PBA SUHU DAN KALOR

i

SUHU DAN KALOR
FISIKA KELAS IX

PENYUSUN
Akhmad Khanafi_210210102019
Silvia Yusiana Andarini_210210102020
Yusinta Dewi Amalia Putri_210210102066

ii

DAFTAR ISI

PENYUSUN ______________________________________________________________________ ii
DAFTAR ISI _____________________________________________________________________ iii
GLOSARIUM_____________________________________________________________________ iv
PETA KONSEP __________________________________________________________________ v
PENDAHULUAN ________________________________________________________________ vi

A. Identitas Modul _________________________________________________________ vi
B. Kompetensi Dasar ______________________________________________________ vi
C. Deskripsi Singkat Materi ______________________________________________ vi
D. Petunjuk Penggunaan Modul _________________________________________ vi
E. Materi Pembelajaran___________________________________________________ vii
KEGIATAN BELAJAR 1 SUHU _________________________________________________ 2
A. Tinjauan Pembelajaran________________________________________________ 2
B. Uraian Materi ___________________________________________________________ 2
C. Rangkuman______________________________________________________________ 8
D. Latihan Soal _____________________________________________________________ 8
E. Penilaian Diri____________________________________________________________ 9
KEGIATAN BELAJAR 2 KALOR _______________________________________________ 10
A. Tinjauan Pembelajaran________________________________________________ 10
B. Uraian Materi ___________________________________________________________ 10
C. Rangkuman______________________________________________________________ 13
D. Latihan Soal _____________________________________________________________ 14
E. Penilaian Diri____________________________________________________________ 16
EVALUASI _______________________________________________________________________ 17
DAFTAR PUSTAKA_____________________________________________________________ 21

iii

GLOSARIUM

Suhu : derajat panas atau dingin yang dirasakan indera
Kalor
Kalor jenis : proses transfer energi dari suatu zat ke zat lainnya dengan di
Kalor Laten ikuti perubahan suhu
Koefisien muai
panjang : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg
Kapasitas Kalor suatu zat sebesar 1 K

Azas Black : kalor yang dibutuhkan benda untuk mengubah wujudnya
per satuan massa
Konduksi
perbandingan antara pertambahan panjang zat dengan
Konveksi : panjang mula-mula zat, untuk tiap kenaikan suhu sebesar
Radiasi
satu satuan suhu

: Jumlah kalor yang diperlukan atau dilepaskan jika suhu
benda tersebut dinaikkan atau diturunkan 1K atau 1oC

pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas
: zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor

yang diterima zat yang suhunya lebih rendah

: peristiwa perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai
dengan perpindahan partikel partikelnya

perambatan kalor yang disertai perpindahan massa atau
: perpindahan partikel partikel zat perantaranya seperti

partikel udara

: perpindahan kalor pada suatu zat tanpa melalui zat antara

iv

PETA KONSEP

v

A. Identitas Modul PENDAHULUAN

Mata Pelajaran : FISIKA
Kelas : XI
Alokasi Waktu : 3 x 45 menit (3JP)
Judul Modul : SUHU DAN KALOR

B. Kompetensi Dasar

3. 5 Menganalis pengaruh kalor dan perpindahan kalor yang meliputi karakteristik termal
suatu bahan, kapasitas dan konduktivitas kalor pada kehidupan sehari - hari

4. 5 Merancang dan melakukan percobaan tentang karakteristik termal suatu bahan,
terutama terkait dengan kapasitas dan konduktivitas kalor, beserta presentasi hasil
percobaan dan pemanfaatannya

C. Deskripsi Singkat Materi

Halo anak-anak, salam fisika…!!!!

Apa kabar? Semoga kita semua sehat selalu agar senantiasa dapat belajar dan terus belajar
mencoba hal baru. Dalam modul kali ini, kalian semua akan mempelajari materi tentang Suhu
dan Kalor yang didalamnya ada alat ukur suhu (termometer), pengaruh suhu pada suatu zat,
macam-macam perpindahan kalor dan pemuaian zat.

Harapan kami yaitu setelah mempelajari materi dalam modul ini kalian semua dapat
memahami dan dapat menerapkannya dikehidupan sehari-hari dan juga diharapkan semuanya
dapat memecahkan masalah sehari-hari mengenai suhu dan kalor menggunakan konsep-
konsep yang ada pada modul ini.

D. Petunjuk Penggunaan Modul

Sebelum membaca dan mempelajari isi modul ini, jangan lupa untuk berdoa terlebih dahulu,
supaya ilmu yang kita dapatmembawa manfaat dan keberkahan dalam hidup kita.
Berikut petunjuk penggunaan modul :
1. Baca pengantar modul untuk mengetahui materi modul secara utuh.
2. Membaca tujuan yang diharapkan setelah membaca atau mempelajari modul.
3. Mempelajari modul secara berurutan agar memperoleh pemahaman yang utuh.
4. Lakukan semua penugasan yang ada pada modul untuk mendapatkan pemahaman
mengenai materi modul dengan baik.
5. Lakukan penilaian pemahaman dengan mengisi soal-soal latihan yang disediakan pada
modul.
6. Bila ada kesulitan untuk memahami materi modul, Anda dapat meminta bantuan teman,
tutor, atau orang yang Anda anggap dapat memberikan penjelasan lebih baik daripada modul
kepada Anda.

vi

8. Selamat membaca dan mempelajari modul ini.

E. Materi Pembelajaran

Modul ini terbagi menjadi 2 kegiatan pembelajaran dan di dalamnya terdapat uraian materi,
penugasan, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi.
Pertama : Suhu, Pengaruh kalor pada zat dan Azas Black
Kedua : Pemuaian zat dan Perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi

vii

i

KEGIATAN PEMBELAJARAN 1

SUHU

A. Tujuan pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran 1 diharapkan peserta didik dapat:
1. mengkonversi suhu dari skala termometer satu dengan termometer yang lain;
2. menganalisis perubahan suhu pada suatu benda terhadap kalor pada benda tersebut dan
3. menganalisis jumlah kalor yang diterima dan jumlah kalor yang dilepas pada suatu benda.

B. Uraian Materi

Salah satu tindakan pencegahan untuk mencegah infeksi virus corona adalah dengan
mengukur suhu tubuh seperti yang ditunjukkan pada gambar. Oleh karena itu, pengukuran suhu
tubuh selalu dilakukan di banyak tempat umum, seperti pusat perbelanjaan atau bandara. Dari suhu
tubuh inilah seseorang dapat mengetahui apakah tubuhnya sehat atau tidak. Upaya tersebut
merupakan salah satu cara untuk mencegah penyebaran COVID-19. Dari sini kita dapat
menyimpulkan betapa pentingnya suhu dalam kehidupan kita sehari-hari. Suhu adalah derajat panas
atau dingin yang dirasakan oleh panca indera. Alat untuk mengukur suhu disebut termometer.

Kopi merupakan salah satu komoditas yang paling populer di Indonesia. Saat ini semakin
banyak orang Indonesia dan luar negeri telah jatuh cinta dengan kopi Indonesia. Dalam membuat
minuman Kopi dimulai dengan merebus air hingga mendidih. Kemudian air mendidih dituangkan ke
dalam gelas dengan bubuk kopi dan aduk. Maka secangkir kopi siap dinikmati. Coba rasakan dengan
jari tangan kanan, jika airnya belum mendidih akan terasa dingin. Dan rasakan juga dengan jari kiri
anda di air panas, akan terasa panas. hangat dan Dingin dikatakan sebagai ukuran suhu suatu benda.
hal-hal yang dingin memiliki suhu lebih rendah dari benda panas. Maka Temperatur adalah derajat
panas suatu benda atau banyaknya kalor pada suatu benda. Suhu adalah salah satu besaran dasar
dalam derajat Kelvin.

a. jenis-jenis termometer

➢ Termometer Zat Cair

2

Zat cair atau alkohol dapat digunakan sebagai bahan untuk membuat termometer.
Beberapa termometer yang menggunakan zat cair akan dibahas berikut ini.

1) Termometer laboratorium

Bentuknya panjang dengan skala dari -10°C sampai 110°C menggunakan raksa, atau alkohol.
2) Termometer suhu badan

Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu badan manusia. Skala yang ditulis antara 35˚C dan
42˚C.

➢ Termometer dengan bahan zat padat
1) Termometer bimetal

3

Termometer bimetal merupakan termometer yang menggunakan logam sebagai bahan untuk
menunjukkan adanya perubahan suhu dengan prinsip logam akan memuai jika dipanaskan dan
menyusut jika didinginkan.
2) Termokopel

Termometer yang terdiri dari dua jenis logam yang dihubungkan dan membentuk rangkaian
tertutup. Pengukuran suhu berdasarkan pada perubahan besarnya aliran listrik pada kawat.

b. Skala Suhu

Terdapat 4 skala suhu yang digunakan pada termometer dintaranya Celcius (˚C), Reamur (˚R),
Fahrenheit (˚H) 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.

Contoh soal
Suhu udara dalam suatu ruangan 95oF. Nyatakan suhu tersebut dalam Kelvin!
Jawab :
Konversi Fahrenheit ke kelvin
K = 5 ( F-32) +273

9

4

= 5 ( 95-32) +273

9

= 35 +273
= 308 K

Suhu menyatakan tingkat panas benda. Ketika memasak air, maka akan diperlukan energi
panas untuk menaikkan suhu air tersebut. Pada suhu yang sama, zat yang massanya lebih besar
akan mempunyai energi panas yang lebih besar pula.

Energi panas yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu
lebih rendah disebut kalor. Sebagai bentuk energi, satuan kalor dalam SI adalah joule (J). Satuan kalor
yang popular (sering digunakan pada bidang gizi) adalah kalori dan kilokalori.

Satu kalori adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air
hingga naik sebesar 1˚C. Satu kalori sama dengan 4,184 J, sering dibulatkan menjadi 4,2 J.

Zat gizi pada makanan mengandung energi kimia yang dapat diubah menjadi energi panas
atau energi bentuk lain Tubuh manusia akan mengubah sebagian makanan tersebut menjadi energi
panas. Energi panas yang berasal dari makanan dan diukur dalam kilokalori, sering disingkat kkal
atau Kal (dengan K huruf kapital). Satu Kal makanan sama dengan 1.000 kalori.

Kilokalori digunakan pada makanan, karena kalori terlalu kecil jika dipakai mengukur energi
pada makanan yang kita dimakan.

c. Kalor dan Perubahan Suhu Benda

Air yang panas jika dibiarkan, lama-kelamaan akan menjadi dingin mendekati suhu ruang.
Hal ini menunjukkan bahwa sebagian kalor dilepaskan benda tersebut ke lingkungan. Apakah yang
mempengaruhi kenaikan suhu hanya jumlah kalor dan massa benda saja?. Yang mempengaruhi
kenaikan suhu benda selain jumlah kalor dan massa benda adalah jenis benda. Besaran yang
digunakan untuk menunjukkan hal ini adalah kalor jenis. Ingat kembali, bahwa perubahan suhu pada
skala Celcius sama dengan perubahan suhu pada skala Kelvin.

Tabel di bawah menunjukkan kalor jenis beberapa bahan.

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda bergantung pada jenis benda itu. Makin
besarnya kenaikan suhu, maka kalor yang diperlukan makin besar pula. Makin besar massa benda,
kalor yang yang diperlukan untuk menaikkan suhu makin besar pula. Maka rumusan matematisnya,
dapat ditulis seperti berikut.
Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu = kalor jenis × massa benda × kenaikan suhu
Kesimpulan di atas dapat dilambangkan sebagai berikut.

5

Q = m × c × ∆t

Keterangan :
Q = Kalor yang dibutuhkan
c = kalor jenis
m = massa benda
Δt = kenaikan suhu

Terjadinya perubahan wujud sering diamati dalam kehidupan sehari-hari. Contoh yang
sering di jumpai, yaitu pada air mendidih kelihatan gelembung-gelembung uap air yang
menunjukkan adanya perubahan wujud dari air menjadi uap. Untuk mendidihkan air, diperlukan
kalor. Jadi, untuk mengubah wujud zat cair menjadi gas diperlukan kalor.

Contoh soal
Berapa kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 500 g air, dari suhu mula-mula 20˚C menjadi
100˚C?
Diketahui: Massa m = 500 g = 0,5 kg

Kalor jenis air = c = 4.184J/(kg.K)
Kenaikan suhu air = Δt = (100 – 30)˚C = 80˚C = 80 K
Pertanyaan: Berapa kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air?
Jawab: Dengan persamaan: Q = m × c × Δt

= 4.184 × 0,5 × 80 J
= 167.360 J

d. Perubahan Wujud Zat

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
merubah 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


L =

6

Dengan
L = kalor laten
Q = kalor yang dibutuhkan saat perubahan wujud (J)
m = massa zat (kg)

contoh soal
Air sebanyak 100 gram bersuhu 70o C disiramkan pada balok es bersuhu 0o C hingga semua
es melebur. Jika kalor lebur es 0,5 kkal/kg dan kalor jenis air 1 kkal kg-1 oC-1, tentukan massa es yang
melebur.
Diketahui: mair = 100 g = 0,1 kg

Tair = 40˚C
Cair = 1 kkal.kg-1
Lb = 0,5 kkal.kg-1
Ditanyakan: mes ?
Jawab : Dalam kasus ini, air melepaskan kalor dan es menerima kalor, Suhu air sama dengan suhu
es yakni 0˚C.
Q air = Q es
mair cair ΔT = mes Lb
0,1 × 1 × (40 – 0) = mes × 0,5
0,5 m es = 4
m es = 40,5
m es = 8 kg

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. Secara
matematis, pernyataan tersebut dapat ditulis sebagai berikut.

Q lepas = Q terima

Contoh soal
Air bermassa 200 gram bersuhu 30°C dicampur air mendidih bermassa 100 gram dan bersuhu
90°C. (Kalor jenis air = 1 kal.gram−1°C−1). Suhu air campuran pada saat keseimbangan termal
adalah….
Pembahasan
Diketahui

m1 = 200 gram = 0,2 kg
T1 = 30˚C
T2 = 100˚C
m2 = 100 gram = 0,1 kg
c = 1 kal.gram−1°C−1
Ditanyakan Tc= ..?
Jawab : Q lepas = Q terima

7

m2.c.ΔT = m1.c.ΔT
0,1.(90 – Tc)=0,2 . (Tc – 30)
45-0,5 Tc = Tc -30
75 = 1,5 Tc
Tc = 50˚C

C. Rangkuman

1. Suhu merupakan derajat panas atau dingin yang dirasakan indera. Alat yang biasa digunakan untuk
pengukur suhu dinamakan termometer. Terdapat 4 skala suhu yang digunakan pada termometer
dintaranya Celcius (˚C), Reamur (˚R), Fahrenheit (˚H) dan Kelvin (K)
2. Kalor merupakan proses transfer energi dari suatu zat ke zat lainnya dengan di ikuti perubahan
suhu
3. 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. Secara matematis Q = m.c.ΔT
4. Kapasitas kalor suatu benda adalah jumlah kalor yang diperlukan atau dilepaskan jika suhu benda
tersebut dinaikkan atau diturunkan 1 K atau 1˚C. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai
berikut:
C = m.c
5. Kalor laten merupakan kalor yang dibutuhkan benda untuk mengubah wujudnya per satuan
massa. Secara matematis
L =



6. 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”.
Q lepas = Q terima

D. Latihan Soal

1. Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer celcius diperoleh angka 40˚C.
Berapakah jika zat cair tersebut diukur suhunya menggunakan termometer reamur?
2. Kalor yang dibutuhkan oleh 3 kg zat untuk menaikkan suhunya dari 10˚C sampai 80˚C adalah 9,45
kJ. Berapakah kalor jenis zat tersebut?
3. Sebongkah es dengan massa 100 gram memiliki suhu -10˚C. Jika Es tersebut ingin diubah menjadi
air yang bersuhu 10˚C, berapakah kalor yang harus diberikan? (kalor jenis air = 4200 J/KgK, kalor
jenis es = 2100 J/KgK, kalor lebur es = 336 KJ/Kg)
4. Air sebanyak 0,5 kg yang bersuhu 100˚C dituangkan ke dalam bejana dari aluminium yang memiliki
massa 0,5 kg. Jika suhu awal bejana sebesar 25˚C, kalor jenis aluminium 900 J/kg˚C, dan kalor jenis
air 4.200 J/kg˚C, maka tentukan suhu kesetimbangan yang tercapai! (anggap tidak ada kalor yang
mengalir ke lingkungan)

penugasan mandiri

Tujuan: Mengetahui perbedaan 2 jenis termometer
8

Bahan: Sebuah jenis termometer zat cair dan sebuah jenis termometer zat padat. Buku perpustakaan
dan internet
Bandingkan antara jenis termometer zat cair dengan termometer zat padat. Data dapat diambil dari
buku-buku perpustakaan dan browsing internet.

E. Penilaian Diri

No PERNYATAAN JAWABAN

YA TIDAK

1. Saya sudah mampu mengkonversi suhu dari skala yang satu

ke skala termometer yang lain

2. Saya sudah mampu menganalisis perubahan suhu pada suatu

benda terhadap kalor pada benda tersebut

3. Saya sudah dapat menganalisis jumlah kalor yang diterima

dan jumlah kalor yang dilepas pada suatu benda memiliki

besar yang sama

Apabila kalian menjawab pernyataan jawaban Ya, berarti telah memahami dan menerapkan semua

materi. Bagi yang menjawab tidak silahkan mengulang materi yang terkait.

9

KEGIATAN PEMBELAJARAN 2

KALOR

A. Tujuan pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini, diharapkan peserta didik dapat:
1. menentukan panjang benda setelah mengalami muai panjang;
2. menentukan luas benda setelah mengalami muai luas;
3. menentukan volume benda setelah mengalami muai volume;
4. menentukan jumlah kalor yang dibutuhkn untuk menaikkan suhu;
5. menentukan jumlah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat; dan
6. menentukan laju aliran kalor secara konduksi, konvesi maupun radiasi.

B. Uraian Materi

Jika kita melihat kereta api melintas. Kita dapat melihat rel sebagai jalannya. Rel kereta api
terlihat terpasang agak renggang, kenapa?. Pada siang hari sambungan rel akan nampak menyatu
antara bagian satu dengan lainnya. Dan pada malam hari sambungan tersebut kembali nampak
renggang. Hal itu sangat berkaitan dengan sifat pemuaian dan penyusutan zat. Peristiwa pemuaian
dan penyusutan terjadi pada zat padat, zat cair, dan gas. Jika suhu benda naik, secara umum ukuran
benda bertambah. Peristiwa ini disebut pemuaian.

a. Pemuaian Zat

Pemuaian Panjang zat padat

Tiap bahan suatu benda memiliki koefi sien mulai panjang yang berbeda-beda. Sebagai
contoh, pada muai panjang kaca koefi sien muai panjangnya 9 x 10-6/˚C berarti jika 1 meter kaca
suhunya bertambah 1˚C maka panjangnya bertambah 0,000009 meter. Tabel di bawah menunjukkan
koefisien muai panjang beberapa bahan.

10

Secara matematis dapat ditulis

ℎ
= − × ℎ

Atau = ∆

0×∆

Contoh soal
Pagar pak Ali terbuat dari aluminium. Jika panjang aluminiumnya pada suhu 30˚C adalah 100 cm.
Dengan koefi sien muai panjang aluminium adalah 0,000025/˚C, hitunglah panjang aluminium pagar
pak Ali jika pada suhu 80˚C!.
Diketahui : Lc = 100 cm

α = 0,000025/˚C
Δt = 50˚C
Pertanyaan: Berapa panjang aluminium pada suhu 80˚C atau L1’
Jawab: Persamaan pemuaian
Lt = Lo + Lo (α x Δt)
= 100 + 100 (0,000025 x 50)
= 100,125 cm
Jadi, panjang aluminium pada suhu 80˚C adalah 100,125 cm.

Pemuaian Luas dan Volume Zat Padat
Jika suatu benda berbentuk lempengan dipanaskan, pemuaian terjadi pada kedua arah sisi-

sisinya. Pemuaian semacam ini disebut pemuaian luas. Pemuaian luas memiliki koefisien muai
sebesar dua kali koefi ien muai panjang. Jika koefisien muai panjang kaca biasa sebesar 0,000009/˚C
maka kaca biasa memiliki koefi sien muai luas sebesar 0,000018/˚C. Begitu juga pada pemuaian
ruang memiliki koefisien muai tiga kali koefi sien muai panjang.Jika balok baja dipanaskan akan
memuai dengan koefisien muai sebesar 0,000033/˚C.

11

Pemuaian Zat Cair
Zat cair juga memuai jika dipanaskan. Zat cait mengalami muai volume Karena sifat zat cair

yang dapat menempati benda sesuai bentuknya.

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

= tetap atau 1 = 2

1 2

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.

= tetap atau 1 = 2

1 2

3) Pemuaian Volume Gas pada Suhu Tetap (Isotermis)

Jika gas dipanaskan dengan suhu tetap, tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas.

P=1



Jika pada proses pemuaian gas terjadi tekanan berubah, volum berubah dan suhu berubah maka

dapat diselesaikan dengan persamaan hukum Boyle - Gay Lussac

1 1 = 2 2
1 2

b. Perpindahan Kalor

Ketika Anda memasak air di panci. Panci tersebut dipanasi bagian bawahnya dengan api.
Kenapa lama kelamaan panci dan air mejadi terasa panas sedangkan pegangan panci yang terbuat
dari kayu tidak ikut panas?. Peristiwa ini merupakan contoh perpindahan kalor. Kalor dapat
berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Kalor berpindah melalui
tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Berikut ini akan diuraikan ketiga cara perpindahan
kalor tersebut. Coba pahami dengan seksama.

➢ Konduksi

12

Konduksi merupakan perpindahan kalor melalui sebuah zat tanpa disertai perpindahan partikel-
partikel zat karena adanya perbedaan (selisih) suhu. Benda yang jenisnya berbeda memiliki
kemampuan menghantarkan panas secara konduksi (konduktivitas) yang berbeda pula. Bahan yang
mampu menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor. Bahan yang menghantarkan panas
dengan buruk disebut isolator. Contoh konduktor(kemampuan menghantarkan kalor semakin baik)
: timbal, baja, alumunium, emas, perak, tembaga. Contoh isolator(kemampuan menghantarkan kalor
semakin buruk) : air, bata, kayu, udara, hampa,strofoam.

➢ Konveksi

Ketika air dipanaskan bagian bawahnya ternyata air pada bagian atas juga ikut panas. Berarti,
terdapat perpindahan panas yang lain pada air tersebut, yaitu konveksi. Konveksi merupakan
perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat.

➢ Radiasi

Ketika Anda berjalan di luar ru mah pada siang hari. Anda me ra sakan panasnya matahari
pada diri Anda. Bagaimana kalor dari ma tahari dapat sampai ke wajah Anda?. Kalor yang sampai ke
bumi melewati ruang hampa dimana pada ruang ini tidak ada materi yang memindahkan kalor baik
secara konveksi maupun konduksi. Perpindahan kalor dari matahari sampai ke bumi dengan cara
radiasi. Saat kita memakai pakaian yang hitam pada siang hari, maka badan kita akan terasa lebih
panas jika dibandingkan dengan memakai pakaian yang putih. Jadi, setiap benda dapat memancarkan
dan menyerap radiasi kalor, yang besarnya bergantung pada suhu benda dan warna benda.

c. Rangkuman

1. Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih
tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda saling bersentuhan.
2. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 g zat sebesar 1°C.
3. Zat dapat berubah wujud apabila:

● Perubahan wujud zat yang memerlukan kalor yang mencair, menguap, dan menyublim;
● Perubahan wujud zat yang melepas kalor yang membeku, mengembun, dan menghablur.
4. Azas Black berbunyi banyaknya kalor yang dilepaskan benda bersuhu lebih tinggi sama
dengan banyaknya kalor yang diterima benda yang bersuhu lebih rendah.
13

● Kalor dapat berpindah dengan cara konduksi, konveksi, dan radiasi.
● Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel
zat.
● Konveksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai perpindahan partikel
zat tersebut.
● Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara.

Penugasan Mandiri

Judul : Konduksi
Tujuan : Mengamati gejala aliran kalor secara konduksi
Alat dan Bahan:
1) Lilin
2) Korek api
3) Sendok besi
4) Margarin
5) Penjepit kayu

Cara Kerja
1) Bakarlah sebatang lilin
2) Letakkan margarin di ujung sendok
3) Bakarlah batang sendok diatas lilin sambul dijepit
4) Amati apa yang terjadi

Pertanyaan
1. Apakah margarin di ujung sendok akan meleleh? Mengapa?
2. Buatlah suatu kesimpulan dari hasil pengamatan kalian!

D.Latihan soal

1. Sebatang besi yang panjangnya 80 cm, dipanasi sampai 50˚C ternyata bertambah panjang 5 mm.
Berapa pertambahan panjang besi tersebut jika panjangnya 50 cm dipanasi sampai 60˚C?
2. Sebuah bejana tembaga dengan volume 100 cm3 diisi penuh dengan air pada suhu 30˚C.
Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya 100˚C. Jika α tembaga = 1,8 × 10-5/˚C dan γ air = 4,4
× 10-4/˚C. Berapa volume air yang tumpah saat itu?
3. Gas dalam ruang tertutup mempunyai tekanan 1 cmHg. Jika kemudian gas tersebut ditekan pada
suhu tetap sehingga volum gas menjadi 1/4 volum mula-mula, berapa tekanan gas yang terjadi?

Penyelesaian Latihan Soal
Penyelesaian soal no 1 Diketahui:

L01 = 80
cmL02 =
50 cm
∆T1 = 50oC
∆T2 = 60oC

14

∆L1 = 5 mm
Ditanyakan: ∆L2 = …?
Jawab:
Karena jenis bahan sama (besi), maka:

α1 = α2

∆L1 = ∆L2
L01∆T1 L02∆T2
∆L2
5 = 50 × 60
80 × 50
∆L2
5 = 3000
4000
4000∆L2 = 5 × 3000
4000∆L2 = 15000
∆L2 = 15000/4000
∆L2 = 3,75 mm

Penyelesaian soal no 2
Diketahui:
V0 tembaga = V0 air = 100 cm3
∆T = 100oC – 30oC = 70oC
α tembaga = 1,8 × 10-5/oC
γ tembaga = 3α = 3 × 1,8 × 10-5 = 5,4 × 10-5/oC
γ air = 4,4 × 10-4/oC
Ditanyakan: V air yang tumpah = …?

Jawab:
Untuk tembaga:

Vt = V0(1 + γ∆T)
Vt = 100(1 + 5,4 × 10-5 × 70)
Vt = 100(1 + 3,78 × 10-3)
Vt = 100(1 + 0,00378)
Vt =
100(1,00378)Vt =
100,378 cm3
Untuk air:
Vt = V0(1 + γ∆T)
Vt = 100(1 + 4,4 × 10-4 × 70)
Vt = 100(1 + 3,08 × 10-2)
Vt = 100(1 + 0,0308)
Vt = 100(1,0308)
Vt = 103,08 cm3
Jadi, volume air yang tumpah adalah sebagai berikut.
V air tumpah = Vt air – Vt
tembagaV air tumpah = 103,08 –
100,378 V air tumpah = 2,702
cm3

Penyelesaian soal no 3

Diketahui:

15

P1 = 1
atmV2 =
1/4 V1

Jawab: Ditanyakan: P2 = …?

P1V1 = P2V2

1V1 =
P2(1/4V1)
V1 =
1/4V1P2

P2 = 4 atm

E. penilaian diri

NO PERNYATAAN JAWABAN

YA TIDAK

1. Saya sudah mampu menentukan panjang benda setelah

mengalami pemuaian panjang

2. Saya sudah mampu menentukanluas benda setelah

mengalami pemuaian luas

3. Saya sudah dapat menentukan volume benda setelah

mengalami pemuaian volume

4. Saya sudah dapat menentukan jumlah kalor untuk

menaikkan suhu tertentu

5. Saya sudah dapat menentukan jumlah kalor yang

digunakan untuk mengubah wujud zat

6. Saya sudah dapat menentukan laju aliran kalor secara

konduksi, konveksi, maupun radiasi

16

EVALUASI

1. Sebuah termometer X memiliki titik beku 40oX dan titik didih 240oX. Jika sebuah benda
di ukur suhunya dengan menggunakan termometer Celcius menunjukkan angka40oC,
maka bila diukur dengan menggunakan termometer X suhunya adalah ... .
A. 60oX
B. 90 oX
C. 110 oX
D. 120 oX
E. 160 oX

2. Sebuah kalorimeter beisi es sebanyak 36 gram pada suhu -6oC. Kapasitas kalor
kalorimeter adalah 27 kal/K. Kemudian ke dalam kalorimeter dituang zat cair dengan
kalor jenis 0,58 kal/gram K dengan suhu 50oC yang menyebabkan suhu akhir 8oC.
Massa zat cair yang ditungkan adalah..........gram (kalor jenis es = 0,5 kal/gram.K, kalor
lebur es = 80 kal/gram)
A. 108
B. 150
C. 200
D. 288
E. 300

3. Es sebanyak 3 kg pada suhu 0oC dibiarkan pada suhu ruang hingga seluruhnya
mencair. Kalor yang diperlukan untuk mencairkan es tersebut adalah........... (kalor lebur
es = 3,33.10-5 J/kg)
A. 10-2 J
B. 10-3 J
C. 10-4 J
D. 10-5 J
E. 10-6 J

4. Perhatikan gambar berikut!

17

Dalam gelas berisi 200 cc air 40oC kemudian dimasukkan 40 gram es 0oC. Jika
kapasitas kalor gelas 20 kal/oC , kalor lebur es adalah 80 kal/g, dan kalor jenis air 1
kal/gramoC, maka berapakah suhu seimbangnya?

A. 21,54 oC
B. 32,44 oC
C. 64,00 oC
D. 84,00 oC
E. 96,56 oC

5. Sebanyak 0,5 kg balok es dengan suhu -40oC dicampur dengan air 1 kg yang suhunya80oC.
Jika kalor jenis air 1 kal/gramoC, kalor jenis es 0,5 kal/gramoC dan kalor lebur es 80
kal/gram, maka suhu akhir campuran adalah ... .
A. 10o C
B. 20o C
C. 30o C
D. 40o C
E. 50o C

6. Sebuah gelas kaca memiliki volume 500 cm3 di isi penuh dengan alkohol pada suhu 0oC.
Koefisien muai linier gelas 9.10-6/oC dan koefisien muai volume alkohol1,2.10-3/oC. Jika
gelas dan alkohol dipanaskan sampai dengan suhu 22oC, maka banyaknya alkohol yang
tumpah adalah ... .
A. 15,0 m3
B. 14,5 m3
C. 14,0 m3
D. 13,5 m3
E. 12,9 m3

7. Sebuah batang tembaga yang memiliki koefisien muai linier 17.10-6/oC pada suhu 300K
memiliki panjang 12 cm. Jika suhu batang dijadikan 400 K, maka panjang batang bertambah
sebesar ... .
A. 0,0204 cm
B. 0,204 cm
C. 2,04 cm
D. 0,324cm
E. 3,24 cm

8. Gas dalam ruang tertutup mempunyai tekanan 1 atm. Jika kemudian gas tersebut ditekan
pada suhu tetap sehingga volum gas menjadi 1/4 volum mula-mula, berapatekanan gas
yang terjadi?
A. 1 atm
B. 2 atm
C. 3 atm
D. 4 atm
E. 5 atm

18

9. Perhatikan sambungan 2 batang logam P dan Q berikut!

Bila panjang dan luas penampang kedua logam sama, tetapi konduktivitas logam P
dua kali konduktivitas logam Q, maka suhu tepat pada sambungan di B adalah ... .
A. 20oC
B. 30oC
C. 40oC
D. 50oC
E. 80oC
10. Sebuah plat tipis memiliki luas permukaan 0,02 m2. Plat tersebut dipanaskan dengan
sebuah tungku hingga suhunya mencapai 1000 K. Jika emisivitas plat 0,6, maka laju radiasi
yang dipancarkan plat tersebut adalah................................(σ = = 5,67 . 10-8 W/mK4)

A. 680,4 W
B. 752,0 W
C. 850,0 W
D. 892,0 W
E. 982,0

19

Kunci Jawaban Evaluasi
1. D
2. B
3. C
4. A
5. B
6. E
7. A
8. D
9. D
10. A

20

DAFTAR PUSTAKA

Sufi ani Rufaida, Sarwanto, 2013, Fisika Peminatan dan Ilmu Alam untuk SMA kelas X,
Jakarta, Mediatama

Foster, Bob, 2014, Akselerasi Fisika untuk SMA/MA kelas X, Bandung, Duta
https://www.fisikabc.com/2018/05/pemuaian-volume-pada-zat-padat-cair-gas.html
https://www.studiobelajar.com/suhu-dan-kalor/
https://images.app.goo.gl/nTg8By6KSgbrCGps7

21