Lembar Kerja Peserta Didik Suhu dan Kalo

(1)

LKPD

UNTUK SMA/MA KELAS X SEMESTER 2

FISIK

SUHU, KALOR , DAN PERPINDAHAN KALOR

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

(2)

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Sekolah : ...

Mata pelajaran : Fisika Kelas : X

Petunjuk Belajar

1. Mulailah dengan membaca basmalah sebelum mengerjakan LKPD 2. Baca bahan ajar mengenai suhu, kalor dan perpindahan kalor. 3. Baca LKPD dengan cermat sebelum anda melakukan percobaan. 4. Lakukan percobaan menurut langkah-langkah yang telah disajikan.

5. Diskusi dalam kelompok dan bila telah selesai perwakilan dari kelompok untuk maju dan mempersentasikan hasil diskusi.

Kelompok Ke __

(3)

PEMUAIAN Kompetensi Inti

KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya

KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.

KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang 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

KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan

Kompetensi Dasar

1.1 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya

2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan , melaporkan, dan berdiskusi

3.7 Menganalisis pengaruh kalor dan perpindahan kalor pada kehidupan sehari-hari 4.1 Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis dengan menggunakan peralatan dan

teknik yang tepat untuk penyelidikan ilmiah

4.6 Merencanakan dan melaksanakan percobaan untuk menyelidiki karakteristik termal suatu bahan, terutama kapasitas dan konduktivitas kalor

• Menjelaskan pengertian suhu

• Menjelaskan jenis-jenis skala termometer

• Menganalisis pengaruh perubahan kalor terhadap ukuran zat (pemuaian) • Menjelaskan jenis-jenis pemuaian

(4)

PEMUAIAN

Orientasi

Kabel listrik merupakan kawat yang terbuat dari tembaga. Pada saat siang hari dimana suhu udara tinggi kabel akan tempak kendor. Ketika malam hari saat suhu udara rendah kabel tersebut akan terlihat kencang. Mengapa terjadi hal seperti itu dengan kabel listrik? Pada jedela di rumah aminah terdapat sebuah kaca. Ketika malam hari jika ditiup angin, kaca tersebut akan berbunyi dan jika diperhatikannya ternyata kaca tersebut terpasang longgar pada jendela. Namun ketika siang hari walau ditiup angin jendela tersebut tidak berbunyi dan terpasang kuat pada jendela. Apa yang menyebabkan bisa terjadi hal demikian? Perhatikanlah konstruksi jembatan!. Jembatan dibuat dengan cara menyambungkan besi-besi sebagai komponen utamanya. Diantara sambungan-sambungan itu terdapat celah yang memisahkan komponen besi yang satu dengan yang laiannya. Mengapa harus dibuat seperi itu? Pada sinag bolong, Anton disuruh ibunya memperbaiki kawat jemuran pakaian mereka karena kawat tersebut kendur. Padahal sore kemarin anton sengaja memasang kawat jemuran yang terbuat dari aluminium supaya kencang dan kuat. Tetapi mengapa sekarang di siang hari kawat tersebut malah kendur?

Rumusan masalah

(5)

Hipotesis

Berdasarkan rumusan masalah yang muncul berikan hipotesis (jawaban sementara) kalian pada kolom berikut

……… ……… ……… ……… ……… ………

Untuk membuktikan hipotesis kalian, lakukanlah eksperimen berikut!

Judul : Pemuaian zat padat

Tujuan : a. menyelidiki pengaruh kalor terhadap ukuran zat padat b. menjelaskan pemuaian pada zat padat

c. menyelidiki hal-hal yang mempengaruhi pemuaian zat padat

Alat dan bahan

1. Kawat aluminium 2. Kawat besi

3. Kawat tembaga 4. Penjepit

5. Mistar

6. Pembakar spritus 7. Termometer 8. Stopwatch

Menalar

(6)

Tabel 1.

No Waktu (T) Panjang kawat (L) 1

2 3 4 5 6 7

Langkah-langkah percobaan

1. Ukurlah panjang mula-mula (Lo) setiap kawat dengan mistar

2. Kemudian ukur suhu mula-mula (To) setiap kawat dengan termometer

3. Nyalakan pembakar spritus, lalu bakar masing-masing kawat selama 5 menit. Gunakan penjepit untuk memudahkan proses pembakaran

4. Ukur suhu akhir (T1) dan panjang (L) masing-masing kawat

Hasil Pengamatan

(7)

Pertanyaan

1. Untuk masing-masing kawat, apakah terdapat perbedaan panjang antara sebelum dan setelah dibakar?

……… ……… ……… 2. Menunjukkan apakah pertambahan panjang kawat?

……… ……… ………

3. Apakah pertambahan panjang kawat sama?jelaskan!

(8)

Kesimpulan

Berdasarkan eksperimen yang kalian lakukan, tulislah kesimpulan kalian mengenai pemuaian zat padat pada kolom berikut.

……… ……… ……… ………

Judul : Pemuaian zat cair

Tujuan: a. Menyelidiki pengaruh kalor terhadap ukuran (volume) zat cair b. menjelaskan pemuaian zat cair

c. menyelidiki hal-hal yang mempengaruhi pemuaian zat cair

Alat dan bahan

1. Tiga labu erlenmayer yang berukuran sama

2. Tiga jenis zat cair (air, minyak goreng, dan alkohol) 3. Tiga pipa kapiler yang berukuran sama

Menyimpulkan n

(9)

Pertanyaan

4. Sumbat karet 5. Bejana

6. Air panas

1. Masukkan ketiga jenis zat cair ke dalam labu erlenmeyer

2. Masukkan pipa kapiler pada masing-masing labu dan pasangkan sumbat karet pada masing-masing mulut labu

3. Masukkan ketiga labu erlenmeyer ke dalam bejana yang berisi air panas 4. Amati setiap zat cair pada ketiga pipa kapiler

1. Apakah yang terjadi pada zat cair dalam pipa?

……… ………

2. Apakah kenaikan zat cair dalam pipa sama?

(10)

3. Menunjukkan apakah zat cair pada pipa?

……… ……… ………

Kesimpulan

Berdasarkan eksperimen yang kalian lakukan, tulislah kesimpulan kalian mengenai pemuaian zat cair pada kolom berikut.

……… ……… ……… ……… ……… ………

(11)

Judul : Pemuaian zat gas

Tujuan : a. menyelidiki pengaruh kalor terhadap ukuran (volume) zat gas b. menjelaskan pemuaian pada zat gas

Alat dan bahan

1. ember atau baskom 2. air panas

3. botol plastik berukuran cukup besar 4. balon mainan

1. masukkan mulut botol ke dalam mulut balon mainan yang belum ditiup 2. isilah ember atau baskom dengan air panas

3. celupkan bagian bawah botol ke dalam ember atau baskom yang berisi air panas. Amati kejadian apa yang terjadi!

4. Siram bagian bawah botol dengan air ledeng. Amati kejadian apa yang terjadi!

5. Berdasarkan eksperimen yang kalian lakukan, tulislah kesimpulan kalian mengenai pemuaian zat gas pada kolom berikut.

……… ……… ……… ……… ………

Menyimpulkan n

(12)

PENGARUH KALOR TERHADAP

SUHU DAN WUJUD ZAT

Orientasi

Siang hari suhu udara di Indonesia sangat panas bisa mencapai 350_C.

Sehingga, untuk menyegarkan tubuh orang-orang memasukkan

bongkoahan-bongkahan batu es ke dalam minuman hangat (40o_{C). Namun, ternyata}

lama-kelamaan batu es yang ada di dalam minuman tersebut jadi semakian kecil dan

kemudian hilang. Apa yang terjadi dengan batu es tersebut? Suatu malam terjadi

hujan deras dan tiba-tiba mati lampu. Untuk mengatasi gelap-gulita makan

dinyalakanlah lilin. Lilin yang pada awal dinyalakan ukurannya panjang

kemudian semakin pendek setelah semakian lama dinyalakan dan lama-kelamaan

mati. Apa yang terjadi dengan lilin tersebut? Ibu sedang memasak air yang banyak

di rumah, karena ada keperluan di luar rumah ibu meminta anaknya untuk

menjaga masakan air tersebut. Si anak kerana asik bermaian lupa dengan air

tersebut, kemudian setelah agak lama ia baru ingat dan melihatnya. Ia sangat

terkejut karena air yang dimasak ibu kini tinggal sedikit. Apa yang terjadi dengan

air tersebut?

Rumusan masalah

Tulislah rumusan masalah (pertanyaan) yang berhubungan dengan uraian yang

disajikkandi atas

………

……… Mengamati

(13)

Hipotesis

Berdasarkan rumusan masalah yang muncul berikan hipotesis (jawaban

sementara) kalian pada kolom berikut

………

Judul : Pengaruh kalor terhadap suhu zat

Tujuan : a. menyelidiki pengaruh kalor terhadap suhu zat

b. menyelidiki hubungan kalor dengan massa dan jenis zat

Alat dan bahan

1. Gelas kimia

2. Termometer

3. Kaki tiga

4. kawat kasa

5. Air

6. Pembakar spritus/lilin

7. Minyak goreng

8. Stopwatch Menalar

(14)

Langkah-langkah eksperimen

1. Tuangkan 0,2 kg air ke dalam gelas kimia

2. Letakkan gelas kimia yang berisi air di atas kaki tiga dengan menggunakan

alas kawat kasa

3. Masukkan termometer ke dalam air

4. Panaskan air dengan menggunakan pembakar spritus selama 10 menit.

5. Amati suhu air untuk setiap selang waktu 1 menit dan catat hasil

pengamatan kalian dalam bentuk tabel.

6. Kemudian lukislah grafik berdasarkan data yang kalian peroleh.

7. Selanjutnya, tuangkan 0,1 kg air ke dalam gelas kimia yang lain dan catatlah

suhu awalnya.

8. Masukkan termometer ke dalam gelas kimia tersebut dan panaskan dengan

pembakar spritus selama 10 menit. Kemudian catat suhu air tersebut.

9. Lakukan kembali langkah 5 dan 6 menggunakan air dengan massa yang

berbeda-beda. Catat hasil pengamatan kalian dalam bentuk tabel.

Kemudian lukislah grafik antara perubahan suhu terhadap massa.

10. Sekarang, siapkan dua buah gelas kimia yang berbeda. Tuangkan 0,5 kg air

dan 0,5 kg minyak goreng ke dalam masing-masing gelas kimia dan

catatlah suhu awalnya (air dan minyak goreng).

11. Masukkan termometer ke dalam masing-masing gelas kimia yang telah diisi

air dan minyak goreng, lalu panaskan dengan menggunakan pembakar

spritus.

12. Pastikan pembakar spritus yang digunakan memiliki kemampuan

pembakaran yang sama sehingga kalor yang diberikan kepada kedua gelas

kimia sama.

13. Catatlah waktu yang diperlukan air dan minyak goreng untuk mencapai

(15)

Pertanyaan Analisis

1. _{Bagaimanakah hubungan antara waktu pemanasan dengan suhu air?}

………

2. _{Bagaimana hubungan antara kenaikan suhu air terhadap massa air?}

………

3. _{Zat cair manakah yang lebih cepat mencapai suhu 40}o_C?

………

(16)

………

4. _{Berdasarkan data yang kalian peroleh, bagaimanakah hubungan antara}

kalor, kenaikkan suhu, massa, dan jenis zat?

Kesimpulan

Berdasarkan eksperimen yang kalian lakukan, tulislahkesimpulan kalian

mengenai pengaruh kalor terhadap suhu zat pada kolom berikut.

………

……… Menyimpulkan

(17)

Judul : Pengaruh kalor terhadap wujud zat

Tujuan : a. menyelidiki pengaruh kalor terhadap wujud zat

b. menjelaskan pengertian perubahan wujud zat

c. menjelaskan jenis-jenis perubahan wujud zat dan contohnya dalam

kehidupan sehari-hari

Alat dan bahan

1. Lilin

2. Termometer

3. Kaki tiga

4. kawat kasa

5. tabung reaksi

6. Pembakar spritus/lilin

7. Pisau silet

8. Stopwatch

9. Penjepit

10. Lap tangan

11. Tangkai pengaduk

12. Bongkahan es

1. Hancurkan lilin dengan menggunakan lilin sampai menjadi bubuk

halus.

2. Masukkan lilin ke dalam tabung reaksi

3. Masukkan termometer ke dalam tabung reaksi. Catat suhu yang

ditunjukkan (To).

4. Dengan menggunakan penjepit, panaskan tabung reaksi pada pembakar

spritus sambil mengaduk lilin.

5. Amati serta catat suhu yang ditunjukkan setiap menit sampai semua

serbuk lilin berubah wujud. Catatlah hasil pengamatan kalian dalam

bentuk tabel.

(18)

6. Ketika serbuk lilin semuanya berubah wujud, matikan pembakar

spritus.

7. Dinginkan lilin sambil mengamati dan mencatat perubahan suhu lilin

setiap 1 menit.

8. Catat suhu selama pemansan dan pendinginan dalam bentuk tabel

kemudian lukiskan dalam bentuk grafik.

9. Ambilah 200 gram bonglahan es. Asukkan ke dalam air hangat (suhu

40o_{C). perhatikan perubahan pada es. Catatlah berapa waktu yang}

dibutuhkan hingga semua bongkahan es habis.

Pertanyaan Analisis

1. Bagaimana keadaan suhu selama pemanasan, perubahan wujud, dan

selama pendinginan?jelaskan!

………

2. Faktor apa yang mempengaruhi wujud zat?jelaskan!

………

(19)

Kesimpulan

Berdasarkan eksperimen yang kalian lakukan, tulislah kesimpulan kalian

mengenai pengaruh kalor terhadap wujud zat pada kolom berikut.

………

……… Menyimpulkan

(20)

AZAS BLACK

Orientasi

Andi ingin memakan telur rebus, namun karena baru dimasak telur tersebut

masih sangat panas. Kemudian andi memasukkannya ke dalam air, tidak beberapa

lama telur tersebut menjadi dingin dan andi bisa membukanya. Apa yang terjadi

antara telur panas dan air?

Pak ali adalah pandai (penempa) besi. Pada saat menempah besi, besi dari tungku

perapian memerah dan suhunya tinggi, pak Ali memasukkannya ke dalam air. Air

tersebut menjadi bertambah suhunya dan suhu besi menjadi berkurang, dan

bahkan suhu besi dan air sekarang hampir sama. Apa yang terjadi antara besi

panas dan air?

Rumusan masalah

disajikkan di atas!

………

Mengamati

(21)

Hipotesis

………

Untukmembuktikan hipotesis kalian, lakukanlah eksperimen berikut!

Judul : Azas Black

Tujuan : Menjelaskan tentang Azas Black

Alat dan bahan

1. Gelaskimia

2. Termometer

3. Kaki tiga

4. Kalorimeter

5. Air

6. Logam (besi)

7. Penjepit

8. NeracaOhaus

9. Pembakarspritus/lilin

Menalar

(22)

1. Ambillah sebatang logam kemudian timbang.

2. Masukkan logam ke dalam gelas kimia yang berisi air dan panaskan hingga

air mendidih

3. Sambil menunggu pemanasan logam, timbang calorimeter dan

kelengkapannya

4. Isi calorimeter dengan air dan timbanglah

5. Ukur suhu air di dalam kalorimeter

6. Hitunglah massa air

7. Ukur suhu logam yang sedang dipanaskan dalam air tadi

8. Ambil logam tersebut dan masukkan ke dalam kalorimeter

9. Aduklah kalorimeter yang berisi logam, kemudian baca suhu yang

ditunjukkan oleh termometer yang terdapat pada calorimeter sebagai suhu

akhir campuran logam dan air.

PertanyaanAnalisis

1. _{Apa yang terjadidengansuhu di}

dalamkalorimetersebelumdansesudahlogampanasdimasukkankedalamnya?

Mengapa?

………

(23)

………

2. _{Denganmassa air dalamkalorimeter ma, kalorjenis air = 4200 J/ kg}o_C,

danperubahansuhuair∆ = − , hitung jumlah kalor yang diserap oleh air di dalam kalorimeter?

………

3. _{Denganmassalogam} _m1, _{kalorjenislogam} _(besi) ₌ ₄₅₀ _J/kgo_C,

(24)

Kesimpulan

Berdasarkaneksperimen yang kalian lakukan, tulislahkesimpulan kalian

mengenaiazas blackpadakolomberikut.

………

(25)

PERPINDAHAN KALOR

Pendahuluan

Dalam kehidupan sehari-hari kalian pasti pernah mengalami atau melihat

kejadian-kejadian berikut:

1. Ketika kita membuat kopi atau minuman panas, lalu kita mencelupkan sendok

untuk mengaduk gulanya. Biarkan beberapa menit, maka sendok tersebut

akan ikut panas.

2. Ketika kita mendekatkan tangan kita pada bola lampu yang sedang menyala.

panas lampu akan memengaruhi tangan kita sehingga tangan kita terasa

hangat.

Rumusan masalah

disajikkan di atas

………

Mengamati

(26)

Hipotesis

………

Judul : perpindahan kalor secara konduksi

Tujuan : menjelaskan perpindahan kalor secara konduksi

Alat dan bahan

1. Tembaga

2. Besi

3. Aluminium

4. Kaki tiga

5. Stopwatch

6. Cutter

7. lilin

8. Pembakar sprituslilin

Menalar

(27)

1. potong lilin dengan cutter

2. letakkan potongan lilin di salah satu ujung logam

3. ditempati lilin dengan pembakar spritus/ nyala lilin, gunakan kaki tiga

sebagai penyangga

4. tunggu beberapa saat, apa yang terjadi pada potongan lilin?

5. Sentuhlah dengan hati-hati ujung logam yang ditempati potonlilin tadi,

apakah yang kalian rasakan?

6. Menunnjukkan peristiwa apa hal tersebut?

Kesimpulan

Berdasarkan eksperimen yang kalian lakukan, tulislah kesimpulan kalian pada

kolom berikut.

………

(28)

Judul : Perpindahan kalor secara konveksi

Tujuan: Membuktikan bahwa kalor dapat berpindah dengan cara konveksi

alat dan bahan

1. Tiga labu erlenmayer yang berukuran sama

2. Tiga jenis zat cair (misalnya air. Minyak goring , dan alcohol)

3. Tiga pipa kapiler yang berukuran sama

4. Sumbat karet

5. Bejana

6. Air panas

7. Pembakar spritus / lilin

1. Isilah gelas kimia dengan air

2. Masukkan serbuk teh ke dalam air

3. Nyalakan pembakar spritus dan letakkan pembakar spritus tepat dibawah

serbuk teh di dalam gelas kimia

4. Amati pergerakkan serbuk teh di dalam air dan gambarlah arah

pergerakkan serbuk teh.

5. Geser pembakar spritus/ lilin pada posisi yang berbeda. Amati

pergerakkan serbuk teh. Gambarkan arah pergerakkan serbuk teh.

(29)

Pertanyaan

1. Apa yang ditunjukkan dari aliran serbuk the tersebut?

………

Kesimpulan

kolom berikut.

………

(30)

Judul : perpindahan kalor secara radiasi

Tujuan : a. membuktikan bahwa kalor dapat berpindah dengan cara radiasi

b. membuktikan bahwa benda berwarna hitam merupakan penyerap

kalor yang baik

Alat dan bahan

1. Termometer

2. Pembakar Spritus / lilin

3. Korek api

4. Kertas berwarna hitam

1. Nyalakan pembakar spritus / lilin.

2. Letakkan termometer pada bagian samping kanan dan kiri serta bagian atas

pembakar spritus. Amati skala yang ditunjukkan masing-masing

termometer dan catat skala yang ditunjukkan sebagai suhu awal.

3. Tunggu selama 10 menit dan catat perubahan suhu yang ditunjukkan oleh

termometer sebagai suhu akhir.

4. Bandingkan suhu awal dan suhu akhir yang ditunjuukkan oleh

masing-masing termometer.

5. Selanjutnya, siapkan lagi dua buah termometer

6. Bungkus termometer dengan kertas berwarna hitam dan termometer yang

lain biarkan terbuka.

(31)

Pertanyaan

………

7. Letakkan kedua termometer pada jarak yang sama dari pembakar spritus

dan masih dalam daerah jangkauan panas pembakar spritus

8. Setelah 5 menit, bukalah ketras pembungkus dan amati skala ditunjukkan

oleh kedua termometer. Catat hasil pengamatan kalian dalam bentuk tabel.

1. Apa pendapat anda tentang hasil percobaan yang diperoleh?

………

…

2. Menunjuk apakah hasil percobaan tersebut?

(32)

Kesimpulan

kolom berikut.

………