A. INFORMASI UMUM 1. Identitas
a. Nama Penulis : Muhrim
Asal instansi : Universitas Tadulako Tahun Penyusunan : 2024
Fase : -
b. Jenjang : SMA
c. Kelas : XI
d. Jumlah peserta didik : 30
e. Alokasi Waktu : 3JP x 45 Menit f. Jumlah Pertemuan : 1 Pertemuan g. Kata Kunci Restitusi : Suhu, Kalor
2. Profil Pelajar Pancasila
Melalui pengembangan sejumlah pengetahuan dan keterampilan, pelajar menjadi pribadi yang memiliki profil pelajar Pancasila sebagai berikut :
• Beriman dan bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa serta berakhlak mulia
• Mandiri
• Gotong royong
• Bernalar kritis
• Kreatif
3. Sarana dan Prasarana
• Media : Animasi, video, virtual lab
• Alat pembelajaran : Laptop, papan tulis, LCD, PPT, peralatan untuk
• percobaan Sumber belajar : Modul Fisika tentang materi suhu dan kalor, buku ajar, referensi internet
4. Karakterisitk peserta didik
• Peserta didik reguler/tipikal
• Peserta didik berpencapaian tinggi
• Peserta didik dengan kesulitan belajar
5. Indikator Berpikir Kritis
Langkah Keterampilan Berpikir
Kritis Indikator
1
Memberikan Penjelasan sederhana (Elementary Clarification)
1. Memfokuskan Pertanyaan 2. Menganalisis Argumen
3. Bertanya dan Menjawab Pertanyaan Klarifikasi
2
Membangun Keterampilan Dasar (Basic Support)
4. Mempertimbangkan apakah sumber dapat dipercaya atau tidak
5. Mengobservasi dan
mempertimbangkan hasil observasi
3
Menyimpulkan (Inference) 6. Membuat deduksi dan
mempertimbangkan hasil deduksi 7. Membuat induksi dan
mempertimbangkan hasil induksi 8. Membuat dan Mempertimbangkan
hasil keputusan 4
Membuat Penjelasan Lanjut (Advanced Clarification)
9. Mendefinisikan Istilah dan mempertimbangkan definisi.
10. Mendefinisikan Asumsi 5 Strategi dan taktik
(Strategies and Tactics)
11. Menentukan tindakan
12. Berinteraksi dengan orang lain Sumber : Ennis (1995)
Indikator yang digunakan adalah bertanya dan menjawab pertanyaan klarifikasi, mempertimbangkan apakah sumber dapat dipercaya atau tidak, dan menentukan tindakan.
6. Model pembelajaran
Problem Based Learning (PBL) berbasis STEM. Pembelajaran dengan mengangkat suatu permasalahan nyata yang diintegrasikan dengan (Science, Technology, Engineering, and Math). Menurut Johnson (2007), sintak model Problem Based Learning adalah:
1. Orientasi siswa kepada masalah
2. Mengorganisasikan siswa untuk belajar
3. Membimbing penyelidikan individual maupun kelompok 4. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya
5. Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah.
7. Metode Pembelajaran
• Ceramah
• Diskusi
• Simulasi / percobaan
• Demonstrasi
B. KOMPETENSI INTI 1. Tujuan Pembelajaran
1. Capaian Pembelajaran
Menerapkan konsep kalor dan perpindahan kalor serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari, melakukan analisis melalui penyelidikan tentang kapasitas kalor dan mempresentasikan hasil analisisnya.
2. Capaian Pembelajaran
• Pemahaman Fisika
Peserta didik mampu menerapkan konsep dan prinsip kalor
• Keterampilan Proses 1. Mengamati
Peserta didik mampu mengamati berbagai proses yang berhubungan dengan kalor dengan cermat
2. Mempertanyakan dan memprediksi Pemahaman Fisika
Peserta didik mampu mempertanyakan dan memprediksi proses dan variabel yang terlibat dari hasil pengamatan
3. Merencanakan dan melakukan penyelidikan
Peserta didik mengidentifikasi variabel terikat dan bebas serta mampu menentukan langkah-langkah kerja dan cara pengumpulan data.
4. Memproses, menganalisis data dan informasi
Peserta didik menyiapkan peralatan yang sesuai, menerapkan proses pengumpulan data, mengolah data sesuai keperluan, menganalisis data dan menyimpulkan hasil percobaan serta memberikan rekomendasi tindak lanjut dari hasil percobaan.
5. Mencipta
Peserta didik mampu menggunakan hasil analisis data untuk menciptakan ide solusi untuk menyelesaikan suatu permasalahan.
6. Mengevaluasi dan refleksi
Peserta didik berani dan santun dalam mengajukan pertanyaan dan berargumentasi, mengembangkan keingintahuan, dan memiliki kepedulian terhadap lingkungan. Peserta didik mengajukan argumentasi ilmiah dan kritis berani mengusulkan perbaikan atas suatu kondisi dan bertanggungjawab terhadap usulannya. Peserta didik bersikap jujur terhadap temuan data/fakta.
7. Mengomunikasikan hasil
Peserta didik menyusun laporan tertulis hasil penelitian serta mengomunikasikan hasil penelitian, prosedur perolehan data, cara mengolah dan cara menganalisis data serta mengomunikasikan kesimpulan yang sesuai untuk menjawab masalah penelitian /penyelidikan secara lisan atau tulisan.
• Elemen Pemahaman Fisika
1. Membandingkan suhu suatu zat dengan berbagai skala termometer
2. Menganalisis besar kapasitas kalor, perubahan kalor pada wujud zat, dan perpindahan kalor pada suatu zat ke dalam zat lain
• Elemen Keterampilan Proses
1. Membuktikan kebenaran Azas Black
2. Mendemonstrasikan prinsip pemuaian pada suatu zat dan perpindahan kalor pada suatu zat
• Alur Tujuan Pembelajaran
1. Menentukan nilai rasio perbandingan dalam berbagai skala 2. Menghitung suhu dalam berbagai skala
3. Menghitung besar kapasitas kalor
4. Menentukan perubahan kalor pada wujud zat
5. Menentukan perpindahan kalor pada zuatu zat ke dalam zat lain 6. Mendemonstrasikan konsep Asas Black dengan peralatan sederhana 7. Memvalidasi hasil dari demonstrasi konsep Asas Black
8. Melakukan percobaan sederhana dari prinsip pemuaian pada suatu zat 9. Melakukan percobaan sederhana dari prinsip perpindahan kalor pada suatu
zat
• Tujuan yang Diukur
Dapat berpikir kritis dalam menyelesaikan permasalahan nyata yang terjadi dengan membuat solusi penyelesaian sesuai konsep fisika.
2. Pengetahuan Prasyarat
• Peserta didik sudah memahami konsep besaran, satuan dan prinsip-prinsip pengukuran
• Peserta didik dapat membaca skala alat ukur dengan benar.
3. Pemahaman Bermakna
• Pengukuran suhu pada berbagai skala thermometer
• Kalor jenis
• Kapasitas kalor
• Kalor laten
• Asas Black
• Pemuaian pada zat padat, cair, dan gas
• Perpindahan kalor 4. Pertanyaan Pemantik
Apa yang kamu rasakan ketika kita minum es? Kemudian apa yang terjadi ketika kita merebus air? Bagaimana dengan airnya? Bisakah kita mengukur suhu air tersebut?
5. Rencana Alokasi Materi Ajar
No Pertemuan Alokasi Materi
1 Pertemuan 1 3 JP Termometer, skala suhu, kalor jenis, dan kapasitas kalor
6. Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan ke-1 (3 JP x 45 menit)
Materi: Termometer, skala suhu, kalor jenis, dan kapasitas kalor
Aktivitas Guru Aktivitas Peserta Didik Alokasi Waktu Pembukaan
15 Menit 1. Mengucapkan
salam, menyapa peserta didik, dan berdoa
2. Menyajikan
fenomena faktual serta animasi dan pertanyaan pemantik
1. Menjawab salam dan berdoa secara klasikal
2. Mengamati fenomena dalam video yang disajikan 3. Mengajukan,
Menyebutkan tujuan pembelajaran
menjawab pertanyaan, memprediksi fenomena fisika apa dalam video 4. Menyimak tujuan
pembelajaran Kegiatan inti
110 Menit 1. Menjelaskan
materi mengenai termometer, skala suhu, kalor jenis, dan kapasitas kalor 2. Membagikan LKPD
1 secara individu 3. Meminta peserta
didik menyampaikan hasil pengerjaan LKPD 1
4. Membahas hasil pengerjaan LKPD 1
1. Menyimak materi yang disampaikan 2. Mengerjakan LKPD
1 secara individu 3. Menyampaikan hasil
pengerjaan LKPD 1 Menyimak
pembahasan
Penutup
10 Menit 1. Membimbing peserta
didik menyimpulkan hasil pembelajaran hari ini
2. Menutup
pertemuan dengan berdoa dan
mengucap salam
1. Menyimpulkan hasil pembelajaran 2. Berdoa dan
menjawab salam
7. Perangkat Asesmen a. Asesmen Sumatif
Soal Tes tulis Jawaban
1. Mona mengeluarkan es krim dari freezer dengan suhu -5, kemudian ia menyimpannya di atas meja yang berada di ruangan dengan suhu 30.
Beberapa menit kemudian es krim tersebut mengalami perubahan wujud dan volume, seperti gambar berikut.
Saat padatan dipanaskan, partikel mendapatkan energi dan mulai bergetar semakin cepat. Awalnya struktur tersebut secara bertahap melemah yang berdampak pada perluasan padatan.
Pemanasan lebih lanjut memberikan lebih banyak energi hingga partikel mulai terlepas dari struktur. Meskipun partikel-partikel tersebut masih terhubung secara longgar, mereka dapat bergerak. Pada titik ini padatan mencair membentuk cairan. Buatlah
sebuah pertanyaan berdasarkan gambar di atas! Jelaskan jawaban dari pertanyaan yang kamu buat tersebut!
Kata kunci:
Mencair karena partikel bergetar semakin cepat.
Kriteria:
Pertanyaan: mengapa es krim berubah wujud menjadi cair?
Penjelasan: Es krim yang
dipindahkan dari freezer ke ruangan akan mengalami perubahan wujud yaitu mencair. Sebagian es krim yang berada di ruangan akan mencair sehingga volume es krim berkurang.
2. Suatu hari Yuda hendak melakukan praktikum fisika di laboratorium. Yuda melihat suatu gelas beaker yang berisi
Kata kunci: Penguapan
Kriteria: Pertanyaan: Mengapa
cairan spirtus disimpan di ruang terbuka, dengan suhu 30 dan volume sebanyak 44 ml. Beberapa menit kemudian spirtus pada gelas beaker tersebut habis, seperti gambar di bawah ini.
Buatlah sebuah pertanyaan berdasarkan gambar di atas! Jelaskan jawaban dari pertanyaan yang kamubuat!
volume cairan spirtus habis setelah beberapa menit didiamkan?
Penjelasan: cairan spirtus yang di simpan dalam ruang terbuka pada suhu 30 akan mengalami
penguapan. Seluruh cairan spirtus yang berada dalam gelas beaker akan berubah menjadi uap, sehingga volume spirtus menjadi habis.
3. Menurut informasi dari BMKG bahwa 100 gram es dengan suhu awal - 10°C dipanaskan hingga menguap seperti digambarkan pada grafik proses A-E. Kalor yang
dibutuhkan pada proses melebur sama dengan kalor yang dibutuhkan pada proses menguap. Perhatikan grafik di bawah ini! Bagaimana kredibilitas informasi tersebut menurutmu?
Sertakan paparannya! (kalor jenis air 4200J/kg°C, kalor lebur es 336000 J/kg, dan kalor uap air 2,26 x 106 J/kg)
Kata kunci : Kalor yang dibutuhkan dalam proses melebur dan menguap tidak sama
Kriteria:
Proses melebur = proses B-C 𝑄 = 𝑚 𝐿
𝑄 = 0,1 kg × 336000 J/kg 𝑄 = 33600 J
Proses menguap = proses D-E 𝑄 = 𝑚 𝑈
𝑄 = 0,1 kg × 2,26 × 106 J/kg 𝑄 = 2,26 × 105 𝐽
4. Suatu hari Reza sedang berada di Lembang dengan suhu sekitar 19°C, agar terasa lebih hangat akhirnya Reza meminum teh manis dengan suhu 50°C menggunakan gelas dengan bahan kaca. Jika gelas tersebut dipegang cukup lama maka tangan Reza akan terasa lebih hangat. Hal tersebut karena kalor berpindah melalui tabrakan antar partikel antara gelas dengan tangan.
Pada tumbukan ini tidak terjadi perpindahan energi antarpartikel sekaligus tidak terjadi perpindahan kalor.
Menurutmu, apakah wacana di atas benar? Jelaskan alasannya!
Kata kunci: Tidak benar
Kriteria: Karena kalor berpindah melalui tabrakan antarpartikel antara gelas dengan tangan. Pada tumbukan ini terjadi perpindahan energi antarpartikel sekaligus terjadi perpindahan kalor.
5. Nanda mengukur suhu air pada dua wadah yang berbeda. Wadah pertama berisi air es dan wadah kedua berisi air mendidih. Nanda menggunakan termometer A dan termometer B untuk mengukur suhu setiap wadah. Saat Nanda meletakkan kedua termometer pada wadah berisi air es, termometer A dan B sama-sama menunjukkan angka 0. Namun pada saat kedua termometer
Kata kunci:
Termometer A merupakan termometer Celcius dan termometer B merupakan termometer Reamur.
Kriteria:
Kesimpulan Tia salah. Termometer A memiliki titik beku 0 dan titik didih 100, maka termometer A merupakan termometer Celcius.
diletakkan pada wadah berisi air mendidih, termometer A menunjukkan angka 100 sedangkan termometer B menunjukkan angka 80. Nanda akhirnya menyimpulkan bahwa jika termometer A menunjukkan angka 60 maka termometer B akan menunjukkan angka 40. Menurutmu, benarkah kesimpulan Nanda tersebut? Berikan alasannya!
Sementara itu,termometer B memiliki titik beku 0 dan titik didih 80 merupakan termometer Reamur.
Dengan demikianjika termometer A menunjukkan angka 60 maka:
60°𝐶 𝑅 100 = 80
60 × 80 𝑅 = 100 𝑅 = 48°𝑅
Jadi jika termometer A menunjukkan angka 60 maka termometer B akan menunjukkan angka 48.
6. Ray sedang tidak enak badan, saran dokter setiap mandi harus menggunakan air hangat. Pada suatu hari persediaan air panas sudah habis dan yang tersedia hanyalah air dingin dengan suhu 10°C. Kemudian Ray memasak air hingga mendidih. Jika yang diinginkan adalah air hangat maka tindakan yang harus dilakukan adalah… (Jelaskan berdasarkan konsep fisika!)
Kata kunci: Mencampurkan air dingin dengan air mendidih.
Berdasarkan konsep Azas Black yaitu besarnya kalor lepas sama dengan besarnya kalor terima.
Kritera:
𝑄1 = 𝑄2
𝑄1 = 𝑚1 𝑐 ∆𝑇1
𝑄1 = 𝑚1 𝑐 (𝑇1 − 𝑇)
𝑄1 = 𝑚1 𝑐 (100°𝐶 − 40°𝐶) 𝑄1 = 60°𝐶 𝑐 𝑚1
Dan,
𝑄2 = 𝑚2 𝑐 ∆𝑇2
𝑄2 = 𝑚2 𝑐 (𝑇2 − 𝑇)
𝑄2 = 𝑚2 𝑐 (40°𝐶 − 10°𝐶) 𝑄2 = 30°𝐶 𝑐 𝑚2
Sehingga 𝑄1 = 𝑄2
60°𝐶 𝑐 𝑚1 = 30°𝐶 𝑐 𝑚2
2𝑚1 = 𝑚2
Didapatkan:
𝑚1 + 2𝑚1 = 3 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 3𝑚1 = 3 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟
3𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 𝑚1 =
3
𝑚1 = 1 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 (air dingin)
Dan,
𝑚2 = 2 × 1 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟
𝑚2 = 2 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 (air mendidih)
Pedoman Penskoran
No Penskoran
1 4 = Menuliskan kata kunci, kriteria lengkap, pertanyaan sesuai dengan wacana
3 = Menuliskan kata kunci, kriteria kurang lengkap; atau menuliskan kriteria lengkap, pertanyaan kurang sesuai dengan wacana
2 = Menuliskan kata kunci, kriteria tidak ada; atau menuliskan kriteria kurang lengkap, pertanyaan kurang sesuai dengan wacana
1 = Menuliskan jawaban tanpa kata kunci atau kriteria, pertanyaan tidak sesuai dengan wacana
0 = Tidak menuliskan jawaban
2. 4 = Menuliskan kata kunci, kriteria lengkap, pertanyaan sesuai dengan wacana
3 = Menuliskan kata kunci, kriteria kurang lengkap; atau menuliskan kriteria lengkap, pertanyaan kurang sesuai dengan wacana
2 = Menuliskan kata kunci, kriteria tidak ada; atau menuliskan kriteria kurang lengkap, pertanyaan kurang sesuai dengan wacana
1 = Menuliskan jawaban tanpa kata kunci atau kriteria, pertanyaan tidak sesuai dengan wacana
0 = Tidak menuliskan jawaban
3. 6 = Menuliskan kata kunci, perhitungan lengkap, kriteria lengkap 5 = Menuliskan kata kunci, perhitungan kurang lengkap, kriteria lengkap; atau menuliskan kata kunci, perhitungan lengkap kriteria kurang lengkap
4 = Menuliskan kata kunci, perhitungan kurang lengkap, kriteria kurang lengkap
3 = Menuliskan kata kunci, perhitungan lengkap, kriteria tidak ada 2 = Menuliskan kata kunci, perhitungan kurang lengkap, kriteria tidak ada
1 = Menuliskan jawaban tanpa kata kunci, perhitungan, atau kriteria 0 = Tidak menuliskan jawaban
4. 4 = Menuliskan kata kunci, kriteria lengkap
3 = Menuliskan kata kunci, kriteria kurang lengkap; atau menuliskan kriteria lengkap
2 = Menuliskan kata kunci, kriteria tidak ada; atau menuliskan kriteria kurang lengkap
1 = Menuliskan jawaban tanpa kata kunci atau kriteria 0 = Tidak menuliskan jawaban
5. 4 = Menuliskan kata kunci, kriteria lengkap
3 = Menuliskan kata kunci, kriteria kurang lengkap; atau menuliskan kriteria lengkap
2 = Menuliskan kata kunci, kriteria tidak ada; atau menuliskan kriteria kurang lengkap
1 = Menuliskan jawaban tanpa kata kunci atau kriteria 0 = Tidak menuliskan jawaban
6. 6 = Menuliskan kata kunci, perhitungan lengkap, kriteria lengkap
5 = Menuliskan kata kunci, perhitungan kurang lengkap, kriteria lengkap; atau menuliskan kata kunci, perhitungan lengkap kriteria kurang lengkap
4 = Menuliskan kata kunci, perhitungan kurang lengkap, kriteria kurang lengkap
3 = Menuliskan kata kunci, perhitungan lengkap, kriteria tidak ada 2 = Menuliskan kata kunci, perhitungan kurang lengkap, kriteria tidak ada
1 = Menuliskan jawaban tanpa kata kunci, perhitungan, atau kriteria 0 = Tidak menuliskan jawaban
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 =
𝑆𝑘𝑜𝑟 𝐵𝐸𝑛𝑎𝑟28
× 100%
b.
Asesmen Keterampilan Proses
• Tabel Asesmen Keterampilan
No Nama Keterampilan
Jumlah Keterangan
1 2 3 4 5
• Indikator Keterampilan
Profil Indikator
1. Mengamati Menggunakan satu atau lebih indera untuk mengumpulkan informasi tentang objek/peristiwa Menunjukkan pengamatan perbedaan dan persamaan antara objek
Mencocokan objek pengamatan dengan deskripsi/penjelasan yang telah diberikan
Mengidentifikasi karakteristik objek (bentuk, warna, ukuran, dan tekstur)
2. Bertanya Mengajukan pertanyaan
Meminta penjelasan
Mengajukan pertanyaan mengaitkan dengan latar belakang
3. Memprediksi Menggunakan fakta-fakta untuk merumuskan urutan proses berikutnya
Menggunakan pola/ hubungan untuk memperhitungkan
kasus dimana tidak ada informasi terkumpul
Meramal peristiswa/ kejadian berdasarkan observasi/
pengalaman sebelumnya/ pola tertentu dari data yang terpercaya
4. Eksperimen Mengidentifikasi apa yang diukur/ dibandingkan dalam
investigasi yang diberikan
Memilih desain yang sesuai investigasi untuk menguji hipotesis
Mengenali batasan metode dan alat yang digunakan dalam eksperimen, misalnya error eksperimen
Menggunakan prosedur yang aman selama melakukan investigasi
Menggunakan peralatan yang sesuai
5. Mengkomunikasikan Memutuskan langkah terbaik dari informasi yang menampilkan jenis tertentu
Mengubah informasi dalam bentuk lain, seperti grafik, tabel, dan diagram
Membaca informasi yang diberikan dalam bentuk grafik,
tabel, dll
Menyampaikan dengan sistematika yang jelas
• Kriteria Penskoran
Kategori Skor
Lima indikator terpenuhi 5 Empat indikator terpenuhi 4 Tiga indikator terpenuhi 3 Dua indikator terpenuhi 2 Satu indikator terpenuhi 1
c.
Asesmen Sikap
• Tabel Asesmen Sikap
No Nama Keterampilan
Jumlah Keterangan
1 2 3 4 5
• Indikator Sikap
No.
Sikap Profil Indikator
1. Bernalar kritis Mengajukan pertanyaan
Mengidentifikasi dengan panca indera Mengolah informasi dan gagasan Merefleksi pemikirannya sendiri 2. Mandiri Memiliki inisiatif
Kepercayaan diri Disiplin
Bertanggung jawab 3. Bergotong royong Bekerja sama
Berkomunikasi positif Tanggap terhadap keadaan Mau berbagi hal-hal positif 4. Kreatif Memperkaya gagasan yang ada
Luwes dalam berpikir Memunculkan kebaruan 5. Akhlak mulia Menjaga lingkungan
Menjaga integritas Merawat diri
Menghargai orang lain
• Kriteria Penskoran
Kategori Skor
Lima indikator terpenuhi 5 Empat indikator terpenuhi 4 Tiga indikator terpenuhi 3 Dua indikator terpenuhi 2 Satu indikator terpenuhi 1
d. Penilaian Karya
Kriteria Penilaian Karya
1) Ketepatan waktu pengumpulan
• Tepat waktu (skor 30)
• Dikumpulkan melebihi batas waktu (skor 20) 2) Kesesuaian isi konten dengan materi
• Konten berisi materi yang berkaitan (skor 40)
• Konten berisi materi yang agak berkaitan (skor 30)
• Konten berisi materi yang tidak berkaita (skor 20) 3) Kebenaran materi yang dimasukkan/dijelaskan dalam karya
• Materi benar (skor 30)
• Terdapat kesalahan minor dalam materi (skor 25)
• Terdapat kesalahan mayor dalam materi (skor 20)
8. Refleksi Guru
1. Apakah pelaksanaan kegiatan sudah sesuai perencanaan?
2. Apa yang dirasakan baik dari pembelajaran hari ini?
3. Kesulitan apa saja yang dihadapi?
4. Apa tahapan kegiatan pembelajaran yang perlu mendapat perhatian khusus?
5. Apakah saya mampu mengidentifikasi peserta didik yang perlu mendapat perhatian khusus?
6. Apa yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kegiatan pembelajaran berikutnya?
9. Refleksi Peserta Didik
a. Apakah saya memahami materi pembelajaran hari ini?
b. Hal apa yang telah saya pelajari dari pembelajaran hari ini?
c. Apakah petunjuk pembelajaran jelas untuk diikuti?
d. Bagian mana dari pembelajaran ini yang paling saya sukai?
e. Apakah saya merasa telah mengikuti kegiatan pembelajaran dengan baik?
f. Apakah saya mengalami kesulitan untuk mengikuti pembelajaran?
g. Apa yang dapat saya lakukan untuk memperbaiki cara belajar saya ?
MATERI
KONSEP PENTING
● Pengukuran suhu pada berbagai skala termometer
● Kalor jenis
● Kapasitas kalor
● Kalor laten
● Asas Black
● Pemuaian pada zat padat, cair, dan gas
● Perpindahan kalor PETA KONSEP
SUHU Pendahuluan
Mengukur panas dan dingin suatu benda dengan tangan dan perasaan (indra) tidak dapat mengukur suhu secara tepat, mengapa hal tersebut dapat terjadi?
Sedangkan, dengan menggunakan termometer, pengukuran akan lebih akurat berapa suhu suatu benda tersebut. Mengapa demikian?
Suhu merupakan derajat panas atau dingin yang dirasakan indra. Suhu menyatakan derajat panas dinginnya suatu benda. Alat yang biasa digunakan untuk pengukur suhu dinamakan termometer.
a. Termometer
Termometer merupakan alat yang sederhana dengan fungsi yang besar. Ada bermacam macam termometer mulai dari yang analog sampai yang digital, mulai dari yang menggunakan air raksa sampai yang menggunakan inframerah. (Kusrini, 2020)
b. Skala Suhu
Terdapat 4 skala suhu yang digunakan pada termometer di antaranya Celcius ( C), Reamur (R), Fahrenheit (F) dan Kelvin (K)
Konversi antara 4 skala tersebut ditunjukkan oleh tabel berikut :
Skala Celcius dan Fahrenheit banyak kita temukan di kehidupan sehari hari, sedangkan skala suhu yang ditetapkan sebagai Satuan Internasional adalah Kelvin.
Berikut gambaran mengonversi suhu pada 2 termometer yang berbeda secara umum dituliskan:
KALOR a. Pengaruh Kalor pada zat
Pendahuluan
Ketika es krim dibiarkan di tempat terbuka dapat dengan cepat mencair.
Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Ketika segelas teh dengan suhu normal diisi dengan bongkahan es, permukaan luas gelas menjadi basah? Mengapa demikian? Mengapa secangkir kopi suhunya lebih tinggi daripada lingkungan sekitarnya?
Ketika air dipanaskan ada proses transfer energi dari satu zat ke zat lainnya yang disertai dengan perubahan suhu atau yang di sebut dengan kalor.
Kalor yang diterima air ini digunakan untuk menaikkan suhunya sampai mencapai titik didih bahkan untuk mengubah wujud dari cair menjadi gas.
1) Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor
Kalor jenis suatu benda didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg suatu zat sebesar 1 K. Kalor jenis ini menunjukkan kemampuan suatu benda untuk menyerap kalor. Semakin besar kalor jenis suatu benda, semakin besar pula kemampuan benda tersebut dalam menyerap kalor. Secara matematis:
𝑄 atau
𝑐 = 𝑚. 𝛥. 𝑇
dengan:
𝑄 = 𝑚. 𝑐. 𝛥𝑇 𝑐 = kalor jenis suatu zat (J kg-10C-1) 𝑚 = massa zat (kg)
𝛥𝑇 = perubahan suhu (0K)
𝑄 = banyak kalor yang diterima atau dilepas (J)
Kapasitas kalor suatu benda adalah jumlah kalor yang diperlukan atau dilepaskan jika suhu benda tersebut dinaikkan atau diturunkan 1 K atau 10C.
Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
Dengan:
𝐶 = kapasitas kalor (JK-1) 2) Perubahan Wujud Zat
𝐶 = 𝑄
𝛥𝑇 atau 𝐶 = 𝑚. 𝑐
Kalor yang diterima atau dilepaskan suatu zat dapat mengakibatkan pada perubahan wujud suatu zat. Penerimaan kalor akan meningkatkan suhu dan dapat mengubah wujud zat dari padat menjadi cair atau cair menjadi gas. Sedangkan, pelepasan kalor dapat menurunkan suhu atau mengubah wujud dari cair menjadi padat atau gas menjadi cair. Ketika sedang berubah wujud, walaupun terdapat pelepasan atau penyerapan kalor tetapi tidak digunakan untuk menaikkan atau menurunkan suhu. Kalor ini disebut kalor laten atau L. Kalor laten adalah kalor yang dibutuhkan benda untuk mengubah wujudnya per satuan massa. Secara matematis:
𝑄 Dengan:
𝐿 = kalor laten (J kg-1)
𝐿 = 𝑚
𝑄 = kalor yang dibutuhkan saat perubahan wujud (J) 𝑚 = massa zat (kg)
3) Asas Black
Asas Black adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Bunyi Asas Black adalah sebagai berikut:
“Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah”.
Energi selalu kekal sehingga benda yang memiliki temperatur lebih tinggi akan melepaskan energi sebesar QL dan benda yang memiliki temperatur lebih rendah akan menerima energi sebesar QT dengan besar yang sama (Yuswati, 2021).
Secara matematis, pernyataan tersebut dapat ditulis sebagai berikut.
𝑄 𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠 = 𝑄 𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 Keterangan:
QLepas = jumlah kalor yang dilepaskan oleh zat (Joule) QTerima = jumlah kalor yang diterima oleh zat (Joule)
Besarnya kalor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 𝑄 = 𝑚𝑐∆𝑇
Ketika menggunakan persamaan ini, perlu diingat bahwa temperatur naik berarti zat menerima kalor, dan temperatur turun berarti zat melepaskan kalor, maka:
𝑄𝐿𝑒𝑝𝑎𝑠 = 𝑄𝑇𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 𝑚1𝑐1∆𝑇1 = 𝑚2𝑐2∆𝑇2
𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 ∆𝑇1 = 𝑇 – 𝑇𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 𝑑𝑎𝑛 ∆𝑇2 = 𝑇𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 – 𝑇 𝑠𝑒ℎ𝑖𝑛𝑔𝑔𝑎 𝑚1𝑐1(𝑇1 – 𝑇𝑐) = 𝑚2𝑐2( 𝑇𝑐– 𝑇1)
Keterangan:
𝑚1 = massa benda 1 yang suhunya tinggi (kg) 𝑚2 = massa benda 2 yang suhunya rendah (kg) 𝑐1 = kalor jenis benda 1 (J/kg0C)
𝑐2 = kalor jenis benda 2 (J/kg0C)
𝑇1 = suhu mula-mula benda 1 (0C atau K) 𝑇2 = suhu mula-mula benda 2 (0C atau K) 𝑇𝑐 = suhu akhir atau suhu campuran (0C atau K) b. Pemuaian zat
Pendahuluan
Pernahkah rumah kalian mati lampu dikarenakan terjadi pembebanan listrik karena memasang alat-alat rumah tangga yang terlalu banyak? Atau terjadi konsleting pada kabel di atas rumah yang menyebabkan mati lampu agar tidak terjadi kebakaran di rumah? Tahukah kalian mengapa bisa terjadi mati listrik atau putus arus listrik di rumah?
Pemuaian zat umumnya terjadi ke segala arah, ke arah panjang, ke arah lebar dan ke arah tebal. Namun, pada pembahasan tertentu mungkin kita hanya memandang pemuaian ke satu arah tertentu, misalnya ke arah panjang, sehingga kita hanya hanya membahas pemuaian panjang (Astuti, 2022).
a. Pemuaian Zat Cair
Pada umumnya setiap zat memuai jika dipanaskan, kecuali air jika dipanaskan dari 00C sampai 40C akan menyusut. Sifat keanehan air seperti itu disebut anomali air. Grafik anomali air seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.
Keterangan:
Pada suhu 40C diperoleh:
a) volume air terkecil b) massa jenis air terbesar
Karena pada zat cair hanya mengalami pemuaian volume, maka pada pemuaian zat cair hanya diperoleh persamaan berikut.
𝑉𝑡 = 𝑉0(1 + 𝛾∆𝑇)
∆𝑉 = 𝛾𝑉0∆𝑇
Tabel Koefisien Muai Ruang Zat Cair untuk Beberapa Jenis Zat dalam Satuan K
b. Pemuaian Zat Padat 1) Muai Panjang
Pemuaian panjang disebut juga dengan pemuaian linier.
Pemuaian panjang zat padat berlaku jika zat padat itu hanya dipandang sebagai satu dimensi (berbentuk garis). Untuk pemuaian panjang digunakan konsep koefisien muai panjang atau koefisien muai linier yang dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang zat dengan panjang mula-mula zat, untuk tiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu. Jika koefisien muai panjang dilambangkan dengan 𝛼 dan pertambahan panjang 𝛥𝐿, panjang mula-mula 𝐿0 dan perubahan suhu 𝛥𝑇 maka koefisien muai panjang dapat dinyatakan dengan persamaan:
𝛼 = ∆𝐿 𝐿. ∆𝑇
Sehingga satuan dari α adalah 1/K atau K-1. Dari persamaan di atas, diperoleh pula persamaan berikut.
𝛥𝐿 = 𝛼 𝐿 𝛥𝑇 Di mana
Keterangan:
∆𝐿 = 𝐿𝑡 – 𝐿0
𝐿𝑡 – 𝐿0 = 𝛼𝐿0∆𝑇 𝐿𝑡 = 𝐿0 + 𝛼𝐿0∆𝑇 𝐿𝑡 = 𝐿𝐿0 (1 + 𝛼∆𝑇) 𝐿𝑡 = panjang benda saat dipanaskan (m) 𝐿0 = panjang benda mula-mula (m) 𝛼 = koefisien muai linear/panjang (/0C)
∆𝑇 = perubahan suhu (0C)
Tabel Koefisien Muai Panjang dari Beberapa Jenis Zat Padat
2) Muai Luas
Jika zat padat tersebut mempunyai 2 dimensi (panjang dan lebar), kemudian dipanasi tentu baik panjang maupun lebarnya mengalami pemuaian atau dengan kata lain luas zat padat tersebut mengalami pemuaian. Koefisien muai pada pemuaian luas ini disebut dengan koefisien muai luas yang diberi lambang β Analog dengan pemuaian panjang, maka jika luas mula-mula A0, pertambahan luas ΔA dan perubahan suhu ΔT, maka koefisien muai luas dapat dinyatakan dengan persamaan:
𝛽 = ∆𝐴 𝐴. ∆𝑇
Dari persamaan di atas, diperoleh pula persamaan berikut 𝛥𝐴 = 𝛽 𝐴 𝛥𝑇
Di mana ∆𝐴 = 𝐴𝑡 – 𝐴0, sehingga persamaan menjadi:
𝐴𝑡 − 𝐴0 = β𝐴0∆T
𝐴𝑡 = 𝐴0 + βA0∆T 𝐴𝑡 = 𝐴0(1 + β∆T)
Nilai β = 2α sehingga persamaan di atas dapat juga ditulis sebagai berikut.
𝐴𝑡 = 𝐴0(1 + 2α∆T) Keterangan:
𝐴𝑡 = luas benda saat dipanaskan (m2) 𝐴0 = luas benda mula-mula (m2) 𝛽 = 2𝛼 = koefisien muai luas (/0C)
∆𝑇 = perubahan suhu (0C) 3) Muai Volume
Zat padat yang mempunyai bentuk ruang, jika dipanaskan mengalami pemuaian volum. Koefisien pemuaian pada pemuaian volum ini disebut dengan koefisien muai volum atau koefisien muai ruang yang diberi lambang γ. Jika volum mula-mula V0, pertambahan volum ΔV dan perubahan suhu ΔT, maka koefisien muai volum dapat dinyatakan dengan persamaan:
ϒ = ∆𝑉 𝑉∆𝑇
Dari persamaan di atas, diperoleh pula persamaan berikut.
𝛥𝑉 = ϒ𝑉0𝛥𝑇 Di mana ∆𝑉 = 𝑉𝑡 − 𝑉0 sehingga menjadi:
𝑉𝑡 − 𝑉0 = γV0∆T 𝑉𝑡 = 𝑉0 + γV0∆T 𝑉𝑡 = 𝑉0(1 + γ∆T)
nilai γ = 3α sehingga persamaan di atas dapat juga ditulis sebagai berikut.
𝑉𝑡 = 𝑉0(1 + 3α∆T) Keterangan:
𝑉𝑡 = luas benda saat dipanaskan (m3) 𝑉0 = luas benda mula-mula (m3) 𝛾 = 3𝛼 = koefisien muai volume (/0C)
∆𝑇 = perubahan suhu (0C) c. Pemuaian Zat Gas
Jika gas dipanaskan, maka dapat mengalami pemuaian volume dan dapat juga terjadi pemuaian tekanan. Dengan demikian pada pemuaian gas terdapat beberapa persamaan, sesuai dengan proses pemanasannya.
1) Pemuaian Volume pada Tekanan Tetap (Isobarik)
Jika gas dipanaskan pada tekanan tetap maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas itu.. Secara matematik dapat dinyatakan:
𝑉 ~ 𝑇
Atau secara lengkap dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut
𝑉 = 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝 atau 𝑉1 = 𝑉2
𝑇 𝑇1 𝑇2
2) Pemuaian Tekanan Gas pada Volume Tetap (Isokhorik)
Jika pemanasan terus dilakukan pada gas dalam ruang tertutup, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlak gas tersebut. Secara matematik dapat dinyatakan sebagai berikut.
𝑃 ~ 𝑇
Atau secara lengkap dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut.
𝑃 = 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝 atau 𝑃1 = 𝑃2
𝑇 𝑇1 𝑇2
3) Pemuaian Volume Gas pada Suhu Tetap (Isotermis)
Jika gas dipanaskan dengan suhu tetap, tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas.
diperoleh:
𝑃 = 1 𝑉
𝑃. 𝑉 = 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝 atau 𝑃1𝑉1 = 𝑃2𝑉2
Jika pada proses pemuaian gas terjadi tekanan berubah, volum berubah dan suhu berubah maka dapat diselesaikan dengan persamaan hukum Boyle - Gay Lussac
𝑃.𝑉 = 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝 atau 𝑃1𝑉1 = 𝑃2𝑉2
𝑇
c. Perpindahan Kalor Pendahuluan
𝑇1 𝑇2
Ketika terdapat dua gelas yang berisi teh panas dan es coklat lalu memegang kedua gelas tersebut apa yang kalian rasakan? Apakah gelas yang berisi teh panas dan gelas berisi es coklat terasa berbeda? Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Kemudian, ketika dibiarkan di atas sebuah meja pada waktu yang cukup lama apa yang akan terjadi? Bagaimana rasanya ketika kedua gelas tersebut dipegang?
Perpindahan kalor (panas) dapat dibagi menjadi tiga jenis berdasarkan medium perantaranya. Tiga jenis perpindahan kalor tersebut adalah konduksi, konveksi, dan radiasi. Gambar di atas dapat menjelaskan 3 jenis perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi secara sekaligus. Rambatan kalor api dari kompor ke panci adalah proses radiasi, kemudian air yang panas di bagian bawah panci akan bergerak ke atas bertukar posisi dengan air dingin i bagian atas menghasilkan transfer kalor melalui konveksi, dan panas yang terdapat di pemegang panci yang terbuat dari logam dapat dihantarkan ke tangan melalui proses konduksi.
1. Konduksi
Gambar di atas menunjukkan sebuah batang logam yang salah satu ujungny dipanaskan di atas api sementara ujung yang satu lagi dipegang tangan. Panas yang terjadi di ujung logam yang dipanaskan di atas api dirasakan juga oleh tangan yang memegang ujung logam yang lainnya. Ini membuktikan adanya aliran kalor (panas) pada logam. Peristiwa perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai dengan perpindahan partikel partikelnya disebut konduksi. Jumlah kalor yang dipindahkan per satuan waktu, secara matematis dituliskan:
Dengan:
𝑄
∆𝑇 = 𝐻 = 𝑘𝐴 ∆𝑇 𝐿
𝐻 = jumlah kalor yang merambat tiap satuan waktu
= laju aliran kalor (J s-1)
𝑘 = koefisien konduksi termal (J m-1s-1 K-1 ) 𝐴 = luas penampang batang (m2)
𝐿 = panjang batang (m)
𝛥𝑇 = perbedaan suhu antara kedua ujung batang (K) 2. Konveksi
Saat kalian merebus air maka akan terjadi aliran (perpindahan ) kalor dari air yang panas di bagian bawah dengan air yang dingin di bagian atas wadah. Peristiwa perpindahan kalor yang disertai perpindahan massa atau perpindahan partikel-partikel zat perantaranya disebut dengan aliran kalor secara konveksi. Laju kalor secara konveksi , secara matematis dapat dirumuskan:
Dengan
𝐻 = ℎ𝐴𝛥𝑇 𝐻 = laju perpindahan kalor (J s-1)
ℎ = koefisien konveksi termal (J m-1s-1 K-1) 𝐴 = luas permukaan (m2)
𝛥𝑇 = perbedaan suhu (K) 3. Radiasi
Saat kalian berkumpul di sekitar api unggun, akan dirasakan panas dari api yang menyala. Peristiwa perpindahan kalor tanpa zat perantara disebut dengan radiasi. Besar laju aliran kalor secara matematis dirumuskan :
Dengan
∆𝑄
∆𝑡 = 𝑒𝜎𝐴𝑇4 𝑄 = Kalor yang dipancarkan (J)
𝑇 = Suhu mutlak (K) 𝑒 = Emisivitas bahan 𝜎 = Tetapan Boltzman
= 5,67 . 10-8 W m-1 K-4
𝐴 = luas penampang benda (m2) INSTRUMEN SOAL
SOAL DIAGNOSTIK
1. Ketika gigi berlubang kemudian ditambal maka ahan untuk menambal gigi harus benar- benar dipilih dengan baik karena akan bersentuhan langsung dengan makanan yang panas dan dingin. Tindakan yang tepat dalam memilih bahan penambal gigi yang baik adalah ....
A. Memilih bahan penambal gigi yang memiliki koefisien muai panjang sama dengan gigi sehingga dapat mengikuti bentuk gigi
B. Memilih bahan penambal gigi yang memiliki warna sama dengan gigi sehingga tidak terlihat penambalan pada gigi
C. Memilih bahan penambal gigi yang fleksibel sehingga dapat mengikuti bentuk gigi dan
tidak merusak gigi
D. Memilih bahan penambal gigi yang sangat keras sehingga dapat digunakan untuk mengunyah makanan yang betekstur keras
E. Semua jawaban salah
2. Suatu benda bermassa m dipanaskan hingga mengalami kenaikan suhu ∆T. Kalor yang diberikan pada benda diketahui sebesar Q. Faktor-faktor yang mempengaruhi kalor jenis benda adalah...
A. Massa
B. Kalor yang diberikan C. Kenaikan suhu D. Jenis benda
E. Tidak ada jawaban yang benar
3. Jika 100 gram es pada 0 °C dan 100 gram air pada 0 °C dimasukkan ke dalam freezer yang memiliki suhu di bawah 0 °C. Setelah menunggu hingga suhu es dan air sama dengan suhu freezer, manakah yang akan kehilangan jumlah kalor terbanyak?
A. 100 gram es B. 100 gram air
C. Keduanya kehilangan jumlah kalor yang sama D. Keduanya kehilangan jumlah volume yang sama E. Tidak ada jawaban
4. Besar suhu 30° R sama dengan … A. 25,5° A
B. 20,5° A C. 35,5° A D. 42,5° A E. 37,5° A
5. Jarak matahari ke bumi sangat jauh tetapi panasnya sinar matahari dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi. Perpindahan kalor tersebut disebut….
A. Konveksi B. Konduksi C. Radiasi D. Korelasi E. Kohesi
INSTRUMEN SOAL SUMATIF Materi Pokok : Suhu dan Kalor Kelas/Semester : XI/Genap Jenis Tes : Essai
Jumlah Soal 6
Indikator Soal
Aspek Berpikir
Kritis
Indikator Berpikir Kritis
No.
Soal Soal dan Jawaban Disajikan gambar
es krim setelah keluarkan dalam freezer. Siswa dapat
Elementary Clarification (memberikan
Bertanya dan menjawab
pertanyaan tentang suatu penjelasan
1 Mona mengeluarkan es krim dari freezer dengan suhu -5 , kemudian ia menyimpannya di atas meja yang berada di ruangan dengan suhu 30 . Beberapa menit kemudian es krim
memberikan penjelasan
mendasar terkait peristiwa
perubahan suhu dan perubahan wujud benda dari padat menjadi mencair
penjelasan mendasar)
atau tantangan (Mengapa
demikian)
tersebut mengalami perubahan wujud dan volume, seperti gambar berikut.
Saat padatan dipanaskan, partikel mendapatkan energi dan mulai bergetar semakin cepat. Awalnya struktur tersebut secara bertahap melemah yang berdampak pada perluasan padatan. Pemanasan lebih lanjut memberikan lebih banyak energi hingga partikel mulai terlepas dari struktur.
Meskipun partikel-partikel tersebut masih terhubung secara longgar, mereka dapat bergerak. Pada titik ini padatan mencair membentuk cairan.
Buatlah sebuah pertanyaan berdasarkan gambar di atas! Jelaskan jawaban dari pertanyaan yang kamu buat tersebut!
Jawaban:
Kata kunci:
Mencair karena partikel bergetar semakin cepat.
Kriteria:
Pertanyaan: mengapa es krim berubah wujud menjadi cair? Penjelasan: Es krim yang dipindahkan dari freezer ke ruangan akan mengalami perubahan wujud yaitu mencair.
Sebagian es krim yang berada di ruangan akan mencair sehingga volume es krim berkurang.
Disajikan gambar spirtus yang berada dalam sebuah gelas bekker yang didiamkan selama beberapa menit mengalami
perubahan wujud.
Siswa dapat memberikan
penjelasan
mendasar terkait peristiwa
perubahan wujud
(Elementary Clarification) Memberikan penjelasan mendasar
Bertanya dan menjawab
pertanyaan tentang suatu penjelasan atau tantangan (Mengapa
demikian)
2 Suatu hari Yuda hendak melakukan praktikum fisika di laboratorium. Yuda melihat suatu gelas beaker yang berisi cairan spirtus disimpan di ruang terbuka, dengan suhu 30 dan volume sebanyak 44 ml.
Beberapa menit kemudian spirtus pada gelas beaker tersebut habis, seperti gambar di bawah ini.
yang terjadi pada spirtus tersebut.
Buatlah sebuah pertanyaan berdasarkan gambar di atas! Jelaskan jawaban dari pertanyaan yang kamu buat!
Jawaban:
Kata kunci: Penguapan Kriteria:
Pertanyaan: Mengapa volume cairan spirtus habis setelah beberapa menit didiamkan?
Penjelasan: cairan spirtus yang di simpan dalam ruang terbuka pada suhu 30 akan mengalami penguapan. Seluruh cairan spirtus yang berada dalam gelas beaker akan berubah menjadi uap, sehingga volume spirtus menjadi habis.
Disajikan sebuah grafik proses penguapan. Siswa dapat membangun keterampilan dasar dalam mencari apakah kalor yang dibutuhkan dalam proses melebur dan menguap bernilai sama.
Basic Support (Membangun keterampilan dasar)
Mempertimbangkan kredibilitas suatu sumber
(Keterampilan memberikan alasan)
3 Menurut informasi dari BMKG bahwa 100gram es dengan suhu awal -10°C dipanaskan hingga menguap seperti digambarkan pada grafik proses A-E. Kalor yang dibutuhkan pada proses melebur sama dengan kalor yang dibutuhkan pada proses menguap. Perhatikan grafik di bawah ini!
Bagaimana kredibilitas informasi tersebut menurutmu? Sertakan paparannya! (kalor jenis air 4200J/kg°C, kalor lebur es 336000 J/kg, dan kalor uap air 2,26 x 106 J/kg)
Jawaban:
Kata kunci:
Kalor yang dibutuhkan dalam proses melebur dan menguap tidak sama
Kriteria:
Proses melebur = proses B-C 𝑄 = 𝑚 𝐿
𝑄 = 0,1 kg × 336000 J/kg 𝑄 = 33600 J
Proses menguap = proses D-E 𝑄 = 𝑚 𝑈
𝑄 = 0,1 kg × 2,26 × 106 J/kg 𝑄 = 2,26 × 105 𝐽
Terdapat sebuah wacana mengenai
Basic Support
Mempertimbangkan kredibilitas suatu
4 Suatu hari Reza sedang berada di Lembang dengan suhu sekitar 19°C, agar terasa lebih
perpindahan kalor secara konduksi antara sebuah gelas dengan tangan.
Siswa dapat mempertimbangkan kredibilitas suatu sumber dan dapat memberikan alasan dari sebuah wacana
(membangun keterampilan dasar)
sumber (Keterampilan memberikan alasan)
hangat akhirnya Reza meminum teh manis dengan suhu 50°C menggunakan gelas dengan bahan kaca. Jika gelas tersebut dipegang cukup lama maka tangan Reza akan terasa lebih hangat. Hal tersebut karena kalor berpindah melalui tabrakan antarpartikel antara gelas dengan tangan. Pada tumbukan ini tidak terjadi perpindahan energi antarpartikel sekaligus tidak terjadi perpindahan kalor.
Menurutmu, apakah wacana di atas benar?
Jelaskan alasannya!
Jawaban:
Kata kunci:
Tidak benar Kriteria:
Karena kalor berpindah melalui tabrakan antarpartikel antara gelas dengan tangan.
Pada tumbukan ini terjadi perpindahan energi antarpartikel sekaligus terjadi perpindahan kalor.
Disajikan sebuah tabel berisi data kenaikan suhu air dengan termometer yang berbeda.
Siswa dapat mengatur strategi dan taktik untuk menentukan derajat kenaikan suhu konstan
Strategy and Tactics (mengatur strategi dan taktik)
Memutuskan suatu tindakan
(Melakukan review)
5 Nanda mengukur suhu air pada dua wadah yang berbeda. Wadah pertama berisi air es dan wadah kedua berisi air mendidih. Nanda menggunakan termometer A dan termometer B untuk mengukur suhu setiap wadah. Saat Nanda meletakkan kedua termometer pada wadah berisi air es, termometer A dan B sama-sama menunjukkan angka 0. Namun pada saat kedua termometer diletakkan pada wadah berisi air mendidih, termometer A menunjukkan angka 100 sedangkan termometer B menunjukkan angka 80. Nanda akhirnya menyimpulkan bahwa jika termometer A menunjukkan angka 60 maka termometer B akan menunjukkan angka 40.
Menurutmu, benarkah kesimpulan Nanda tersebut? Berikan alasannya!
Jawaban:
Kata kunci:
Termometer A merupakan termometer Celcius dan termometer B merupakan termometer Reamur.
Kriteria:
Kesimpulan Tia salah. Termometer A memiliki titik beku 0 dan titik didih 100, maka termometer A merupakan termometer Celcius. Sementara itu,termometer B memiliki titik beku 0 dan titik didih 80 merupakan termometer Reamur. Dengan demikianjika termometer A menunjukkan angka 60 maka:
60°𝐶 𝑅 100 = 80
60 × 80 𝑅 = 100 𝑅 = 48°𝑅
Jadi jika termometer A menunjukkan angka 60 maka termometer B akan menunjukkan angka 48.
Disajikan sebuah kasus permasalahan oleh seorang anak
yang ingin
membuat air hangat dari dua air dengan suhu yang berbeda.
Siswa dapat mengatur strategi dan taktik dalam membuat solusi yang
memungkinkan terhadap suhu air hangat yang diinginkan.
Strategy and Tactics (mengatur strategi dan taktik)
Memutuskan suatu tindakan
(Mendefinisikan masalah,
Menyeleksi kriteria untuk membuat solusi, serta Merumuskan
alternatif yang memungkinkan)
6 Ray sedang tidak enak badan, saran dokter setiap mandi harus menggunakan air hangat.
Pada suatu hari persediaan air panas sudah habis dan yang tersedia hanyalah air dingin dengan suhu 10°C. Kemudian Ray memasak air hingga mendidih. Jika yang diinginkan adalah air hangat maka tindakan yang harus dilakukan adalah… (Jelaskan berdasarkan konsep fisika!)
Jawaban:
Kata kunci:
Mencampurkan air dingin dengan air mendidih. Berdasarkan konsep Azas Black yaitu besarnya kalor lepas sama dengan besarnya kalor terima.
Kritera:
𝑄1 = 𝑄2
𝑄1 = 𝑚1 𝑐 ∆𝑇1
𝑄1 = 𝑚1 𝑐 (𝑇1 − 𝑇)
𝑄1 = 𝑚1 𝑐 (100°𝐶 − 40°𝐶) 𝑄1 = 60°𝐶 𝑐 𝑚1
Dan,
𝑄2 = 𝑚2 𝑐 ∆𝑇2
𝑄2 = 𝑚2 𝑐 (𝑇2 − 𝑇) 𝑄2 = 𝑚2 𝑐 (40°𝐶 − 10°𝐶) 𝑄2 = 30°𝐶 𝑐 𝑚2
Sehingga 𝑄1 = 𝑄2
60°𝐶 𝑐 𝑚1 = 30°𝐶 𝑐 𝑚2
2𝑚1 = 𝑚2
Didapatkan:
𝑚1 + 2𝑚1 = 3 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 3𝑚1 = 3 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟
3𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 𝑚1 =
𝑚1 = 1 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 (air dingin) 3
Dan,
𝑚2 = 2 × 1 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟
𝑚2 = 2 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 (air mendidih)
DAFTAR PUSTAKA
Aris Prasetyo Nugroho,Indarti, Naila Hilmiyana Syifa. (2016). Buku Peserta Didik Fisika.
Surakarta: Penerbit Mediatama.
Astuti, R. A. (2022). Perangkat pembelajaran fisika bab suhu & kalor. Modul. Bambang Haryadi.
(2009). Fisika: untuk SMA/MA XI. Jakarta: Pusat Perbukuan, Depdiknas.
Dudi Indrajit. (2009). Mudah dan Aktif Belajar Fisika: untuk SMA/MA XI. Jakarta: Pusat Perbukuan, Depdiknas.
Fishbane, Paul M, et.al. (2005). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics.
New Jersey: Pearson Educational Inc.
Halliday, Resnick, dan Walker. (2010) Fisika Dasar, Edisi Ketujuh Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Hewitt, Paul G. 2014. Conceptual Physics 12th Edition. San Fransisco: Addison Wesley.
Kanginan, Marthen. (2016). Fisika untuk SMA/MA. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Kusrini. (2020). Suhu Dan Kalor Fisika Kelas Xi. Modul Pembelajaran SMA Fisika.
https://docplayer.info/201572467-Suhu-dan-kalor-fisika-kelas-xi.html
Lang, Heather. (2009). Head First Physics. California: O’Reilly Media, Inc. Lasmi, Ni Ketut.
2015. Seri Pendalaman Materi (SPM) Fisika. Bandung: Penerbit Esis.
Muslim, dkk. (2006). Konsep Dasar Fisika. Bandung. UPI Press
Serway, R.A & John W. Jewett. (2004). Physics for Scientists and Engineers. Thomson Brooks/Cole.
Tipler, P.A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.
Yuswati, Y. (2021). Kemampuan Berpikir Kritis Siswa Sma Dan Ma Di Kabupaten Serang Pada Mata Pelajaran Fisika Konsep Suhu Dan Kalor Tahun Ajaran 2020/2021. Skripsi, 1–197.
GLOSARIUM
Suhu : derajat panas atau dingin yang dirasakan indera Kalor : proses transfer energi dari suatu zat ke zat lainnya
dengan di ikuti perubahan suhu
Kalor jenis : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg suatu zat sebesar 1 K
Kalor Laten : kalor yang dibutuhkan benda untuk mengubah wujudnya per satuan massa
Koefisien muai panjang : perbandingan antara pertambahan panjang zat dengan panjang mula-mula zat, untuk tiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu
Kapasitas Kalor : Jumlah kalor yang diperlukan atau dilepaskan jika suhu benda tersebut dinaikkan atau diturunkan 1K atau 1oC
Asas Black : pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah
Konduksi : peristiwa perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai dengan perpindahan partikel partikelnya
Konveksi : perambatan kalor yang disertai perpindahan massa atau perpindahan partikel partikel zat perantaranya seperti partikel udara
Radiasi : perpindahan kalor pada suatu zat tanpa melalui zat antara
