E-LKPD FISIKA BERBASIS 3N (NITENI^J NIROKKE^J NAMBAHI) PADA MATERI SUHU DAN KALOR

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

E-LKPD Fisika Berbasis Tri-N (Niteni, Nirokke, Nambahi)
Pada Materi Kalor dan Perpindahan Kalor Kelas XI

Penulis

Fransiska Eldawati Oda

Dosen Pembimbing

Drs. Widodo Budhi, M.Si
Dr. Daimul Hasanah, M.Pd

Validator

Handoyo Saputro, M.Si
Sony Yunior Erlangga, M.Pd

Betty Ayu Rizki, S.Pd

i

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan
pertolongan-Nya, penulis dapat menyelesaikan E-LKPD Fisika berbasis Tri-N (Niteni, Nirokke,
Nambahi) pada materi kalor dan perpindahan kalor ini dengan baik tanpa ada halangan yang berarti.
Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah mendukung dalam
proses penyusunan E-LKPD fisika ini. Terutama kepada para dosen pembimbing yang telah
memberikan masukan dan saran yang sangat berguna selama proses penyusunan E-LKPD fisika
berbasis Tri-N pada materi kalor dan perpindahan kalor, kepada pihak sekolah SMA PIRI 1
Yogyakarta yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan observasi dan
penelitian di sekolah tersebut. Kepada validator, serta segenap pihak yang telah membantu dalam
penyusunan E-LKPD ini baik secara langsung maupun tidak langsung.

E-LKPD ini disusun dengan harapan dapat digunakan sebagai sumber belajar peserta didik
dalam pembelajaran fisika, baik di sekolah maupun diluar sekolah. Harapan besarnya adalah melalui
serangkaian kegiatan Tri-N (Niteni, Nirokke, Nambahi) dalam E-LKPD ini peserta didik lebih
mudah dalam memahami fisika terlebih dalam pokok bahasan kalor dan perpindahan kalor. E-LKPD
ini juga diharapkan dapat membantu peserta didik menambah pengetahuan dan mengasah
keterampilan, serta mencari pengetahuan sendiri dari permasalahan atau fenomena-fenomena alam
yang ada disekitarnya sebagai suatu pengalaman pembelajaran.

Penulis menyadari bahwa E-LKPD ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu saran
dan kritik yang membangun dari pembaca sangat diharapkan untuk bahan perbaikan atau evaluasi
sehingga E-LKPD Fisika Berbasis Tri-N (Niteni, Nirokke, Nambahi) pada materi kalor dan
perpindahan kalor menjadi lebih baik lagi. Semoga E-LKPD ini bermanfaat untuk semua pihak baik
guru, peserta didik, dan sekolah.

Yogyakarta, April 2022

Penulis

ii

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

DAFTAR ISI

Perkenalan ........................................................................................................................ i
Kata Pengantar.................................................................................................................. ii
Daftar Isi ........................................................................................................................... iii
Daftar Gambar .................................................................................................................. iv
Daftar Tabel...................................................................................................................... v
Deskripsi E-LKPD............................................................................................................ vi
Petunjuk Penggunaan E-LKPD ........................................................................................ vii
Standar Isi ......................................................................................................................... viii
Peta Konsep ...................................................................................................................... xi
Suhu .................................................................................................................................. 1
Kegiatan 1......................................................................................................................... 4
Pemuaian .......................................................................................................................... 9
Kegiatan 2......................................................................................................................... 15
Kalor ................................................................................................................................. 19
Kegiatan 3......................................................................................................................... 23
Perubahan Wujud ............................................................................................................. 27
Kegiatan 4......................................................................................................................... 30
Perpindahan Kalor ............................................................................................................ 35
Kegiatan 5......................................................................................................................... 39
Rangkuman ...................................................................................................................... 43
Evaluasi ............................................................................................................................ 44
Glosarium ......................................................................................................................... 47
Daftar Pustaka .................................................................................................................. 48
Biodata Penulis ................................................................................................................. 49

iii

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Termometer .................................................................................................. 1
Gambar 2. Perbandingan skala suhu .............................................................................. 1
Gambar 3. Dua buah termometer sembarangan (X dan Y)............................................ 2
Gambar 4. Es teh............................................................................................................ 4
Gambar 5. Es cream yang mencair ................................................................................ 4
Gambar 6. Percobaan mengukur suhu dengan tangan ................................................... 5
Gambar 7. Percobaan mengukur suhu dengan termometer ........................................... 6
Gambar 8. Pemuaian panjang ........................................................................................ 9
Gambar 9. Grafik Proses Isobarik.................................................................................. 11
Gambar 10. Grafik Proses Isokhorik.............................................................................. 12
Gambar 11. Grafik Proses Isotermal.............................................................................. 13
Gambar 12. Grafik Proses Adiabatik ............................................................................. 13
Gambar 13. Kabel listrik mengendur............................................................................. 15
Gambar 14. Rel kereta yang bengkok............................................................................ 15
Gambar 15. Percobaan pemuaian .................................................................................. 16
Gambar 16. Kalorimeter ................................................................................................ 21
Gambar 17. Termos Air ................................................................................................. 23
Gambar 18. Teh panas yang dituangkan ke gelas.......................................................... 23
Gambar 19. Percobaan kalor.......................................................................................... 24
Gambar 20. Grafik Hubungan padat, cair, dan gas........................................................ 27
Gambar 21. Gletser Perito Moreno ................................................................................ 30
Gambar 22. Memasak air ............................................................................................... 30
Gambar 23. Rangkaian percobaan perubahan wujud..................................................... 31
Gambar 24. Perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi ........................ 35
Gambar 25. Perpindahan kalor secara konduksi............................................................ 35
Gambar 26. Perpindahan kalor secara konveksi ............................................................ 36
Gambar 27. Perpindahan kalor secara radiasi................................................................ 36
Gambar 28. Perpindahan kalor secara konveksi ............................................................ 39
Ganbar 29. Perpindahan kalor secara konduksi ............................................................. 39
Gambar 30. Percobaan perpindahan kalor secara konduksi .......................................... 41

iv

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Hasil percobaan pengukuran suhu .................................................................. 6
Tabel 2.1 Koefisien muai beberapa zat pada suhu ruang ............................................... 9
Tabel 2.2 Hasil percobaan pemuaian gas .......................................................................17
Tabel 3.1 Hasil percobaan hubungan kalor dengan kalor jenis benda ...........................25
Tabel 4.1 Hasil percobaan perubahan wujud..................................................................32
Tabel 5.1 Hasil percobaan perpindahan kalor secara konduksi......................................41

v

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

DESKRIPSI E-LKPD

E-LKPD merupakan Lembar Kegiatan Peserta Didik Fisika dalam bentuk
elektronik yang membahas tentang materi kalor dan perpindahan kalor di sekolah untuk
peserta didik kelas XI SMA/MA. E-LKPD ini berbasis Tri-N (Niteni, Nirokke, Nambahi)
dapat digunakan sebagai bahan ajar yang mempermudah peserta didik untuk memahami
materi yang disampaikan. Dalam E-LKPD ini berisi kompetensi yang akan dicapai, peta
konsep, ringkasan materi tentang konsep fisika dalam materi kalor dan perpindahan kalor,
kegiatan mengidentifikasi, eksperimen, menyimpulkan dan mencipta dan diakhiri dengan
evaluasi yang berisi latihan soal.

E-LKPD fisika berbasis Tri-N (Niteni, Nirokke, Nambahi) menekankan pada
aktivitas peserta didik secara maksimal dalam mencari dan menemukan suatu konsep
pelajaran. Seluruh aktivitas peserta didik diarahkan untuk mencari dan menemukan suatu
yang dipertanyakan, sehingga diharapkan dapat menumbuhkan sikap percaya diri.

vi

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

PETUNJUK PENGGUNAAN E-LKPD

Bagi Guru

Guru dapat mengarahkan dan membimbing peserta didik untuk mempelajari E-LKPD ini
di rumah secara mandiri atau pada jam-jam diluar sekolah secara mandiri untuk
memperdalam pemahaman materi kalor dan Perpindahan Kalor melalui kegiatan Niteni,
Nirokke, Nambahi.

Bagi Peserta Didik

1. E-LKPD ini dapat digunakan secara mandiri atau bersama kelompok.
2. Keberhasilan belajar dengan menggunakan E-LKPD ini bergantung pada

ketekunan masing-masing peserta didik.
3. Baca dan pahami setiap tujuan pembelajaran pada setiap kegiatan belajar!
4. Cermati dan pahamilah permasalahan yang disajikan pada setiap kegiatan di

dalam E-LKPD ini!
5. Pahami setiap konsep yang disajikan pada setiap kegiatan!
6. Lakukan kegiatan eksperimen sesuai dengan petunjuk yang telah disusun!

vii

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

STANDAR ISI

Kompetensi Inti (KI)
KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.
KI 2 : Menunjukan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, Kerja

sama, toleran, damai), santun, responsif, dan pro-aktif sebagai bagian dari solusi atas
berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan
alam serta menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI 3 : Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya 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, bertindak secara
efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan,

viii

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Kompetensi Dasar (KD

3.5 Menganalisis pengaruh kalor dan perpindahan kalor yang meliputi karakteristik
termal suatu bahan, kapsistas, 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.

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.5.1 Peserta didik mampu mendefinisikan pengertian suhu (C1).
3.5.2 Peserta didik mampu menguraikan faktor pemuaian berbagai zat (C2).
3.5.3 Peserta didik mampu menentukan besar pemuaian suatu zat (C3).
3.5.4 Peserta didik mampu menganalisis pengaruh perubahan suhu benda terhadap ukuran benda

(pemuaian) (C4).
3.5.5 Peserta didik mampu mendefinisikan pengertian kalor (C1).
3.5.6 Peserta didik mampu menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda (C4).
3.5.7 Peserta didik mampu menjelaskan konsep Asas Black (C2).
3.5.8 Peserta didik mampu memberikan contoh peristiwa perubahan wujud beserta faktor yang

mempengaruhinya (C1).
3.5.9 Peserta didik mampu menganalisis perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi

(C4).
3.5.10 Peserta didik mampu menjelaskan faktor-faktor yang berpengaruh pada peristiwa konduksi,

konveksi, dan radiasi (C2).
3.5.11 Peserta didik mampu menerapkan contoh peristiwa konduksi, konveksi, dan radiasi dalam

kehidupan sehari-hari (C3).
4.5.1 Peserta didik mampu melakukan percobaan tentang suhu, pemuaian, kalor, perubahan wujud,

dan perpindahan kalor.
4.5.2 Peserta didik mampu mempresentasikan hasil percobaan tentang suhu, pemuaian, kalor,

perubahan wujud, dan perpindahan kalor.

ix

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Tujuan Pembelajaran

Melalui kegiatan pembelajaran berbasis 3N (Niteni, Nirokke, Nambahi) peserta didik diharapkan
mampu:

1. Mendefinisikan pengertian suhu dengan benar.
2. Menguraikan faktor pemuaian berbagai zat dengan benar.
3. Menentukan besar pemuaian suatu zat dengan benar.
4. Menganalisis pengaruh perubahan suhu benda terhadap ukuran benda (pemuaian dengan

benar.
5. Mendefinisikan pengertian kalor dengan benar.
6. Menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda benar.
7. Menjelaskan konsep Asas Black dengan benar.
8. Memberikan contoh peristiwa perubahan wujud beserta faktor yang mempengaruhinya

dengan benar.
9. Menganalisis perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi benar.
10. Menjelaskan faktor-faktor yang berpengaruh pada peristiwa konduksi, konveksi, dan radiasi

dengan benar.
11. Menerapkan contoh peristiwa konduksi, konveksi, dan radiasi dalam kehidupan sehari-hari

dengan benar.
12. Melakukan percobaan tentang suhu, pemuaian, kalor, perubahan wujud, dan perpindahan

kalor dengan benar.
13. Mempresentasikan hasil percobaan tentang suhu, pemuaian, kalor, perubahan wujud, dan

perpindahan kalor dengan benar.

x

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

PETA KONSEP

KALOR DAN
PERPINDAHAN KALOR

Membahas tentang

SUHU PEMUAIAN KALOR PERUBAHAN PERPINDAHAN
Meliputi Meliputi WUJUD KALOR
Dapat diukur
dengan Meliputi Dapat berpindah
secara

Termometer a. Pemuaian zat a. Energi Dalam a. Perubahan a. Konduksi
Padat b. Teori Kalorik dan Wujud Zat b. Konveksi
Dapat dinyatakan c. Radiasi
berdasarkan skala b. Pemuaian Zat Teori Kinetik b. Aplikasi dalam
Cair c. Kalor Jenis kehidupan sehari-
d. Kapasitas Kalor hari
c. Pemuaian Gas e. Asas Black
f. Kalorimeter

1. Skala Celcius
2. Skala Kelvin
3. Skala Farenheit
4. Skala Reamur
5. Skala sembarang

Aplikasi Dalam Kehidupan

1. Besi yang ditempa
2. Termos
3. Detektor radiasi pada ular derik
4. Pemanfaatan efek rumah kaca
5. Es kering diguanakan untuk efek asap panggung

xi

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

A SUHU

1. Suhu
Konsep suhu (temperatur) berawal dari ide kualitatif tentang “panas” dan “dingin” yang didasarkan

pada indera perasa. Jadi Suhu merupakan derajat panas atau dinginnya suatu benda. Benda yang terasa
panas umumnya bersuhu lebih tinggi dari benda serupa yang bersuhu dingin. Alat yang biasa digunakan
untuk mengukur suhu adalah termometer.

2. Termometer

Gambar 1. Termometer (Sumber: https://www.fisikabc.com)

Alat yang digunakan untuk mengukur suhu suatu benda disebut termometer.Termometer
merupakan alat yang sederhana dengan fungsi yang besar. Ada bermacam-macam termometer mulai
dari yang analog sampai digital, mulai dari yang menggunakan air raksa sampai yang menggunakan
infra merah.

3. Skala Termometer Gambar 2. Perbandingan skala suhu
Skala pada termometer berdasarkan dua (sumber: https://www.zenius.com)

titik acuan, yaitu titik tetap atas dan titik tetap
bawah. Pada umumnya titik tetap bawah
ditentukan berdasarkan titik lebur es murni
(suhu es yang sedang mencair). Sementara itu,
titik tetap atas ditentukan berdasarkan titik
didih air murni (suhu air murni yang sedang
mendidih).

Rentang antara titik tetap bawah dan titik
tetap atas dibagi menjadi beberapa bagian
(skala). Ada 4 macam skala termometer yaitu:
Skala Reamur (R), Celcius (C), Fahrenheit
(F), Kelvin (K).

R : C : (F-32) : (K-273) = 80 : 100 : (212-32) : (373-273)

R : C : F : K = 80 :100 : 180 : 100

R:C:F:K=4:5:9:5

1

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

4. Hubungan Antara Dua Termometer Sembarang
Berikut hubungan antar dua termometer yang berbeda. Misalkan dua termometer X dan Y
masing-masing mempunyai titik tetap atas dan titik tetap bawah seperti pada gambar berikut:

Gambar 3. Dua buah termometer sembarangan (X dan Y)
(Sumber: https://www.zenius.com)

Hubungan antara termometer yang satu dengan yang lain dapat ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut:

( ) − = ( ) − …………. (1)

( ) −( ) ( ) −( )

]
= suhu terukur pada thermometer X
( ) = titik tetap atas pada termometer X
( ) = titik tetap bawah pada termometer X
=suhu terukur pada termometer Y
( ) =titik tetap atas pada thermometer Y
( ) =titik tetap bawah pada thermometer Y

2

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Contoh Soal

Jennie sedang mencoba menjadi seorang barista. Air yang dipakai untuk menyeduh
kopi adalah 80 oC. Jika dinyatakan dalam oR, oF, dan K, makan tentukan suhunya

berturut-turut!

Penyelesaian

Dik: TC = 80 oC
Dit: Tentukan suhunya berturut-turut (oR, oF, dan K)?

Jawaban:

= 4 × = (9 × ) + 32 = + 273
5 = 80 + 273
5 = 353 K

= 4 × 80 = (4 × 80) + 32
5
5

= 64 oR = 144 + 32

= 176 oF

Jadi suhunya berturut-turut adalah 64 oR, 176 oF, dan 353 K

3

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

KEGIATAN 1

Niteni

Lakukan kegiatan Niteni melalui proses mengamati, menyimak, mencermati, mengenali, mengingat,
dan menanya untuk menalar, mengidentifikasi, menganalisis, dan menyimpulkan tentang beberapa
fenomena berikut sehingga kalian dapat menemukan konsep tentang suhu!

Gambar 4. Es teh Gambar 5. Es cream yang mencair
(sumber: https://pixabay.com) (sumber: https://pixabay.com)

Amati gambar di atas! Mengapa jika kita Perhatikan gambar 5 di atas. Mengapa es
memasukan es batu ke dalam sebuah gelas, cream yang dibiarkan di tempat terbuka
maka gelas akan terbentuk embun. dapat dengan cepat mencair?
Bagaimana hal ini bisa terjadi?

Tulislah hasil analisis dan kesimpulan dari kegiatan Niteni di atas untuk menemukan konsep suhu!

Jawaban

4

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Nirokke

Lakukan kegiatan Nirokke melalui kegiatan eksperimen berikut!

A. Tujuan
1. Peserta didik mampu menentukan konversi skala termometer.
2. Peserta didik mampu menerapkan konsep suhu dalam kehidupan sehari-hari.
3.
B. Alat dan Bahan
1. 3 buah wadah
2. Air hangat
3. Air dingin/es
4. Air keran
5. Termometer
C. Langkah Kerja
A. Mengukur suhu dengan tangan

1. Berdoalah sebelum memulai kegiatan!
2. Siapkan wadah yang masing-masing berisi air keran, air es, dan air hangat secukupnya!
3. Rasakan dengan menyentuhkan tangan ke kiri dalam air es dan tangan kanan ke air hangat

secara bersamaan dan diamkan selama 30 sekon!
4. Celupkan kedua tangan tadi ke dalam air keran secara bersamaan dan diamkan selama 30

sekon!

Gambar 6. Percobaan mengukur suhu dengan tangan
(sumber: https://roboguru.ruangguru.com)

5. Tuliskan hasil percobaan ke dalam tabel yang telah disediakan!

5

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

B. Mengukur suhu dengan termometer
1. Tuangkan ketiga air tersebut ke dalam wadah yang berbeda-beda!
2. Ukurlah suhu ketiga air tersebut menggunakan termometer seperti pada gambar berikut!

Air Es Air Hangat Air Keran

Gambar 7. Percobaan mengukur suhu dengan termometer
(sumber: https://www.fisikabc.com)

3. Tuliskan hasil percobaan ke dalam tabel yang telah disediakan!

No Objek Tabel 1.1 Percobaan pengukuran suhu Suhu pada thermometer
(oC)
1 Air hangat Hasil mengukur dengan tangan
2 Air es (apa yang dirasakan)
3 Air keran

6

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

D. Analisis dan Pembahasan
1. Apa yang kalian rasakan setelah mencelupkan tangan ke dalam air es dan air hangat secara
bersamaan kemudian mencelupkan secara bersamaan ke dalam air keran?

Jawaban

2. Konversikan skala tersebut ke dalam skala Fahrenheit, Reamur dan Kelvin!

Jawaban

7

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

E. Kesimpulan
Analisislah kegiatan eksperimen yang telah kalian lakukan. Kemudian tulis kesimpulannya!

Jawaban

Nambahi

Kembangkan jawaban kalian tentang pengaruh suhu yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari,
kemudian tuliskan hubungannya dengan konsep suhu!

Jawaban

8

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

B PEMUAIAN

1. Pemuaian
Setiap zat (padat, cair, atau gas) disusun oleh partikel-partikel kecil yang bergetar. Jika sebuah benda
dipanaskan, partikel-partikel di dalamnya bergetar lebih kuat hingga saling menjauh atau disebut
memuai, sedangkan jika benda didinginkan, getaran-getaran partikel lebih llemah, dan partikel-
partikel saling mendekat, akibatnya benda menyusut. Pemuaian dapat dialami oleh zat padat, zat cair,
dan gas.
a. Pemuian zat padat
1) Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang disebut juga dengan pemuaian linear. Jika zat padat dipanaskan, maka akan
mengalami penambahan panjang (pemuaian Panjang)

0
∆

Gambar 8. Pemuaian Panjang

Secara matematis pemuaian panjang dinyatakan sebagai berikut:

∆ = 0 ∆ ………. (2) = 0(1 + ∆ )…….. (3)

Dengan:

∆ = Pertambahan panjang benda (m)
0 = Panjang awal benda (m)
= Koefisien muai panjang (K-1)
∆ = perubahan suhu (K)
= panjang akhir benda (m)

Tabel 2.1 Koefisien muai beberapa zat pada suhu ruang

Zat Koefisien Muai Panjang (1/K)
Besi 12 x 10-6
Baja 11 x 10-6
Invar 0,9 x 10-6
Timah hitam 29 x 10-6
Tembaga 17 x 10-6
Kaca (biasa) 9 x 10-6
Kaca (pyrex) 3,2 x 10-6
Kuningan 19 x 10-6
Aluminium 24 x 10-6

9

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

2) Pemuaian Luas “Kolom mengingat”

Jika suatu benda padat berbentuk persegi panjang Gas memiliki
dipanaskan, maka akan terjadi pemuaian dalam arah kemampuan muai
memanjang dan melebar. Dengan kata lain benda padat lebih besar dari pada
mengalami pemuaian luas. Secara matematis dinyatakan
zat cair dan zat
∆ = 0 ∆ ……. (4) = 0 (1 + ∆ )……. (5) padat.

Dengan:

= Koefisien muai luas (K-1)
0 = Luas awal (m2)
∆ = Perubahan suhu (K)
= Luas akhir benda (m2)

3) Pemuaian volume
Jika benda padat berbentuk balok dipanaskan, maka akan terjadi pemuaian dalam arah
memanjang, melebar, dan meninggi. Dengan kata lain benda padat mengalami pemuaian
volume.
Secara matematis dinyatakan:

∆ = 0 ∆ …… (6) = 0 (1 + ∆ )….. (7)

Dengan:

∆ = Pertambahan volume (m3)
= Koefisien muai volume (K-1)
0 = Volume awal (m3)
∆ = Perubaahan suhu (K)
= Volume akhir benda (m3)

b. Pemuaian Zat Cair
1) Pemuaian Volume Zat Cair
Sifat zat cair adalah selalu mengikuti bentuk wadahnya sehingga zat cair mengalami muai
volume. Pemuaian volume pada zat cair dapat dihitung dengan menggunakan persamaan untuk
menghitung pemuaian volume pada zat padat yaitu:

∆ = 0 ∆ …… (8) = 0 (1 + ∆ )……(9)

10

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Pemuaian volume zat cair lebih besar dari pada pemuaian volume zat padat pada suhu
yang sama. Oleh karena itu, jika suatu wadah berisi zat cair hampir penuh dipanaskan, pada
suhu tertentu zat cair akan tumpah karena memiliki pemuaian yang lebih besar dari pada
wadahnya.

2) Anomali Air
Kebanyakan zat akan memuai jika dipanaskan. Akan tetapi ternyata tidak berlaku untuk

air pada rentang pada suhu 0oC hingga 4oC. Jika air dipanaskan pada rentang suhu ini, air tidak
memuai tetapi justru menyusut seiring kenaikan suhu. Di atas suhu 4oC, air memuai jika
dipanaskan. Sifat pemuaian air yang tidak teratur ini disebut anomali air.

c. Pemuaian Gas
1) Proses Isobarik
Proses isobarik terjadi jika tekanan pada suatu sistem dijaga agar selalu tetap atau konstan.
Karena hanya tekanan yang konstan, variabel-variabel lain seperti volume dan temperatur
dapat berubah.
Secara matematis dapat dinyatakan:

~ ……. (10)

Atau secara lengkap dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut:

1 = 2………. (11)
1
2


P


1 2
Gambar 9. Grafik Proses Isobarik

Dalam kehidupan sehari-hari, proses isobarik dapat kita jumpai pada mesin uap. Mesin
uap memanfaatkan air yang diubah menjadi uap panas yang digunakan untuk menggerakan
piston. Pada abad ke -17 dan 18 keberadaan mesin uap sangat penting terutama untuk
pembuatan lokomotof, pompa, kapal laut, dan industri.

11

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

2) Proses Isokhorik
Sistem dikatakan melakukan proses isokhorik jika volume sistem selalu tetap sama selama

prosesnya, walaupun terjadi perubahan temperatur dan tekanan. Ketika kita memperbesar
tekanan sistem, maka temperaturnya akan naik. Sebaliknya jika tekanan dikurangi maka
temperaturnya akan mengecil. Salah satu pemanfaatan proses isokhorik adalah proses
pembakaran pada mesin mobil. Pada saat terjadi pembakaran terjadi kenaikan temperatur dan
tekanan dalam silinder (volume tetap).
Secara matematis dapat dinyatakan:

~ …….. (12)

Atau secara lengkap dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut:

1 = 2…….. (13)

1 2



P


V
Gambar 10. Grafik Proses Isokhorik
3) Proses Isotermal
Pada proses isotermal, temperatur sistem selalu konstan selama proses. Artinya tidak terjadi
perubahan temperatur. Selama ekspansi isotermal terjadi perubahan pada tekanan dan volume.
Adanya perubahan vome menunjukan bahwa ada kerja yang dilakukan sistem.
Secara matematis dapat dinyatakan:
1 1 = 2 2…….. (14)

12

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Gambar 11. Grafik Proses Isotermal
(sumber: https://sumber.belajar.kemdikbud.go.id )
Gambar di atas memperlihatkan grafik antara tekanan terhadap volume pada
proses isothermal. Daerah yang berwarna kuning merupakan besarnya kerja yang
dilakukan sistem dari A ke B. Jika sistem diekspansikan (volumenya diperbesar) akan
terjadi penurunan tekanan seperti yang ditunjukan pada gambar 11 di atas.
4) Proses Adiabatik
Proses adiabtik adalah proses dimana tidak terjadi pertukaran kalor antara sistem dengan
lingkungan Selama proses berlangsung, terjadi perubahan variabel-variabel tekanan,
volume, dan temperatur. Pada proses adiabatik, dihasilkan kerja ke lingkungan.

Gambar 12. Grafik Proses Adiabatik
(sumber: https://sumber.belajar.kemdikbud.go.id)
Pada gambar 12 di atas, kurva proses adiabatik terlihat lebih curam dibandingkan kurva
proses isotermal. Hal ini menunjukan bahwa perubahan tekanan pada proses adiabatik
cenderung lebih cepat dan lebih besar dibandingkan dengan proses isotermal.

13

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Contoh Soal

Sebuah kubus aluminium ( = 24 ×10 -6 / oC) dengan panjang rusuk 10 cm dipanaskan,
sehingga suhunya naik dari 10 oC menjadi 60 oC. Perubahan volume kubus selama pemanasan
tersebut adalah…
Penyelesaian
Dik: rusuk = 10 cm = 0, 1 m

= 24 × 10−6
= 3 = 3. 24 × 10−6
= 72 × 10−6
1 = 10 oC
2 = 60 oC
Maka ∆ = 2 − 1

= 60 − 10
= 50 oC
Dit: Perubahan volume kubus selama pemanasan?
Jawaban:
∆ = 0 ∆
Karena ini adalah kubus, maka rumus volume kubus adalah s3
= 72 × 10−6 . (0,1)3 . 50
= 3,6 × 10-6 m3
Jadi perubahan volume kubus selama pemanasan adalah 3,6 × 10-6 m3

14

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

KEGIATAN 2

Niteni

Lakukan kegiatan Niteni melalui proses mengamati, menyimak, mencermati, mengenali, mengingat,
dan menanya untuk menalar, mengidentifikasi, menganalisis, dan menyimpulkan tentang beberapa
fenomena berikut sehingga kalian dapat menemukan prinsip tentang pemuaian zat!

Gambar 13. Kabel listrik mengendur Gambar 14. Rel kereta yang bengkok
(sumber: https://nusacaraka.com) (sumber: https://nusacaraka.com)

Coba kalian perhatikan gambar di atas! Amati gambar 14 di atas! Rel kereta api yang
Mengapa kabel listrik mengendur pada siang bengkok. Mengapa rel kereta api bisa
hari? dan kembali menyusut pada malam hari? membengkok saat suhu sangat panas pada
siang hari?

Tulislah hasil analisis dan kesimpulan dari kegiatan Niteni di atas untuk menemukan prinsip
pemuaian zat

Jawaban

15

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Nirokke

Lakukan kegiatan Nirokke melalui kegiatan eksperimen berikut!
A. Tujuan
1. Peserta didik mampu menunjukan bahwa gas memuai.
2. Peserta didik mampu menerapkan konsep pemuaian zat dalam kehidupan sehari-hari.
B. Alat dan Bahan
1. 2 buah wadah
2. 1 buah botol
3. Air Panas
4. Air Dingin
5. Balon
C. Langkah Kerja
1. Berdoalah sebelum memulai kegiatan!
2. Masukan mulut balon yang belum ditiup ke dalam mulut botol!
3. Isi wadah dengan air panas, celupkan bagian bawah botol ke dalam baskom berisi air panas
selama 5-10 menit, kemudian masukan botol tersebut ke wadah yang berisi air dingin!

Gambar 15. Percobaan pemuaian
(sumber: http://www.einsteinscienceproject.com)
4. Catat hasil percobaan di tabel yang telah disediakan!

16

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Tabel 2.2 Hasil percobaan pemuaian gas

Balon dicelupkan ke air panas Balon dicelupkan ke air dingin

D. Kesimpulan
Analisislah kegiatan eksperimen yang telah kalian lakukan. Kemudian tulis kesimpulannya!

Jawaban

17

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Nambahi

Kembangkan jawaban kalian tentang sifat pemuaian zat dalam kehidupan sehari-hari, kemudian
tuliskan hubungannya dengan konsep pemuaian!

Jawaban

18

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

C KALOR

1. Kalor
Kalor dapat didefinisikan sebagai energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda

bersuhu rendah. Benda yang menerima kalor suhunya akan naik, sedangkan benda yang melepas
kalor suhunya akan turun. Besarnya kalor yang diserap atau dilepas oleh suatu benda berbanding
lurus dengan massa benda ( ), kalor jenis benda ( ), dan perubahan suhu (∆ ). Jadi besar kalor
yang dilepas atau diserap secara matematis dapat dinyatakan:

= ∆ ……….. (15)

Dengan: = ,
= ,
= Kalor yang diserap/dilepas benda (J)

= Massa benda (kg)
= Kalor jenis benda (J/kg K)
∆ = Perubahan suhu (K)

2. Perbedaan Suhu, Kalor dan Energi Dalam
Joseph Black pada tahun 1760 merupakan orang pertama yang menyatakan perbedaan antara

suhu dan kalor. Suhu adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda yang diukur oleh termometer,
sedangkan kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda panas ke benda lebih dingin untuk
menyamakan suhunya.

Secara sederhana, perbedaan suhu, kalor, dan energi dalam adalah sebagai berikut. Suhu
mempresentasikan energi kinetik satu molekul zat. Energi dalam adalah ukuran energi seluruh
molekul dalam zat. Adapun kalor adalah perpindahan sebagian energi dalam dari suatu zat ke zat lain
karena adanya perbedaan suhu.

3. Teori Kalorik
Teori kalorik menyatakan bahwa benda yang suhunya tinggi mengandung lebih banyak kalorik

dari pada benda yang suhunya rendah. Ketika kedua benda disentuhkan, benda yang banyak kalorik
kehilangan sebagian kaloriknya yang diberikan kepada benda yang berkalorik rendah sampai terjadi
suhu yang setimbang. Teori kalorik dapat menjelaskan pemuaian benda ketika dipanaskan dan proses
hantaran kalor dalam sebuah kalorimeter dengan baik, tetapi teori kalorik tidak dapat menjelaskan
mengapa kedua telapak tangan menjadi hangat ketika digosok-gosokkan.

19

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

4. Teori Kinetik
Teori ini berdasarkan pada anggapan bahwa zat disusun oleh partikel-partikel sangat kecil yang

selalu bergerak. Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat, dan karena itu
memiliki energi yang lebih besar dari pada partikel-partikel dalam benda yang lebih dingin. Teori
ini disebut teori kinetik.

5. Kalor Jenis
Kalor jenis dapat didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1

kg suatu zat sebesar 1 K. Kalor jenis ini menunjukan kemampuan suatu benda untuk menyerapa
kalor. Semakin besar kalor jenis suatu benda, semakin besar pula kemampuan benda tersebut dalam
menyerap kalor.
Secara matematis dapat dinyatakan:

= ………. (16) atau = ∆ ………. (17)

∆

Dengan

= Kalor jenis benda (J/kg K)
= Massa benda (kg)
∆ = Perubahan suhu (K)
= Kalor yang diserap/dilepas benda (J)

Kalor jenis hanya tergantung pada jenis benda tersebut, sehingga masing-masing benda
mempunyai kalor jenis yang berbeda-beda.

6. Kapasitas Kalor

Kapasistas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu suatu benda sebesar
1oCatau 1 K

= ………. (18) atau = ∆ ……… (19)

∆

Dengan:

= Kapasistas Kalor (J/K)
= Kalor yang diserap/dilepas benda (J)
∆ = Perubahan suhu (K)

20

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

7. Asas Black
Hukum kekekalan energi dalam bentuk kalor sering disebut dengan asas Black. Asas Black

menyatakan bahwa kalor yang dilepaskan oleh sebuah benda sama dengan kalor yang diterima oleh
benda yang lain. Kekekalan energi pada pertukaran kalor ini pertama kali diukur oleh Joseph Black,
seorang ilmuwan Inggris.
Secara matematis asas Black dapat dituliskan sebagai berikut:

= ……….. (20)

Dengan:

= Jumlah kalor yang dilepaskan oleh zat
= Jumlah kalor yang diterima oleh zat

8. Kalorimeter
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk
mengukur kalor. Kalorimeter umumnya digunakan
untuk menentukan kalor jenis suatu zat.
Kalorimeter menggunakan teknik pencampuran
dua zat di dalam suatu wadah. Jika kalor jenis suatu
zat diketahui, kalor jenis zat lain yang dicampur
dengan zat tersebut dapat dihitung

Gambar 16. Kalorimeter
(sumber: https://www.fisikabc.com)

“FIESTA”
FISIKAWAN KITA

Joseph Black seorang ahli fisika kebangsaan Skotlandia. Ia
adalah orang pertama yang menyatakan prinsip Asas Black di
tahun 1970, yaitu prinsip perbedaan antara suhu dan kalor.

21

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Contoh Soal

Berapa kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 kg air yang bersuhu 20 oC
menjadi 100 oC, jika diketahui kalor jenis air 1000 J/kg oC!
Penyelesaian
Dik: m = 1 kg

T1 = 20 oC
T2 = 100 oC
= 1000 J/kg oC
Dit: ….?
Jawaban:
= . . ∆
= 1. 1000 . (T2 - T1)
= 1 . 1000 . (100 – 20)
= 1000 . 80
= 80.000 J
Jadi kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 kg air air 80.000 J.

22

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

KEGIATAN 3

Niteni

Lakukan kegiatan Niteni melalui proses mengamati, menyimak, mencermati, mengenali,
mengingat, dan menanya untuk menalar, mengidentifikasi, menganalisis, dan menyimpulkan
tentang beberapa fenomena berikut!

Gambar 17. Termos Air Gambar 18. Teh panas yang dituangkan ke gelas
(sumber: https://Ffisikazone.com) (sumber: https://pxhere.com)

Coba kalian perhatikan dan cermati gambar Coba kalian perhatikan gambar di atas!
di atas! Mengapa air di dalam termos Setelah teh panas dituangkan ke dalam gelas,
panasnya lebih tahan lama dibandingkan maka gelas tersebut akan menjadi panas.
dengan air yang diletakan di dalam cangkir? Mengapa demikian?

Tulislah hasil analisis dan kesimpulan dari kegiatan Niteni di atas untuk menemukan konsep
kalor!

Jawaban

23

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Nirokke

Lakukan kegiatan Nirokke melalui kegiatan eksperimen berikut!

A. Tujuan Percobaan

1. Peserta didik mampu mengidentifikasi hubungan kalor dengan kalor jenis benda.
2. Peserta didik mampu menenerapkan konsep kalor dalam kehidupan sehari-hari.

B. Alat dan Bahan

1. Gelas beker 250 ml 5. Statif
2. Termometer 6. Stopwatch
3. Bunsen 7. Air
4. Kaki tiga 8. Minyak goreng

C. Langkah Kerja

1. Berdoalah terlebih dahulu sebelum memulai kegiatan!
2. Isilah gelas beker dengan air sebanyak 100 ml, kemudian letakan gelas kimia/beker di atas

kaki tiga seperti gambar 19 berikut!

3. Ukur suhu awal air!
4. Panaskan air selama beberapa menit kemudian catat kenaikan suhu air dengan termometer!
5. Gantilah air dengan minyak goreng sebanyak 100 ml. Lakukan seperti langkah kegiatan 2!
6. Ukur suhu awal minyak!
7. Panaskan minyk selama beberapa menit kemudian catat kenaikan minyak dengan

termometer!

24

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Tabel 3.1 Hasil percobaan hubungan kalor dengan kalor jenis benda.

No Jenis Zat Suhu Awal Waktu yang diperlukan untuk menaikan suhu
(oC)
1. air 1 menit 2 menit 3 menit
2. Minyak goreng

D. Analisis dan Pembahasan

1. Bagaimana hubungan Waktu yang diperlukan untuk menaikan suhu dengan jumlah
kalor?

Jawaban

E. Kesimpulan
Analisislah kegiatan eksperimen yang telah kalian lakukan. Kemudian tulis kesimpulannya!

Jawaban

25

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Nambahi

Kembangkan jawaban kalian tentang penerapan kalor dalam kehidupan sehari-hari,
kemudian tuliskan hubungannya dengan konsep kalor!

Jawaban

26

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

D PERUBAHAN WUJUD

1. Perubahan Wujud
Wujud merupakan istilah untuk mendeskripsikan keadaan tertentu dari bahan seperti padat,

cair, dan gas. Senyawa air (H2O) dalam wujud padat sebagai es, dalam wujud cair sebagai air, dan
dalam wujud gas sebagai uap. Perubahan dari satu wujud ke wujud lain disebut perubahan wujud.

A-B = wujud padat (es)
B-C = padat (es) jadi cair (air)
C-D = wujud cair (air)
D-E = cair (air) jadi gas (uap)
E-F = wujud uap air

Gambar 20. Grafik Hubungan padat, cair, dan gas
(sumber: https://Ffisikazone.com)

Ketika sedang berubah wujud, walaupun terdapat pelepasan atau penyerapan kalor tetapi tidak
diggunakan untuk menaikan atau menurunkan suhu kalor. Kalor ini disebut kalor laten
dilambangkan dengan . Kalor laten adalah kalor yang dibutuhkan benda untuk mengubah
wujudnya persatuan massa. Secara matematis dapat ditulis:

= ……… (21) Atau = ……….. (22)



Dengan:

= Kalor laten (Jkg-1)
= Kalor yang dibutuhkan saat perubahan wujud (J)
= Massa zat (kg)

27

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

2. Perubahan Wujud Zat
Apabila sejumlah es di dalam tabung gelas dipanaskan terus-menerus, maka es akan melebur

menjadi air, kemudian air akan menguap menjadi gas. Sebaliknya jika air di dinginkan maka air
akan membeku menjadi es. Hal tersebut menunjukan bahwa air mengalami perubahan wujud.
Pada peristiwa melebur, menguap, dan menyublim selalu dibutuhkan kalor. Pada peristiwa
membeku, mengembun, dan menyublim selalu dilepaskan kalor. Pada saat terjadi perubahan
wujud, suhu zat tetap.
3. Aplikasi dalam Kehidupan

Penerapan perubahan wujud suatu zat terdapat pada lemari es, pendingin udara, dan dalam
bidang kesehatan seperti teknik Cryosugery yang digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanker.
Cryosugery ini memanfaatkan suhu ekstrim yang sangat dingin untuk memusnahkan jaringan
yang terdapat penyakit. Cryosugery akan membekukan sel kanker tersebut dengan suhu -200oC
dan proses ini memakan waktu sekitar 15 menit.

28

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Contoh Soal

Tentukan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 0, 2 kg es dari -10 oC hingga seluruhnya
menjadi air bersuhu 50 oC. Diketahui kalor lebur es 3,36 × 105 J/kg, kalor jenis es 2.100 Jkg/K, dan kalor

jenis air 4.200 Jkg/K!

Penyelesaian
Dik: = 0,2 kg

1 = -10 oC
2 = 50 oC
= 2.100 Jkg/K
= 3,36 × 105 J/kg
= 4.200 Jkg/K
Dit: Q…?

(oC)

50 D

0B C (J)
-10 A

= 1 + 2 + 3
1 es -10 oC menjadi es 0 oC
1 = . . ∆

= 0,2 . 2.100. ( 2 − 1)
= 0,2 . 2.100 . (0-(-10)

= 4.200 J
2 dari es 0 oC menjadi air 0 oC
2 = .

= 0,2 . 3,36 × 105

= 67.200 J
3 dari air 0 oC menjadi air bersuhu 50 oC
3 = . . ∆

= 0,2 . 4.200 . (50-0)

= 42.000 J

Jadi, kalor yang dibutuhkan adalah

= 1 + 2 + 3
= 4.200 + 67.200 + 42.000

= 113.400 J

29

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

KEGIATAN 4

Niteni

Lakukan kegiatan Niteni melalui proses mengamati, menyimak, mencermati, mengenali,
mengingat, dan menanya untuk menalar, mengidentifikasi, menganalisis, dan menyimpulkan
tentang beberapa fenomena berikut!

Gambar 21. Gletser Perito Moreno Gambar 22. Memasak air
(sumber:https://www.tribunnews.com/) (sumber: https://www.fisika.co.id)

Perhatikan gambar 21 di atas! Coba kalian Perhatikan gambar 22 di atas!
Glester Perito Merino adalah bongkahan es Mula-mula berwujud cair. Beberapa menit
yang besar yang meningkat setiap harinya dan kemudian dari teko akan terlihat uap yang
tidak seperti gletser lainnya yang biasanya keluar. Mengapa demikian?
meleleh. Mengapa hal ini bisa terjadi?

Tulislah hasil analisis dan kesimpulan dari kegiatan Niteni di atas untuk menemukan konsep
perubahan wujud!

Jawaban

30

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Nirokke

Lakukan kegiatan Nirokke melalui kegiatan eksperimen berikut!

A. Tujuan Percobaan

1. Peserta didik mampu membuktikan perubahan wujud benda yang dipengaruhi kalor.
2. Peserta didik mampu menerapkan konsep perubahan wujud dalam kehidupan sehari-hari.

B. Alat dan bahan 5. Kertas
6. Kawat kasa
1. Gelas Beaker 7. penjepit
2. Pembakar busen
3. Balok es kecil
4. Termometer

C. Langkah Kerja

1. Berdoalah terlebih dahulu sebelum memulai kegiatan!
2. Susunlah peralatan seperti gambar berikut!

Gambar 23. Rangkaian percobaan perubahan wujud
(sumber: http://rumahbelajar.id)

31

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

3. Letakan es batu ke dalam gelas beaker, dan ukur suhu es batu tersebut menggunakan
termometer!

4. Berilah kalor pada balok es dengan menghidupkan Bunsen, lalu ukur suhu es tersebut!
5. Catat suhu yang ditunjukan setiap menit, kemudian isikan data pada tabel hasil percobaan!

Tabel 4.1 Percobaan perubahan wujud

No Wujud Balok Es Waktu (menit) Suhu (oC)
1 Padat

2 Cair
3 Gas

D. Analisis dan Pembahasan
1. Bagaimanakah hubungan kalor dengan perubahan wujud?

Jawaban

32

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

E. Kesimpulan
Analisislah kegiatan eksperimen yang telah kalian lakukan, kemudian tulis kesimpulannya!

Jawaban

33

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Nambahi

Kembangkan jawaban kalian tentang penerapan perubahan wujud dalam kehidupan sehari-hari,
kemudian tuliskan hubungannya dengan konsep perubahan wujud!

Jawaban

Buatkan dengan teman kelompokmu ataupun secara individu percobaan sederhana
perubahan wujud, kemudian buat kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan!

34

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

E PERPINDAHAN
KALOR

Kalor dapat berpindah karena suhu yang
tidak sama. Kalor dapat berpindah dari
suatu benda yang suhunya tinggi ke benda
lain yang suhunya rendah Perpindahan
kalor dari suatu benda ke benda lain dapat
melalui tiga cara, yaitu konduksi (hantaran,
konveksi (aliran), dan radiasi (pancaran)

Gambar 24. Perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi
(sumber: https://sumber.belajar.kemdikbud.go.id)

1. Konduksi

Jika sebatang besi yang salah satu ujungnya

dipanaskan, dalam selang waktu tertentu ujung lainnya

pun akan terasa panas meskipun tidak bersentuhan

langsung dengan sumber panas. Pada peristiwa ini

terjadi perpindahan kalor secara konduksi. Jadi

Konduksi adalah perpindahan kalor melalui zat

perantara dan selama terjadi perpindahan kalor tidak

disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat

perantara.

Gambar 25. Perpindahan kalor secara konduksi
(sumber: https://www.ruangguru.com/perpindahan-kalor)

Laju konduksi kalor dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut:

= = ∆ ……….. (23)



Dengan:

= kalor yang merambat persatuan waktu (J/s)
= Banyak kalor yang mengalir (J)
= waktu (s)
= konduktivitas termal (J/m s K atau W/m K)
= luas permukaan (m2)
∆ = selisih suhu (K)
= Ketebalan dinding (m)

s35

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju perpindahan secara konduksi yaitu:
a. Beda suhu, semakin besar beda suhu, semakin cepat perpindahan kalor.
b. Ketebalan dinding, semakin tebal dinding, semaakin lambat perpindahan kalor.
c. Luas permukaan, semakin besar luas permukaan, semakin cepat perpindahan kalor.
d. Konduktivitas termal suatu zat merupakan ukuran kemampuan zat menghantarkan kalor, semakin
besar konduktivitas termal zat, maka semakin cepat perpindahan kalor.

2. Konveksi

Pada saat memanaskan air di atas kompor

menggunakan sebuah panci, akan terjadi perambatan

kalor dari air yang ada di dasar panci ke permukaan

secara konveksi. Jadi konveksi adalah perpindahan

kalor karena gerakan fluida (zat alir) dari suatu

tempat ke tempat yang lain. Perpindahan kalor secara

konveksi (aliran) adalah perpindahan kalor karena

aliran zat yang dipanaskan. Konveksi hanya terjadi

pada zat yang dapat mengalir yaitu cair dan gas.

Perpindahan kalor secara konveksi secara matematis

dapat ditulis: Gambar 26. Perpindahan kalor secara konveksi

(sumber: https://www.ruangguru.com/perpindahan-kalor)

= ℎ ∆ ………… (24)

Dengan:

= Banyaknya kalor (J)
ℎ = Koefisien konveksi termal (J/s m2C)
= Luas penampang (m2)
∆ = Selisih suhu (K)

3. Radiasi

Radiasi merupakan perpindahan kalor dalam

bentuk gelombang elektromagnetik seperti cahaya

tampak, inframerah, gelombang mikro, dan sinar

ultraviolet. Setiap benda mengeluarkan energi dalam

bentuk radiasi elektromagnetik. Besarnya energi

radiasi benda hitam tergantung pula pada tingkatan

derajat suhunya. Secara matematis dapat dirumuskan

sebagai berikut: Gambar 27. Perpindahan kalor secara radiasi

(sumber: https://www.ruangguru.com/perpindahan-kalor)

36

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
= = 4………….. (25)



Dengan:
= Kalor (J)
= Waktu (s)
= Emisvitas bahan
= Konstanta Stefan Boltzman (5,67 x 10 W/m2K4)
= Luas permukaan (m2)
= Suhu (K)
a. Pemanfaatan Radiasi

1) Pendingin rumah berfungsi untuk meningkatkan kualitas udara pad rumah sehingga
menjadi lebih bersih dan sejuk. Kualitas udara yang baik tentu sangat bermanfaat
untuk melancarkan saluran pernapasan.

2) Panel surya berfungsi membantu mengurangi pemanasan global, menghemat
ketergantungan pada listrik, tagihan listrik jadi lebih hemat dalam jangka panjang.

3) Rumah kaca berfungsi agar tanah dan tanaman di dalam rumah kaca menjadi hangat.

37

E-LKPD FISIKA
BERBASIS TRI-N (NITENI, NIROKKE, NAMBAHI)

Contoh Soal

Sebuah jendela kaca ruang bangunan berAC panjangnya 4 m, tingginya 2,5 m, dan

tebalnya 10 mm. Suhu permukaan kaca di dalam ruangan 24 oC dan suhu dipermukaan

kaca di luar ruangan 26 oC. Tentukan banyaknya kalor yang mengalir dari luar ke dalam

ruangan yang berAC tersebut melalui kaca jendela jika diketahui konduktivitas termal

kaca 0,8 Jm-1 oC-1.

Penyelesaian:

Dik: = 4 m

= 10-2 m

1 = 24 oC
2 = 26 oC
= 2,5 m

= 0,8 Jm-1 oC-1

Kalor merambat dari luar ke dalam ruangan, dengan luas penampang = dan

merambat melalui tebal kaca

= 2+ 1 = ( ) 2− 1



= (0,8 Jm-1 oC-1) (4 m ×2,5 m) (26−24)°
10−2

= 1.600 J/s

Jadi agar ruangan yang ber-AC tersebut tetap dingi, AC harus mampu menyerap energi

1.600 J/s dari ruangan tersebut, dengan anggapan pada dinding lainnya tidak ada aliran

kalor.

38