Critical Thinking Skills Developing Effective Analysis and Argument”.
New York: Palgrave Macmillan. h. 2
22 Siti Arfianawati, Sudarmin, dan Woro Sumarni. “Model Pembelajaran Kimia Berbasis Etnosains Untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa”, 2016. Jurnal Pengajaran MIPA, Vol. 21, No. 1, h. 46.
23 Vincent Ryan Ruggiero. Beyond Feelings a guide to critical thinking. Library of Congress Cataloging-in-Publication Data. (New York: Chris Freitag, 2003).
24 Awalia Firda Utami. 2018. Lks Berbasis Inkuiri Terbimbing Untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Pada Materi Termodinamika. Seminar Nasional Pendidikan Fisika. Vol.3 No 2. H. 71.
pengamatan, pengalaman, refleksi, penalaran, atau komunikasi, untuk memandu keyakinan atau tindakan.25
Kemampuan berpikir kritis sangat diperlukan untuk menjadikan seseorang dapat merumuskan, memformulasikan, dan menyelesaikan masalah melalui proses berpikir yang baik. Karena berpikir kritis lebih menekankan kepada proses dan tahapan berpikir. Sehingga dengan kemampuan berpikir kritis yang dimiliki siswa bisa dijadikan sebagai proses pembelajaran yang bermanfaat, guna bekal untuk mengembangkan potensi yang dimilikinya dan memecahkan masalah kehidupan sosial yang ada di lingkungannya.26 Kemampuan berpikir kritis merupakan bagian dari kemampuan berpikir tingkat tinggi27. Hal ini memiliki tujuan untuk mengkaji sebuah situasi, fenomena, pertanyaan, atau masalah untuk mendapatkan sebuah hipotesis atau kesimpulan sebagai proses pengambilan keputusan secara rasional analisis, evaluasi, kesimpulan, dan penjelasan.28
Berdasarkan berbagai pengertian mengenai berpikir kritis, penulis menyimpulkan bahwa berpikir kritis merupakan berpikir dengan penuh pertimbangan yang matang. Seseorang yang memiliki kemampuan berpikir kritis ialah dia yang selalu melibatkan proses berpikir sebelum melakukan sesuatu. Baik dalam berargumen, memecahkan masalah, maupun dalam pengambilan suatu keputusan.
Sehingga seseorang yang memiliki kemampuan berpikir krtis, ia dapat mengidentifikasi, menganalisis dan mengevaluasi setiap persoalan yang dihadapi.
b. Disposisi Berpikir Kritis
Tujuan mencapai Berpikir kritis tidak hanya sekedar memenuhi ranah kognitifnya saja, tetapi juga harus memenuhi ranah afektifnya. Sebagaimana tujuan kurikulum berdasarkan permendikbud no. 37 tahun 2018 mencakup empat kompetensi, yaitu (1) kompetensi sikap spiritual, (2) sikap sosial, (3) pengetahuan, dan (4) keterampilan.29 Adapun rumusan kompetensi sikap sosial, yaitu menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong
25 Scriven, M., dan Paul, R. 1987, Defining critical thinking. Tersedia [Online]:
http://www.criticalthinking.org/pages/defining-critical-thinking/766.
26 Dhuhana Putri Ramadhani, dkk. “Analisis Kemampuan Berpikir Kritis Siswa pada Konsep Sistem Gerak Manusia dengan Menggunakan Peta Konsep”, 2017. Jurnal Edusains. Vol. 9. No. 2.
27 Heong et all. The needs analysis of learning higher order thinking skills for generating ideas, 2011.
28 Ibid
29 Permendikbud-37-tahun-2018-tentang-ki-kd.
royong, kerja sama, toleran, damai), santun, responsif, dan proaktif sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.30
Kompetensi sikap sosial yang mesti dicapai siswa berkaitan dengan disposisi berpikir kritis. Disposisi berpikir kritis adalah kecenderungan atau kebiasaan dalam berpikir kritis.31 Sehingga seseorang yang memiliki disposisi berpikir kritis memiliki kecenderungan atau kebiasaan untuk berpikir kritis ketika berada pada situasi yang menuntut hal tersebut. Adapun disposisi berpikir kritis menurut Ennis yaitu sebagai berikut:32
1. Kepedulian dalam keyakinan yang benar dan keputusan yang dibenarkan. Hal-hal yang dilakukan meliputi:
a) Mencoba hipotesis, penjelasan, kesimpulan, desain dan sumber alternatif dan terbuka terhadap hal-hal tersebut
b) Mendukung posisi dalam keyakinan yang benar dan keputusan yang dibenarkan berdasarkan informasi yang tersedia
c) Menjadi sumber informasi yang baik
d) Serius dalam mempertimbangkan sudut pandang orang lain dibandingkan pendapat diri sendiri
2. Mempresentasikan diri dalam posisi yang jujur dan jelas. Hal-hal yang akan dilakukan meliputi:
a) Menjelaskan tentang maksud dari apa yang dikatakan, ditulis, dan dikomunikasikan
b) Menentukan dan mempertahankan kesimpulan dan pertanyaan c) Mencari dan menawarkan alasan
d) Mempertimbangkan situasi secara keseluruhan
e) Refleksi diri dengan menyadari keyakinan dasar sendiri
3. Kepedulian tentang harkat dan martabat setiap orang. Hal yang dilakukan ialah:
30 Ibid
31 Dena Nur’aida. 2019. Keterampilan Berpikir Kritis Siswa Smp Dan Sma Di Kota Tangerang Selatan Pada Mata Pelajaran Fisika. Skripsi Uin Jakarta. H. 11.
32 Robert H Ennis, “The Nature of Critical Thinking an Outline of Critical Thinking Dispositions and Abilities”, (This is a several-times-revised version of a presentation at the Sixth International Conference on Thinking at MIT, Cambridge, MA, July, 1994. Last revised May, 2011). H.
1.
a) Menemukan dan mendengarkan pandangan dan alasan orang lain
b) Memperhitungkan perasaan dan tingkat pemahaman orang lain, menghindari intimidasi, dan kebingungan orang lain
c) Prihatin pada kesejahteraan orang lain
Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa disposisi berpikir kritis adalah suatu kecenderungan sikap saat diberikan perlakuan tertentu yang menunjukan pada pola-pola berpikir kritis.33
c. Indikator Berpikir Kritis
Menurut Ennis, ada 12 indikator berpikir kritis, dan terdapat beberapa sub indikator di dalamnya. Indikator-indikator tersebut dikelompokkan dalam 5 besar aspek. Aspek-aspek tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini:34
Tabel 2. 1 Indikator Berpikir Kritis Indikator jawaban yang mungkin.
c. Memelihara kondisi dalam keadaan berpikir.
2. Menganalisis argumen a. Mengidentifikasi kesimpulan.
b. Mengidentifikasi alasan (sebab) yang tidak dinyatakan (implisit).
c. Mengidentifikasi alasan (sebab) yang dinyatakan (eksplisit).
d. Mengidentifikasi
ketidakrelevanan dan kerelevanan
e. Mencari persamaan dan
33 Chusna Wijayanti. 2017. Deskripsi Disposisi Berpikir Kritis Matematis Siswa dengan Pembelajaran Socrates Saintifik. Skripsi UNILA. H. 17.
34 Robert H Ennis, “A Logical Basis for Measuring Crtical Thinking Skills”. 1985, h. 46.
Indikator suatu penjelasan atau tantangan
menyatakan lebih dari itu?
Basic Support (membangun keterampilan dasar)
4. Mempertimbangkan kredibilitas suatu sumber
a. Ahli
e. Menggunakan prosedur yang ada.
f. Mengetahui resiko.
g. Keterampilan memberikan alasan.
h. Kebiasaan hati-hati.
5. Mengobservasi dan mempertimbangkan hasil observasi
a. Ikut terlibat dalam menyimpulkan.
b. Waktu yang singkat antara pengamatan dan hasil.
c. Dilaporkan oleh pengamat sendiri.
d. Mencatat hal-hal yang diinginkan.
e. Penguatan.
Indikator
h. Penggunaan teknologi yang kompeten.
c. Interpretasi pernyataan.
7. Membuat induksi dan mempertimbangkan hasil induksi
a. Membuat generalisasi.
b. Membuat kesimpulan dan
c. Penerapan prinsip-prinsip.
d. Memikirkan alternatif.
e. Menyeimbangkan,
9. Mendefinisikan istilah dan mempertimbangkan definisi
a. Bentuk: sinonim, klarifikasi, rentang, ekspresi yang sama.
b. Strategi definisi (tindakan mengidentifikasi
persamaan).
c. Isi
10. Mengidentifikasi asumsi a. Penalaran secara implisit.
b. Asumsi yang diperlukan,
a. Mendefinisikan masalah.
b. Menyeleksi kriteria untuk membuat solusi.
c. Merumuskan alternatif yang memungkinkan.
d. Memutuskan hal-hal yang akan dilakukan secara tentatif.
e. Melakukan review.
Indikator Kemampuan Berpikir Kritis
Sub Indikator Kemampuan Berpikir
Kritis
Penjelasan
f. Memonitor implementasi.
12. Berinteraksi dengan orang lain
a. Menggunakan dan bereaksi terhadap kesalahan/kekeliruan.
b. Strategi logis.
c. Strategi berbahasa.
Berdasarkan poin-poin indikator di atas dapat berarti bahwa jika seseorang menggunakan kemampuan berpikir kritisnya dengan baik, maka orang tersebut dapat memberikan penjelasan mendasar, memberikan penjelasan lebih lanjut, menyimpulkan, mengatur strategi dan taktik, dan membangun keterampilan dasar.
d. Manfaat Berpikir Kritis
Setelah mengetahui pengertian, disposisi, dan indikator berpikir kritis, secara spesifik perlu diketahui manfaat dimilikinya berpikir kritis. Eliana Crespo (2012) menyebutkan beberapa manfaat dari berpikir kritis untuk berbagai aspek seperti manfaat untuk performa akademis, tempat kerja, dan kehidupan sehari-hari.35 Adapun penjelasan lebih lanjut mengenai ketiga aspek tersebut yaitu sebagai berikut:
1) Performa akademik
a) memahami argumen dan kepercayaan orang lain,
b) mengevaluasi secara kritis argumen dan kepercayaan itu,
c) mengembangkan dan mempertahankan argumen dan kepercayaan sendiri yang didukung dengan baik.
2) Tempat kerja
a) membantu kita untuk menggambarkan dan mendapat pemahaman yang lebih dalam dari keputusan orang lain dan kita sendiri,
b) mendorong keterbukaan pikiran untuk berubah,
c) membantu kita menjadi lebih analisis dalam memecahkan masalah.
3) Kehidupan sehari-hari
35 Ika Lestari. 2019. Berpikir Kritis dalam Konteks Pembelajaran. H. 5.
a) membantu kita terhindar dari membuat keputusan personal yang bodoh, b) mempromosikan masyarakat yang berpengetahuan dan peduli yang mampu
membuat keputusan yang baik di masalah sosial, politis, dan ekonomis yang penting,
c) membantu dalam pengembangan pemikir otonom yang dapat memeriksa asumsi, dogma, dan prasangka mereka sendiri.
Pemaparan manfaat berpikir kritis di atas dapat menggambarkan betapa pentingnya kemampuan ini untuk dimiliki. Pada zaman modern dan teknologi cangih seperti pada abad 21 ini dapat memudahkan segala informasi, maka berpikir kritis sangatlah penting bagi setiap orang. Tidak ada yang bisa menolak betapa pentingnya berpikir kritis. Di tengah-tengah perkembangan teknologi informasi banyak beredarnya berita-berita hoax yang viral di tengah masyarakat, dalam hal ini berpikir kritis dapat menjadi perisai untuk menyeleksi dan menilai kebenaran suatu informasi.36
Berpikir kritis perlu ditanamkan kepada para generasi penerus bangsa dari sedini mungkin. Karena berpikir kritis merupakan jantung dari peradaban ilmu.37 Selain itu kita tahu bahwa kemampuan berpikir kritis ini tidak dibawa sejak lahir, melainkan diperoleh dari pengalaman dan pembiasaan.38 Salah satu cara efektif untuk menanamkan berpikir kritis pada generasi bangsa yaitu melalui pendidikan. Oleh karena itu berpikir kritis merupakan suatu yang penting di dalam pendidikan, hal ini karena beberapa pertimbangan menurut H.A.R. Tilaar (2011) diantaranya sebagai berikut:39
a. Mengembangkan berpikir kritis di dalam pendidikan berarti kita memberikan penghargaan kepada peserta didik sebagai pribadi (respect a person). Hal ini akan memberikan kesempatan kepada perkembangan pribadi peserta didik sepenuhnya karena mereka merasa diberikan kesempatan dan dihormati akan hak-haknya dalam perkembangan pribadinya.
36 Ahmad Sulaiman dan Nandy Agustin Syakarofath. Berpikir Kritis: Mendorong Introduksi dan Reformulasi Konsep dalam Psikologi Islam. Jurnal ugm bulletin psikologi 2018, Vol. 26, No. 2, H. 89.
37 Ibid
38 I Wayan Redhana. “Mengembangkan Keterampilan Abad Ke-21 dalam Pembelajaran Kimia”
Jurnal Inovasi Pendidikan Kimia, Vol 13, No 1, 2019.
39 Ika Lestari. 2019. Berpikir Kritis dalam Konteks Pembelajaran. H. 7.
b. Berpikir kritis merupakan tujuan yang ideal di dalam pendidikan karena mempersiapkan peserta didik untuk kehidupan kedewasaannya.
c. Perkembangan berpikir kritis dalam proses pendidikan merupakan suatu cita-cita tradisional seperti apa yang ingin dicapai melalui pelajaran ilmu-ilmu eksakta dan kealaman serta mata pelajaran lainnya yang secara tradisional dianggap dapat mengembangkan berpikir kritis.
d. Berpikir kritis merupakan suatu hal yang sangat dibutuhkan di dalam kehidupan demokratis. Demokrasi hanya dapat berkembang apabila warga negaranya dapat berpikir kritis di dalam masalah-masalah politik, sosial, dan ekonomi.
Pentingnya berpikir kritis juga dikemukakan oleh Johnson E, yang merupakan pelopor pembelajaran Contextual Teaching Learning. Johnson E (2006) berpendapat bahwa siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis yang memadai memiliki kemungkinan besar untuk dapat mempelajari masalah secara sistematis, menghadapi berjuta tantangan dengan cara terorganisasi, merumuskan pertanyaan inovatif, dan merancang penyelesaian yang dipandang relatif baru.
2. Konsep Suhu, Kalor dan Perpindahan kalor a. Peta Konsep
Gambar 2. 1 Peta konsep suhu kalor, dan perpindahan kalor
Kalor
Panjang Luas Volume Mencair Menguap Konduksi
Mekanisme Perpindahan
b. Suhu dan Pemuaian 1). Suhu
Suhu atau temperatur merupakan suatu ukuran panas atau dinginnya benda.40 Suhu atau temperatur adalah ukuran rata-rata energi kinetik dari molekul.41 Saat suhunya naik, pergerakan partikelnya juga akan ikut meningkat. 42 Alat yang digunakan untuk mengukur suhu atau temperatur disebut termometer. 43 Pada termometer terdapat skala yang digunakan untuk mengukur suhu dengan tepat. Skala termometer paling umum dalam fisika adala skala Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin. Skala yang paling banyak dipakai adalah skala celcius, di Amerika Serikat sering menggunakan skala fahrenheit. Skala yang paling penting dalam sains adalah skala absolut atau kelvin.44 Skala termometer dibuat berdasarkan dua titik acuan, yaitu titik tetap bawah yakni suhu air membeku atau titik beku air dan titik tetap atas yakni suhu air mendidih atau titik didih air.45 Seperti terlihat pada Gambar 2.1 berikut.
Gambar 2.2 Perbandingan Empat Skala Termometer Gambar diambil dari: https://i0.wp.com/www.amongguru.com/wp-content/uploads/2018/02/Screenshot_584.png?resize=300%2C173&ssl=1
Secara matematis perbandingan keempat skala termometer tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:
40 Douglas C. Giancoli, Fisika: Prinsip dan Aplikasi Edisi Kelima Jilid 1, (Jakarta: Erlangga, 2001), h. 449.
41 David Sang. Dkk., Cambridge International AS and A Level Physics Coursebook Second Edition, Cambridge University Press, 2014, h.330
42 Rhett Allain, “Temperature Is Not What You Think It Is”, 2017, (https://www.wired.com/story/temperature-is-not-what-you-think-it-is/)
43 Douglas C. Giancoli, loc. cit.
44 Giancoli, D.C., Fisika Edisi kelima Jilid 1, (Jakarta: Erlangga, 2001), h. 451
45 Bambang Ruwanto, Fisika 2 untuk SMA kelas XI, (Jakarta: Yudhistira, 2017), cet. Pertama, hal. 109
= = = Keterangan:
adalah suhu dalam satuan derajat Celcius adalah suhu dalam satuan derajat Fahrenheit adalah suhu dalam satuan Reamur
adalah suhu dalam satuan Kelvin 2) Pemuaian
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena kenaikan suhu yang terjadi pada benda tersebut. Setiap zat (padat, cair, dan gas) disusun oleh partikel-partikel kecil yang bergetar. Jika sebuah benda dipanaskan, partikel-partikel di dalamnya bergetar lebih kuat hingga saling menjauh (memuai). Jika benda didinginkan, getaran-getaran partikel lebih lemah, dan partikel-partikel saling mendekat (menyusut).46 Pemuaian pada zat meliputi pemuaian panjang, luas, dan volume.
Tabel 2. 2 Jenis-jenis pemuaian
Jenis Pemuaian Pertambahan Ukuran Ukuran Akhir Muai Panjang
Muai Luas
Muai Volume
Keterangan:
L = panjang akhir (m)
= panjang mula-mula (m)
α = koefisien muai panjang (/ atau / ) A = luas akhir ( )
= luas mula-mula ( )
β = koefisien muai volume (/ atau / ) β = 2α
V = volume akhir ( )
46 Marthen Kanginan, Fisika Untuk SMA/MA Kelas XI, (Jakarta: Erlangga, 2013), h. 200
= volume awal ( )
γ = koefisien muai volume (/ atau / ) γ = 3α
ΔT = perubahan suhu (°Catau K)
Besar pemuaian zat tersebut terkait dengan besar koefisien muainya. Pada zat padat, pemuaian yang terjadi berupa pemuaian panjang, luas, dan volume. Pada zat cair, pemuaian yang terjadi hanya pemuaian volume saja karena sifat zat cair yang selalu mengikuti bentuk ruang yang ditempatinya. Pada gas, pemuaian yang terjadi berupa pemuaian volume.47 Pemuaian panjang disebut juga dengan pemuaian linier.
Pemuaian panjang zat padat berlaku jika zat padat itu hanya dipandang sebagai satu dimensi (berbentuk garis). Sebagian besar zat akan memuai ketika dipanaskan dan menyusut saat didinginkan.48 Nilai koefisien muai panjang setiap zat berbeda-beda, dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 2. 3 Nilai koefisien muai panjang (∝) untuk berbagai zat.49 Zat Koefisien Muai Panjang ( )
Aluminium 25 X 10-6
Kuningan 19 X 10-6
Besi atau Baja 12 X 10-6
Timah Hitam 29 X 10-6
Kaca (Pyrex) 3 X 10-6
Kaca (Biasa) 9 X 10-6
Kwarsa 0,4 X 10-6
Beton dan Bata 12 X 10-6
47 Bambang Ruwanto, Fisika 2 untuk SMA kelas XI, (Jakarta: Yudhistira, 2017), cet. Pertama, hal. 110-111
48 Giancoli, Op. Cit., h. 454.
49 Douglas C. Giancoli, op. cit., h. 455.
Mamer 1,4 – 3,5 X 10-6
Jika terdapat benda yang berbentuk lempengan plat (dua dimensi) dipanaskan, maka akan terjadi pemuaian dalam arah panjang dan lebar. Hal ini menunjukkan bahwa lempengan tersebut mengalami pertambahan luas atau pemuaian luas. Zat padat yang mempunyai tiga dimensi yaitu panjang, lebar, dan tinggi, seperti bola dan balok, jika dipanaskan akan mengalami muai volume, yakni bertambahnya panjang, lebar, dan tinggi zat padat pada benda tersebut. Nilai koefisien muai panjang setiap zat pun juga berbeda-beda, dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 2. 4 Nilai koefisien muai volume pada bahan tertentu50 Zat Koefisien Muai Panjang ( )
Aluminium 7,2 X 10-5
Kuningan 6,0 X 10-5
Tembaga 5,1 X 10-5
Invar (paduan besi-nikel) 0,27 X 10-5
Kuarsa (dilebur) 0,12 X 10-5
Baja 3,6 X 10-5
Etanol 75 X 10-5
Karbon disulfide X 10-5
Gliserin 49 X 10-5
Raksa 18 X 10-5
50 Young, Loc. Cit.
c. Kalor dan perpindahan kalor 1) Pengertian Kalor
Kalor merupakan energi yang ditransfer dari satu benda ke benda lain karena adanya perbedaan temperatur.51 Satuan energi kalor adalah kalori (kal), 1 kalori energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air murni sebesar 1 . Satuan energi dalam sistem SI adalah joule. yang diambil dari nama seorang ilmuwan yang telah berjasa dalam bidang ilmu Fisika, yaitu James Joule.52 Kalor berpindah dari benda yang memiliki suhu tinggi ke benda yang memiliki suhu rendah.53 Kalor timbul akibat adanya perbedaan suhu. Maka, perbedaan suhu dan kalor adalah sebagai berikut. Suhu merepresentasikan energi kinetik satu molekul zat. Sedangkan, kalor adalah perpindahan energi dalam dari suatu zat ke zat lain karena adanya perbedaan suhu.54 Satuan kalor adalah joule atau kalori. 1 kalori = 4,186 joule. Hubungan antara satuan kuantitas kalor dan satuan energi mekanik adalah sebagai berikut:
1 kal = 4,186 J = 4,190 J 1 kkal = 1000 kal = 4.190 J 1 Btu = 252 kal = 1.056 J.55
2) Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis
Kapasitas kalor (C) didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat sebesar satu satuan suhu.56
=
Kalor jenis (c) dari suatu zat adalah kapasitas kalor per satuan massanya.
Secara matematis kalor jenis dirumuskan sebagai berikut.57 =
Keterangan:
51 Douglas C. Giancoli, op. cit., h. 490.
52 Mikrajuddin Abdullah.Fisika Dasar I. (Bandung: Institut Teknologi Bandun.2016), h.837-838
53 Douglas C. Giancoli, op. cit., h. 489.
54 Marthen Kanginan, Op. Cit., h.213
55 Bambang Ruwanto, Fisika 2 untuk SMA kelas XI, (Jakarta: Yudhistira, 2017), cet. Pertama, hal. 116
56Paul A. Tipler, Fisika: untuk Sains dan Teknik, terj. Lea Prasetio, Rahmad W. Adi, (Jakarta: Erlangga, 1998), h. 599.
57 Ibid.
adalah kapasitas kalor zat (J.K-1 atau J. -1 atau kal. -1) adalah kalor yang diserap atau dilepas benda (J atau kal)
adalah perubahan suhu ( ) adalah massa benda (kg)
adalah kalor jenis benda (J.kg-1. -1)
Kalor jenis suatu benda merupakan suatu ukuran seberapa tidak sensitifnya zat secara termal terhadap penambahan energi. Semakin besar kalor jenis suatu bahan, semakin besar pula energi yang harus ditambahkan pada bahan tersebut untuk menyebabkan perubahan suhu.58 Berikut nilai kalor jenis berbagai zat pada tekanan konstan 1 atm dan temperatur 20 pada tabel 2.4.
Tabel 2. 5 Nilai Kalor Jenis Pada Berbagai Zat59
Zat
Kalor
kkal.kg-1 -1 J.kg-1 -1
Alumunium 0,22 900
Tembaga 0,093 390
Kaca 0,20 840
C = Besi atau baja 0,11 450
Timah hitam 0,031 130
Marmer 0,21 860
Perak 0,056 230
Kayu 0,4 1700
Alkohol (ethyl) 0,58 2400
Raksa 0,033 140
58 Ibid.
59 Giancoli, op. cit., h. 493.
Zat
Kalor
kkal.kg-1 -1 J.kg-1 -1 Air
Es (5 ) 0,50 2100
Cair (15) 1,00 4186
Uap (110 0,48 2010
Tubuh manusia (rata-rata) 0,83 3470
Protein 0,4 1700
3) Hubungan Kalor dengan Suhu Zat
Jumlah energi kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu zat ialah sebanding dengan perubahan suhu dan massa zat tersebut.60 Secara matematis dituliskan sebagai berikut.
𝑄 = 𝑚.𝑐. Δ 𝑇 =𝐶. Δ𝑇 Keterangan:
adalah kalor jenis benda (J.kg-1. -1)
adalah kapasitas kalor zat (J.K-1 atau J. -1 atau kal. -1) adalah kalor yang diserap atau dilepas benda (J atau kal)
adalah perubahan suhu ( ) adalah massa benda (kg)
4) Hubungan Kalor dengan Wujud Zat
4) Hubungan Kalor dengan Wujud Zat