cover
SUHU, KALOR DAN PEMUAIAN Farah Ainurrohmah Izzati Nadia Azdka Sri Wahyuni Gloria Sagita Harimisa Sherin Shintya Predina Renita Sefiyanti Penerbit
SUHU, KALOR DAN PEMUAIAN Penulis: Farah Ainurrohmah Izzati Nadia Azdka Sri Wahyuni Gloria Sagita Harimisa Sherin Shintya Predina Renita Sefiyanti ISBN : Desain sampul : Penerbit : Redaksi: Cetakan Pertama, …. 2023 Hak cipta dilindungi undang-undang dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun tanpa izin tertulis dari penerbit
i KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat serta hidayah-Nya sehingga buku bahan ajar ini dapat sampai di hadapan pembaca. Buku ini adalah hasil dari diskusi dan kajian literatur mengenai beberapa materi mengenai kalor. Buku ini diharapkan dapat hadir memberi kontribusi positif dalam ilmu pengetahuan khususnya terkait dengan materi kalor. Buku ini diberi judul kalor dikarenakan pembahasannya dimulai dari pendahuluan yang mengaitkan konsep dengan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Buku ini disusun dengan sistematika yang dijelaskan secara lengkap dalam pembahasannya mengenai konsep dan pengaplikasian energi kalor diantaranya seperti konsep dan analisis energy kalor, jenis energi kalor, perpindahan kalor hingga pengaplikasiannya dalam kehidupan sehari-hari. Kemudian penyajian materi yang ringkas serta padat akan tetapi tidak akan mengurangi esensi yang akan disampaikan dalam setiap topic pembahasan. Kami mengucakan terima kasih yang tak terhingga kepada semua pihak yang telah mendukung dalam proses penyusunan buku ini. Semoga buku ini dapat bermanfaat sehingga para bapak ibu dosen pengampu mata kuliah dan para pembaca buku ini. Jember, Maret 2023 Penulis
ii DAFTAR ISI
1 BAB 1. SUHU Tujuan 1. Dapat mengetahui definisi suhu 2. Dapat mengetahui klasifikasi suhu 3. Dapat mengetahui faktor penyebab perubahan suhu 1.1 Pendahuluan Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) dapat membantu peserta didik dalam mengetahui dan memahami fenomena alam yang sering kali terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Dengan pemahaman yang dimiliki oleh peserta didik dapat dimanfaatkan untuk melakukan rekayasa yang dapat menyelesaikan berbagai permasalahan dengan terciptanya teknologi baru. Apa yang kalian ketahui tentang suhu?
2 BAB 2 PENGUKURAN SUHU Tujuan 1. Dapat menentukan skala suhu melalui pengukuran suhu menggunakan termometer. 2. Dapat mengetahui beberapa jenis termometer. 2.1 Pendahuluan Pada pembahasan sebelumnya, kita telah mempelajari konsep dan definisi suhu. Seperti yang telah diketahui, suhu memiliki besaran yang dapat dinyatakan dengan nilai. Dalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali peristiwa yang dapat disimpulkan melalui pengukuran suhu. Saat malam hari, pernahkah kalian merasa kedinginan? sedangkan pada saat siang hari, pernahkah kalian merasa kepanasan? Hal tersebut dapat terjadi karena adanya perbedaan besaran suhu pada siang dan malam.
3 BAB 3 EBERGI KALOR Tujuan 1. Dapat mengetahui definisi energi kalor 2. Dapat mengetahui jenis-jenis energi kalor 3. dapat mengetahui jenis dan contoh konversi energi 3.1 Pendahuluan 3.2 Pengertian Energi Kalor Konsep kalor banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, terdapat banyak peralatan rumah tangga yang dirangkai menggunakan konsep perpindahan kalor. Kalor dapat didefinisikan sebagai perpindahan energy panas melintasi batas-batas suatu sistem sebagai akibat dari perbedaan suhu antara sistem dan lingkungannya. Panas adalah suatu bentuk energy. Energi dapat memanifestasikan dirinya dalam beberapa bentuk misalnya energy panas, energy kimia, energi cahaya, energi listrik, dan lain sebagainya. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya(Fathuroya, dkk, 2017:66). Kalor atau panas merupakan jenis energi yang ditransfer oleh perbedaan suhu secara alami, kalor berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Sebelum abad ke-17, banyak orang mengira bahwa kalor adalah zat yang berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Jika panas adalah suatu zat, maka ia harus memiliki massa. Akan tetapi, karena massa suatu suatu benda tidak berubah ketika suhu benda tersebut meningkat, maka panas bukanlah suatu zat (Hasanah, 2021:17). 3.3 Jenis Energi Kalor Kalor dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu: 1. Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
4 2. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud atau dapat disebut kalor laten 3.4 Konversi Energi Transformasi energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya adalah fenomena yang terkenal. Menurut hukum kekekalan energi, bahkan merupakan satu-satunya fenomena bahwa energi listrik dapat diubah menjadi energi panas atau cahaya, energi matahari menjadi energi kimia, energi potensial dapat diubah menjadi energi kinetik, energi potensial gravitasi dapat diubah menjadi energi kinetik. Konversi energi mengacu pada proses dimana energi diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, seperti konversi energi nuklir menjadi energi panas, energi cahaya menjadi panas (Muhammad, C., dkk, 2023).
5 BAB 4 PERPINDAHAN KALOR Tujuan 1. tugas selesai 4.1 Pendahuluan 4.2 Inti Kalor merupakan bentuk energi yang dapat berpindah dari medium satu ke medium lainnya, perpindahan kalor tersebut disebabkan karena adanya perbedaan suhu. Kalor akan berpindah pada zat atau medium dengan suhu yang tinggi ke zat atau medium dengan suhu yang rendah (Hari, 2019:18). Perpindahan kalor adalah perpindahan energy yang dialami oleh benda atau zat yang suhunya lebih rendah hingga tercapai kesetimbangan termal. Konduksi panas adalah ilmu yang memberikan gambaran umum tentang perpindahan energi yang terjadi karena perbedaan suhu antara benda dan zat. Ketika dua sistem dengan suhu yang berbeda dihubungkan, transfer energi terjadi. Proses terjadinya perpindahan energi disebut konduksi termal (Lusiani dkk., 2022:7). Jadi bagaimanakah kalor dapat berpindah? Ditinjau dari cara kalor dapat berpindah, perpindahan kalor dibedakan menjadi 3 cara diantaranya secara konduksi (hantaran), konveksi (aliran), dan radiasi (pancaran). A. Konduksi Konduksi merupakan proses perpindahan kalor yang terjadi pada suatu zat yang tidak disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Umumnya perpindahan kalor secara konduksi ini terdapat zat perantara sebagai perantara perpindahan kalor sehingga perpindahan secara konduksi banyak terjadi di benda padat. Contoh peristiwa perpindahan kalor secara konduksi adalah ketika kita mengaduk secangkir kopi yang panas, maka lama kelamaan sendok akan terasa
6 panas. Perambatan panas yang terjadi pada sendok tersebut disebut konduksi. *Gambar Pada gambar tersebut terlihat jika terdapat suatu besi yang dipanaskan dengan api di salah satu ujung lalu di ujung yang lain kamu memegang besi tersebut. Dalam kurun waktu tertentu ujung besi yang kamu pegang akan lama kelamaan terasa panas. Mengapa hal tersebut bisa terjadi? Hal tersebut disebabkan oleh perpindahan kalor pada besi. Pada kasus perpindahan kalor dari ujung besi yang dipanaskan ke ujung besi lainnya, molekul-molekul besi yang menghantarkan kalor tidak ikut berpindah. Sehingga perpindahan kalor secara konduksi ini disebut perpindahan kalor (hantaran) karena memerlukan medium sebagai perpindahan kalor. Molekul-molekul logam yang dipanaskan diatas nyala api tersebut membuat molekul api dan logam akan saling berbenturan sehingga molekul api memberikan sebagian panasnya kepada molekul logam. Molekul-molekul yang panas kemudian akan membentur dengan molekul-molekul lainnya dan memberikan sebagian panasnya, hal tersebut terjadi secara berkala pada sepanjang batang besi, sehingga lama kelamaan batang besi akan terasa panas. Pada bahan padat seperti logam, perpindahan kalor dibantu oleh elektron-elektron bebas yang bergerak di seluruh logam, elektron-elektron bebas tersebut terus memberi kalor ketika bertumbukan dengan atom-atom logam. Berbeda dengan bahan gas, kalor yang berpindah dengan tumbukan yang terjadi secara langsung dengan molekul-molekul gas. Molekul gas yang memiliki energi yang lebih tinggi akan bertumbukan dengan molekul yang memiliki energi yang lebih rendah. Hal tersebut membuat energi tinggi akan ditransfer ke molekul dengan energi yang rendah (Rokhimi dan Pujayanto, 2015 dalam Lusiani dkk., 2020:8).
7 Dapus bab 4
8 BAB 5. PEMUAIAN Tujuan 1. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi pemuaian dengan tepat. 2. Mampu menganalisis proses pemuaian pada zat padat, cair dan gas. 3. Melalui kegiatan praktikum peserta didik dapat menganalisis konsep pemuaian dalam menyelesaikan permasalahan pada kehidupan seharihari dengan akurat. 5.1 Pendahuluan Setelah mengetahui bahwa kalor adalah bentuk energi yang dapat meningkatkan suhu suatu benda menjadi lebih panas. Adakah sifat benda lainnya yang dapat dipengaruhi oleh kalor? Mengapa pada saat pemasangan kabel listrik dikendurkan? Apakah pemuaian itu? pemasangan kabel listrik yang dikendurkan merupakan peristiwa yang berkaitan dengan pemuaian. Contoh peristiwa lainnya adalah adalah ketika terjadinya pergerakan naik dan turunnya air raksa yang terjadi pada sebuah termometer ruang, pemasangan kaca yang sengaja dilonggarkan, gelas yang pecah karena ditaruh air yang sangat panas, dan balon udara yang bisa terbang. Apakah pemuaian itu? Apakah ada hubungannya dengan kalor? Tanpa kita sadari, pemuaian mudah ditemukan di dalam lingkungan sehari-hari. Pemuaian adalah peristiwa memuai, dalam kondisi tersebut suatu benda akan berubah ukurannya menjadi membesar, panjang, melebar, tinggi, meluas, maupun volume yang dapat dipengaruhi oleh kalor. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair dan gas. Setelah membaca uraian tersebut, bagaimana menurut kalian, ketika suatu benda yang satu dengan lainnya apakah memiliki besar pemuaian yang sama atau berbeda? Tentu saja berbeda. Terdapat beberapa benda yang
9 tergolong sangat mudah memuai sehingga kenaikan suhu sedikit saja sudah cukup membuat ukuran benda yang dapat diamati mata. Sebaliknya ada pula benda yang sulit memuai sehingga meskipun suhu bertambah cukup besar, ukuran benda seperti tidak terjadi perubahan sama sekali. Pada subbab ini kita akan membahas bagaimana cara mengukur besarnya pemuaian pada benda. Dengan mengetahui nilai pemuaian secara maka kita dapat memahami bagaimana sifat pemuaian tersebut bekerja dalam kehidupan sehari-hari (Inabuy dkk., 2021). 5.2 Pemuaian Pemuaian dapat diartikan sebagai perubahan dari ukuran bertambah besar maupun menyusut dari suatu benda yang dipengaruhi oleh perubahan kalor atau perubahan suhu di sekitar benda. Semua jenis benda mulai dari benda padat, benda cair, ataupun benda gas (Angga dan Mei, 2015). Pemuaian memiliki beberapa jenis sesuai dengan apa yang dialami 5.3 Pemuaian Zat Umumnya pada pemuaian terjadi ketika suatu benda dipanaskan. Sebaliknya akan terjadi penyusutan ketika suatu benda didinginkan atau berada di lingkungan yang memiliki suhu rendah.
10 DAFTAR PUSTAKA bab 5 Inabuy, V., C. Sutia, O. F. T. Maryana, B. D. Hardanie, dan S. H. Lestari. 2021. Ilmu Pengetahuan Alam Untuk SMP Kelas VII. Jakarta Pusat: Pusat Kurikulum dan Perbukuan. Angga., N. M., dan S. Mei. 2015. Perancangan media pembelajaran fisika - pemuaian. JUISI. 1(2): 176-183.
11 GLOSARIUM
12 INDEKS
13 BIOGRAFI PENULIS