E-LKPD IPA Berbasis Scaffolding Suhu, Kalor, dan Pemuaian Untuk Melatih Pemahaman Konsep Untuk Kelas VII Semester Ganjil SMP / MTs Penyusun : Windy Putri Sapei (2019016037) Dosen Pembimbing : 1. Astuti Wijayanti, M.Pd., Si 2. Laily Rochmawati L, M.Pd Program Studi Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa 2023
ii PERKENALAN E-LKPD Berbasis Scaffolding untuk Melatih Pemahaman Konsep Siswa pada Materi Suhu, Kalor, dan Pemuaian Untuk mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) pada materi Suhu, Kalor, dan Pemuaian untuk kelas VII kurikulum merdeka. Penyusun : Windy Putri Sapei NIM : 2019016037 Prodi : Pendidikan IPA Dosen Pembimbing 1 : Astuti Wijayanti, M.Pd.,Si Dosen Pembimbing 2 : Laily Rochmawati L, M.Pd Validator : Ani Widyawati, S.Si., M.Pd : Handoyo Saputro, S.Pd., M.Sc
iii KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan pembuatan Lembar Kerja Peserta Didik Elektronik (E-LKPD) IPA berbasis untuk melatih pemahaman konsep peserta didik pada materi Suhu, Kalor, dan Pemuaian untuk kelas VII SMP. E-LKPD berbasis merupakan salah satu bentuk penyajian bahan ajar untuk mengintegrasikan TIK ke dalam proses pembelajaran. E-LKPD ini dirancang dengan tujuan agar peserta didik mampu melatih pemahaman konsep pada materi Suhu, Kalor, dan Pemuaian. Metode scaffolding dalam E-LKPD diberikan kepada peserta didik berupa petunjuk, dorongan, pemberian contoh, atau langkahlangkah dalam pengerjaan soal. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan E-LKPD ini masih jauh dari kata sempurna. Maka dari itu, kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan agar dapat digunakan sebagai bahan perbaikan E-LKPD. Semoga E-LKPD ini dapat dimanfaatkan sebagai salah satu bahan ajar yang dapat digunakan bagi guru sebagai reverensi dalam mengajar pada materi Suhu,Kalor, dan Pemuaian. scaffolding scaffolding Yogyakarta, 10 Maret 2023 Penulis
iv DAFTAR ISI KATA PENGANTAR......................................................................................................iii DAFTAR ISI...................................................................................................................iv DESKRIPSI E-LKPD.....................................................................................................1 PEMBELAJARAN SCAFFOLDING...............................................................................2 CAPAIAN PEMBELAJARAN........................................................................................3 PETUNJUK PENGGUNAAN E-LKPD..........................................................................4 KEGIATAN E-LKPD BERBASIS SCAFFOLDING........................................................5 PETA KONSEP............................................................................................................6 Kegiatan 1. Alat Ukur Suhu & Skala pada Termometer...............................................7 Kegiatan 2. Pengaruh Kalor Terhadap Suhu dan Perubahan Wujud Benda..............15 Kegiatan 3. Macam-Macam Perpindahan Kalor..........................................................24 Kegiatan 4. Pemuaian ................................................................................................32 DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................40 PROFIL PENULIS.......................................................................................................41 PERKENALAN...............................................................................................................ii DAFTAR GAMBAR.......................................................................................................v DAFTAR TABEL..........................................................................................................vi
v DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Bagian Termometer..................................................................................8 Gambar 1.2 Termometer Suhu Badan.........................................................................9 Gambar 1.3 Termometer Bimetal.................................................................................9 Gambar 1.4 Termometer Kristal Cair...........................................................................9 Gambar 1.5 Skala pada Termometer...........................................................................9 Gambar 2.1 Menjemur Pakaian...................................................................................16 Gambar 2.2 Ketika Makan...........................................................................................17 Gambar 3.1 Menyetrika Baju........................................................................................25 Gambar 3.2 Arus Konveksi pada Air............................................................................26 Gambar 4.1 Pemuaian pada Rel Kereta......................................................................34 Gambar 4.2 Termometer Bimetal.................................................................................34 Gambar 4.3 Termometer Cair.......................................................................................34 Gambar 4.4 Pemuaian Gas..........................................................................................34
vi DAFTAR TABEL Tabel 1. Konversi Skala Suhu......................................................................................10 Tabel 2. Kalor Jenis Beberapa Benda..........................................................................18
1 Indikator Pemahaman Konsep Penerapan dalam E-LKPD Menafsirkan Peserta didik mampu membaca skala suhu pada termometer dan membaca grafik hubungan kalor dengan perubahan suhu dan wujud benda Mencontohkan Peserta didik mampu memberikan contoh terhadap konsep perpindahan kalor dan pemuaian yang sering mereka temui dalam kehidupan sehari-hari Mengklasifikasikan Peserta didik mampu mengklasifikasikan peristiwa perpindahan kalor apa saja yang terjadi ketika merebus air menggunakan panci. Menyimpulkan Peserta didik mampu membuat kesimpulan mengenai kegiatan yang mereka lakukan. Menjelaskan Melalui percobaan yang telah dilakukan peserta didik mampu menjelaskan hal-hal terkait percobaan yang dilakukan dengan mengerjakan soal-soal diskusi yang tersedia. DESKRIPSI E-LKPD E-LKPD merupakan bahan ajar yang di dalamnya berisikan kegiatan-kegiatan pembelajaran yang dikemas secara elektronik agar pembelajaran dapat berlangsung dengan aktif. E-LKPD ini disusun dengan menggunakan pembelajaran materi Suhu, Kalor, dan Pemuaian untuk siswa SMP kelas VII yang menggunakan kurikulum merdeka belajar. sendiri merupakan pembelajaran dengan memberi bantuan kepada peserta didik pada awal pembelajaran untuk mencapai pemahaman dan keterampilan kemudian secara perlahan bantuan tersebut dikurangi sampai akhirnya peserta didik dapat belajar dan menemukan pemecahan bagi permasalahan yang ada di tugasnya (Cahyo, 2013). yang ada di dalam ELKPD IPA ini berupa petunjuk penggunaan maupun pengerjaan dalam E-LKPD, pemberian materi mengenai Suhu, Kalor, dan Pemuaian, tersedianya video mengenai penjelasan materi, dan pemberian contoh. E-LKPD IPA berbasis ini disusun untuk melatih pemahaman konsep siswa dimana terdapat beberapa indikator pemahaman konsep yang digunakan dalam menyusun E-LKPD. Adapun indikator pemahaman konsep yang digunakan yaitu : Scaffolding Scaffolding scaffolding pada scaffolding
2 Pengertian didasarkan pada teori Vygotsky yang menyatakan bahwa pembelajaran terjadi apabila peserta didik belajar menangani tugas-tugas yang belum dipelajari namun tugas itu masih berada dalam jangkauan kemampuan atau tugas tersebut berada dalam sendiri merupakan strategi pembelajaran dengan pemberian dukungan atau bantuan belajar pada tahap awal secara terstruktur untuk mendorong siswa agar dapat bekerja secara mandiri (Rahim Taufik et al., 2017). Bantuan awal yang dapat diberikan kepada peserta didik dapat berupa petunjuk, dorongan, pemberian contoh, atau langkah-langkah dalam pengerjaan soal. Langkah Scaffolding Langkah Pengertian Penerapan dalam E-LKPD Intentionality Mengelompokan bagian materi yang hendak dikuasai peserta didik Peserta didik memperoleh informasi seperti materi pembelajaran Appropriateness Memfokuskan pemberian bantuan pada aspek yang belum dikuasai Peserta didik mendapat bantuan berupa stimulus terkait tugas yang harus diselesaikan Structure Pemberian model agar peserta didik dapat belajar Peserta didik dapat melakukan praktikum maupun menjelaskan apa yang sedang dipelajari Collaboration Melakukan kolaborasi Peserta didik dapat melakukan diskusi bersama teman kelompoknya untuk memecahkan masalah Internalization Pemantapan pengetahuan yang dimiliki peserta didik agar dikuasai dengan baik Peserta didik diminta untuk menarik kesimpulan mengenai pengetahuan yang diperoleh setelah melakukan kegiatan pembelajaran yang ada di ELKPD ini. PEMBELAJARAN SCAFFOLDING Menurut Sari & Surya (2017) penerapan dalam proses pembelajaran terdapat beberapa langkah, yaitu: Zona of Proximal Development Scaffolding Scaffolding ( ZPD) (Buyung & Dwijanto, 2017). Scaffolding
3 Capaian Pembelajaran (CP) Tujuan Pembelajaran (TP) CAPAIAN PEMBELAJARAN Peserta didik mampu melakukan pengukuran terhadap aspek fisis yang mereka temui dan memanfaatkan ragam gerak dan gaya (force), memahami hubungan konsep usaha dan energi, mengukur besaran suhu yang diakibatkan oleh energi kalor yang diberikan, sekaligus dapat membedakan isolator dan konduktor kalor. Menjelaskan pengertian suhu dan menyebutkan alat ukur suhu. Menggunakan alat ukur suhu (termometer) dengan benar. Menentukan skala suhu pada termometer dengan benar. Menghitung konversi skala termometer dengan tepat. Menjelaskan pengertian kalor dan menghitung besarnya kalor dengan tepat. Mendeskripsikan hubungan kalor terhadap perubahan suhu benda dengan tepat. Menganalisis proses perpindahan kalor dengan benar. Menjelaskan konsep perpindahan kalor dengan benar. Menjelaskan jenis-jenis pemuaian dengan benar. Membuktikan konsep pemuaian pada zat gas dengan tepat. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Setelah melakukan pembelajaran dengan menggunakan E-LKPD IPA ini, diharapkan peserta didik dapat :
4 PETUNJUK PENGGUNAAN E-LKPD Sebelum menggunakan E-LKPD ini bacalah terlebih dahulu petunjuk penggunaan ELKPD berikut ini : Berdoalah sebelum dan sesudah mengerjakan E-LKPD ini! Pastikan bahwa koneksi internet baik dan stabil. Perhatikan setiap petunjuk pengerjaan dalam setiap kegiatan dengan cermat dan teliti. Baca dan pelajari materi yang ada di dalam E-LKPD agar dapat menguasai materi dengan baik. Lengkapi setiap bagian aktivitas dan tugas yang terdapat dalam E-LKPD ini dengan semangat dan gembira. Apabila mengalami kesulitan dalam mengerjakannya, catatlah kesulitan tersebut pada buku catatan agar dapat mendiskusikannya bersama teman, atau dapat menanyakan langsung kepada Bapak/Ibu Guru pada saat kegiatan pembelajaran berlangsung. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan dalam setiap kegiatan. Perhatikan keselamatan kerja ketika melakukan kegiatan praktikum. Kerjakan bagian tes yang ada pada setiap kegiatan sebagai indikator pemahaman konsep materi. Ikuti petunjuk pengerjaan! Beritahu guru apabila telah selesai mengerjakan E-LKPD ini! 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
5 1. Bacalah petunjuk penggunaan dalam E-LKPD ini! 2. Klik link liveworksheet di bawah ini : 3. Lengkapi nama, kelas, nomor absen pada kolom yang disediakan. 4. Baca dan amati materi yang ada dalam E-LKPD agar dapat menguasai materi dengan baik. 5. Lengkapi dan lakukan setiap bagian aktivitas dan tugas yang ada di dalam LKPD. 6. Setelah selesai mengerjakan kegiatan klik finish pada bagian akhir LKPD. KEGIATAN E-LKPD BERBASIS Petunjuk Pengerjaan SCAFFOLDING Kegiatan 4 Kegiatan 3 Kegiatan 2 Kegiatan 1 https://www.liveworksheets.com/dn3458788vs https://www.liveworksheets.com/xp3458794ix https://www.liveworksheets.com/qx3458811bg https://www.liveworksheets.com/ui3458814zu
6 Alat Ukur Suhu Skala Suhu Pada Termometer Pemuaian Panjang Pemuaian Luas Pemuaian Volume Perubahan Wujud Zat Perpindahan Kalor Hubungan Kalor dengan Suhu Mempelajari PETA KONSEP Suhu, Kalor, dan Pemuaian Suhu Kalor Pemuaian M elip u ti T e r diri d a ri Meliputi Konveksi Terdiri dari Konduksi Radiasi
Kelas : KEGIATAN 1 SUHU "ALAT UKUR SUHU DAN SKALA PADA TERMOMETER" Nama : No. Absen :
8 Kegiatan Pembelajaran 1 Dalam kehidupan sehari-hari kita sering meletakan punggung tangan pada beberapa bagian tubuh seperti pipi, kening, maupun leher. Apakah kalian dapat merasakan panas yang berbeda dari bagian tubuh tersebut? Apakah kalian dapat membedakan secara akurat besarnya suhu yang dirasakan pada masing-masing bagian tubuh tersebut? Mari kita pelajari materi mengenai suhu bersama-sama dengan belakukan berbagai kegiatan pembelajaran berikut ini. Tujuan Kegiatan Pembelajaran Melalui percobaan sederhana, peserta didik dapat menggunakan alat ukur suhu (termometer) dengan benar. Melalui percobaan sederhana, peserta didik dapat menentukan skala suhu pada termometer dengan benar. Melalui kegiatan diskusi, peserta didik dapat menghitung konversi skala termometer dengan tepat. 1. 2. 3. Intentionality Suhu adalah tingkat / derajat panas suatu benda. Suhu termasuk besaran pokok yang dilambangkan dengan T. Besaran ini menggunakan satuan derajat (°). Panas-dinginnya suatu benda dapat diukur dengan tepat menggunakan alat yang bernama "Termometer". Amatilah bagian-bagian dari termometer di gambar 1. "Bagaimana Cara Mengukur Suhu?" Dalam penggunaan termometer terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan yaitu : Posisi termometer, apabila ingin mengukur suhu suatu zat cair dalam gelas beaker, pastikan ujung bawah atau tendon dari termometer tidak menyentuh dasar dari gelas beaker. Tidak memegang termometer secara langsung menggunakan tangan. Hal ini disebabkan karena tangan kita memiliki suhu panas yang dapat mempengaruhi pengukuran dari termometer. Untuk membaca skala pada termometer pastikan posisi mata kalian sejajar / tegak lurus dengan kolom raksa. 1. 2. 3. Gambar 1.1 Bagian Termometer Sumber : fisikabc.com
9 Sekilas Info Apakah semua termometer sama jenisnya? Tidak, termometer dapat dibuat dalam berbagai jenis. Jenis-jenis termometer akan disesuaikan dengan kegunaan masing-masing. Adapun jenis-jenis termometer yaitu : Hingga saat ini dikenal beberapa jenis termometer, yaitu : Termometer Celcius ditemukan oleh Andreas Celcius (1701-1744). Termometer Reamur, dikenalkan oleh Reamur seorang ahli fisika dari Prancis. Termometer Fahrenheit, dikenalkan oleh Gabriel D. Fahrenheit seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman. Termometer Kelvin, dikenalkan oleh Lord Kelvin seorang ilmuan dari Inggris (1824- 1907) 1. 2. 3. 4. Gambar 1.5 Skala pada Termometer Sumber : Wislah.com Titik tetap atas (titik didih) : Titik uap di atas yang sedang mendidih pada tekanan 1 atm Titik tetap bawah (titik beku) : titik lebur es murni pada tekanan 1 atm. Termometer zat cair, secara umum zat cair yang biasa digunakan yaitu raksa atau alkohol jenis tertentu. Raksa memiliki keistimewaan, yaitu warna yang mengkilat dan cepat bereaksi terhadap perubahan suhu, dan raksa membeku pada suhu rendah (-38°C) dan mendidih pada suhu lebih dari 350°C. Namun, raksa sangat beracun sehingga berbahaya jika termometer pecah. Terdapat beberapa termometer yang menggunakan zat cair yaitu termometer laboratorium dan termometer suhu badan. Termometer bimetal, termometer ini memanfaatkan perbedaan pemuaian antar dua jenis logam. Termometer bimetal terdiri dari dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai berbeda, sehingga ketika terkena perubahan suku maka bimetal akan melengkung ke arah tertentu. Termometer kristal cair, menggunakan zat kristal cair yang bersifat cair dan padat sebagai indikator suhu. 1. 2. 3. Gambar 1.2 Termometer Suhu Badan Sumber : Fisikabc.com Gambar 1.3 Termometer Bimetal Sumber : SeputarIlmu.com Gambar 1.4 Termometer kristal cair Sumber : www.ainamulyana.id
10 Appropriateness Ingat! Perbandingan Skala Suhu C : R : F : K 100 : ..... : ..... : 100 Maka Perbandingan Suhu Adalah: 5 : 4 : ..... : ..... C : R : (F-32) : (K -273) "Menentukan Konversi Skala Suhu" 2. Termometer Reamur - Skala titik didih air : 80° - Skala titik beku air : 0° 4. Termometer Kelvin - Skala titik didih air : .......° - Skala titik beku air : 273° 3. Termometer Fahrenheit - Skala titik didih air : 212° - Skala titik beku air : ......° Setelah kalian mengamati gambar 1.5 mengenai skala suhu pada termometer, mari kita pelajari bagaimana cara mengkonversi suhu. Lengkapilah bagian yang belum terisi sesuai dengan contoh yang telah diberikan! 1. Termometer Celcius - Skala titik didih air : 100° - Skala titik beku air : 0° Rentang Skala 100 - 0 = 100 Rentang Skala 80 - 0 = ........ Rentang Skala 212 - ....... = ........ Rentang Skala ....... - 273 =........ Dari perbandingan skala suhu yang telah kalian peroleh dapat kita masukan ke dalam tabel konversi skala suhu agar kalian lebih mudah dalam menentukan konversi skala suhu. Tabel 1. Konversi Skala Suhu
11 Latihan Soal Mari Kita Terapkan Pembahasan Diketahui : Ditanya : Suhu benda = 35°C Besar suhu benda pada termometer Fahrenheit? Jawab : Perbandingan skala suhu Celcius ke Fahrenheit. Maka suhu benda dalam termometer Fahrenheit adalah : (Ingat pembelajaran matematika, apabila tanda negatif berpindah posisi maka akan menjadi positif) = 9/5 x 35 + 32 = 95°F Setelah kalian membaca materi mengenai suhu, kerjakan soal di bawah ini dilengkapi dengan langkah penyelesaian dan tulis di buku tugasmu! Diketahui suhu air yang diukur menggunakan termometer celcius sebesar 80°C. Konversikan suhu air tersebut ke dalam termometer Fahrenheit! 1. Suatu benda memiliki suhu sebesar 35°C, apabila diukur menggunakan termometer Fahrenheit berapakah besar suhu benda tersebu? 2 .Termometer dengan dua skala, yaitu Fahrenheit dan Reamur menunjukan skala suhu sebesar 20°R. Berapakah skala suhu pada termometer Fahrenheit? Jawab : Diketahui : Suhu benda = .......°C Ditanya : Besar suhu benda pada termometer Fahrenheit? Jawab : Perbandingan skala suhu Celcius ke Fahrenheit. = 9/5 x ...... + 32 = ...... °F ( F - 32 ) : C = 9 : 5 F = 9/5 x C + 32 ( F - 32 ) : C = 9 : 5 F = 9/5 x C + 32
12 Structure Setelah melakukan kegiatan ini, peserta didik diharapkan mampu mengukur suhu, membaca skala termometer, serta menentukan konversi skala termometer dengan tepat. Mari kita lakukan percobaan berikut ini bersama kelompokmu! Alat dan Bahan Gelas ukur 4 buah Air panas 20ml Air hangat 20ml Air biasa 20ml Air es 20ml Termometer 1. 2. 3. 4. 5. 6. Langkah Kerja Tuangkan keempat air (air panas, air hangat, air biasa, dan air es) masing-masing ke gelas yang berbeda sebanyak 20ml. Ukurlah suhu keempat air tersebut menggunakan termometer, dengan mencelupkan ujung termometer ke dalam air. Amati skala yang ditunjukan oleh termometer. Masukan hasilnya dalam tabel pengamatan! 1. 2. 3. 4. "Mari Kita Lakukan Penyelidikan" No Jenis Air Suhu (°C) 1 Air Panas 2 Air Hangat 3 Air Biasa 4 Air Es Hasil Pengamatan
13 Collaboration "Mari Kita Berdiskusi" (a) (b) (c) (d) (e) 2 .Konversikan suhu dari hasil pengamatanmu ke dalam skala Fahrenheit, reamur, dan Kelvin ! 3. Mengapa keempat air tersebut memiliki skala suhu yang berbeda-beda? 1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan suhu! 4. Klasifikasikan gambar termometer di bawah ini sesuai dengan jenisnya! Termometer Bimetal Termometer Zat Cair Termometer kristal Cair
14 Buatlah kesimpulan mengenai kegiatan yang telah kalian lakukan. Dan apabila terdapat materi yang belum dipahami kalian dapat menuliskannya dibawah ini: Kesimpulan : Tuliskan materi yang belum dipahami di bawah sini! Internalization BANTUAN! Amati video berikut ini agar kalian lebih memahami bagaimana cara mengkonversi skala suhu! https://youtu.be/UmTJ_0BNN9M Video Penjelasan Konversi Skala Termometer
Kelas : KEGIATAN 2 KALOR "PENGARUH KALOR TERHADAP SUHU DAN PERUBAHAN WUJUD BENDA" Nama : No. Absen :
16 Kegiatan Pembelajaran 2 Apakah kalian pernah memasak di dapur? Saat memasak kamu menggunakan energi panas api untuk menaikan suhu air atau minyak. Bagaimana hal itu dapat terjadi? Dalam kegiatan ini mari kita bersama-sama belajar mengenai bagaimana pengaruh kalor terhadap perubahan suhu dan perubahan wujud benda. Tujuan Kegiatan Pembelajaran Melalui kegiatan pembelajaran, peserta didik diharapkan dapat menghitung besarnya kalor dengan tepat. Melalui percobaan sederhana, peserta didik diharapkan dapat mendeskripsikan hubungan kalor terhadap perubahan suhu benda dengan tepat. 1. 2. Intentionality "Kalor" Pernahkan kalian duduk bersama teman-teman di dekat api unggun lalu badan kalian terasa hangat? Kemudian ketika kalian menjemur baju, baju yang berwarna lebih gelap akan lebih cepat kering daripada warna yang lain. Mengapa itu semua dapat terjadi? Ketika itu energi yang menyebabkan panas yang dibawa oleh api maupun sinar matahari akan mengalir ke kulit maupun baju. Dari contoh-contoh tersebut, yang menyebabkan badan terasa hangat didekat api unggun dan keringnya baju disebut dengan adanya kalor. Gambar 2.1 Menjemur Pakaian Sumber : kompas.com Kalor merupakan suatu bentuk energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah
17 Fun Fact Kalor sebagai bentuk energi memiliki satuan SI (Sistem Internasional) adalah Joule (J). Satuan kalor yang sering digunakan adalah kalori atau Satu kalori sama dengan 4.184 J atau 4,2 J Saat kedinginan kamu akan menggigil. Dengan menggigil maka tubuhmu bergerak cepat. Gerak tubuh kamu ini memaksa tubuh untuk melakukan metabolisme, yaitu membakar energi kimia makanan menjadi energi gerak dan tentu saja menghasilkan energi panas. Dengan cara itulah suhu tubuh tidak turun, akan tetapi saat kedinginan kamu lebih cepat merasa lapar. Kedinginan Menyebabkan Cepat Lapar kilokalori. Satu kalori adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 gram air hingga naik sebesar 1°C. Ketika kalian makan, tubuh akan mengubah sebagian makanan menjadi energi panas. Dalam suatu makanan energi panas yang disediakan oleh makanan diukur dalam kilokalori, sering disingkat kkal atau Kal (dengan K huruf kapital). Satu Kal makanan sama dengan 1.000 kalori. Kita menggunakan kilokalori untuk makanan, karena kalori terlalu kecil untuk dipakai mengukur energi pada makanan yang dimakan. Zat gizi makanan mengandung energi kimia yang dapat diubah menjadi energi panas atau energi bentuk lain. Sebagian energi ini digunakan untuk mempertahankan suhu tubuh. Saat kamu sedang kedinginan, kamu akan menggigil untuk mempercepat metabolisme tubuh sehingga suhu tubuh tetap terjaga. Gambar 2.2 Ketika makan, mendapat asupan energi kimia Sumber : Kemdikbud
18 "Pengaruh Kalor Terhadap Perubahana Suhu dan Wujud Benda" Bahan Kalor Jenis (J/ (kg.K)) Air 4.184 Alkohol 2.450 Aluminium 920 Karbon 710 Pasir (grafit) 664 Besi 450 Tembaga 380 Perak 235 Kalor jenis adalah jumlah energi panas yang diperlukan oleh 1 kg bahan tertentu untuk menaikkan suhunya sebesar 1 Kelvin. Disiang hari air yang berada di sungai maupun danau tetap terasa dingin. Sedangkan aspal di jalan terasa begitu panas. Hal ini dapat terjadi karena suatu benda memiliki kalor jenis yang berbeda-beda. Tabel 2. Kalor Jenis Beberapa Bahan Tabel 2 menunjukan bahwa kalor jenis air lebih tinggi dibandingkan dengan kalor jenis beberapa bahan lainnya. Itulah yang menyebabkan air di danau dan sungai tetap terasa dingin walaupun terkena sinar matahari karena kalor jenis air tinggi. Ingat! Bahan yang memiliki kalor jenis tinggi dapat menyerap energi panas dengan sedikit perubahan suhu.
19 Bagaimana menghitung besar kalor? Mari Kita Terapkan! Apa yang diketahui? Apa masalahnya? Bagaimana strateginya? Bagaimana penerapannya? Massa (m) = 500 g = 0,5 kg Kalor jenis air (c) = 4.184 J/(kg.K) Kenaikan suhu (∆T) = (100-20)° C = 80°C = 80K Menentukan kalor untuk kenaikan suhu air Gunakan persamaan Q = c x m x ∆T Q = c x m x ∆T = 4.184 x 0,5 x 80 = 167.360 J Kalor yang digunakan untuk menaikan suhu suatu benda tergantung pada jenis benda itu. Semakin besar kenaikan suhu benda maka kalor yang diperlukan semakin besar juga. Semakin besar massa benda, kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu semakin besar pula. Jadi, dapat disimpulkan bahwa : kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu = Kalor jenis X Massa benda X Kenaikan suhu Secara sistematis dapat dilambangkan dengan : Q = c x m x ∆T ∆T = Suhu akhir - Suhu awal Berapa kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 500g air, dari suhu mula-mula 20°C menjadi 100°C? Keterangan : c = kalor jenis m = massa benda ∆T = kenaikan suhu Appropriateness
20 Latihan Soal "Mari Kita Lakukan Penyelidikan" Termometer Gelas beaker Kasa Stopwatch Pembakar spritus Kaki tiga Korek api Es batu berbentuk balok sebanyak 3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Structure Setelah melakukan kegiatan ini, peserta didik diharapkan dapat memahami pengaruh kalor terhadap perubahan suhu dan perubahan wujud benda, mari kita lakukan percobaan berikut ini bersama kelompokmu! Alat dan Bahan : Setelah kalian membaca materi mengenai kalor, kerjakan soal di bawah ini dilengkapi dengan langkah penyelesaian dan tulis di buku tugasmu! Banyaknya kalor untuk menurunkan suhu 4 kg zat cair yang mempunyai kalor jenis 500 J/Kg K dari 40°C menjadi 20°C adalah...... 1. 2. Suatu benda padat yang memiliki massa 2 kg dipanaskan dari suhu 30°C menjadi 100°C, memerlukan kalor sebanyak 7 x 10⁵ Joule. Kalor jenis benda tersebut adalah...... Masukan es batu ke dalam gelas beaker dan ukurlah suhu awal es menggunakan termometer. Panaskan es batu di atas pembakar spritus hingga es mencair dan air mendidih. Catatlah suhunya setiap menit. Ingat ketika mengukur suhu menggunakan termometer pastikan ujung termometer bagian bawah atau tandon tidak menyentuh dinding dasar gelas. Catat hasil pengamatan pada tabel pengamatan 1. 2. 3. 4. 5. Langkah Kerja :
21 Tabel Pengamatan Waktu (Menit) Suhu ( °C ) Kondisi Es Batu Collaboration "Mari Kita Berdiskusi" Setelah melakukan percobaan, diskusikanlah pertanyaan di bawah ini bersama kelompokmu! 1. Apa yang terjadi pada es batu saat dipanaskan? Mengapa hal tersebut bisa terjadi? 2. Bagaimana perbedaan suhu disetiap menitnya ketika es dipanaskan?
22 Internalization Kalor Kondisi Es Penjelasan Q1 Es (Padat) Q1 adalah kalor untuk menaikan suhu es dari < 0°C menjadi 0°C Q2 Q2 adalah kalor untuk mengubah es 0°C menjadi air 0°C Q3 Air (cair) Q4 Q4 adalah kalor untuk mengubah air 100°C menjadi uap Q5 3. Dari kegiatan praktikum yang telah kalian lakukan dapat dituliskan grafik seba gai berikut! Setelah kalian mengamati grafik di atas, jelaskan grafik tersebut dengan melengkapi tabel yang ada dibawah ini! Buatlah kesimpulan mengenai kegiatan yang telah kalian lakukan pada kolom dibawah ini:
23 Kalor Laten Kalor Penguapan Kalor Lebur Apabila kalian masih bingung atau belum paham mengenai grafik perubahan wujud benda, kalian dapat menyimak video yang ada berikut ini! Kemudian tulislah pada buku catatan apabila terdapat materi yang belum kalian pahami! Video Penjelasan Grafik Perubahan Wujud Zat Setelah kalian mengamati dan memahami video yang ada di atas, coba kerjakan soal di bawah ini! https://youtu.be/_he_1eEuVMk 2. Berapakah kalor yang diperlukan untuk meleburkan 5 kg air dalam keadaan beku, jika kalor lebur air tersebut 336.000 J/kg? 1.Lengkapi rumus persamaan di bawah ini:
KEGIATAN 3 Kelas : KALOR "MACAM-MACAM PERPINDAHAN KALOR" Nama : No. Absen :
25 Kegiatan Pembelajaran 3 Intentionality "Perpindahan Kalor" Kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Bagaimana hal tersebut bisa terjadi? Mari kita pelajari dengan melakukan berbagai kegiatan yang ada untuk memahami bagaimana cara perpindahan kalor. Tujuan Kegiata Pembelajaran Melalui pengamatan gambar, peserta didik dapat menganalisis proses perpindahan kalor dengan benar. Melalui percobaan sederhana, peserta didik dapat menjelaskan konsep perpindahan kalor dengan benar. 1. 2. Kalor merupakan energi panas yang ada pada suatu benda. Sedangkan, perpindahan kalor atau perpindahan panas merupakan suatu proses berpindahnya panas dari benda yang memiliki suhu tinggi menuju benda yang bersuhu lebih rendah. Proses ini dapat terjadi secara alami. Kalor dapat menimbulkan adanya perubahan suhu hingga bentuk maupun wujud dari benda tersebut. Terdapat tiga jenis cara perpindahan kalor, yaitu secara konduksi, konveksi, dan radiasi. 1. Konduksi Konduksi merupakan proses perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan zat perantara. Konduksi umumnya terjadi pada zat padat, seperti logam. Salah satu contoh perpindahan kalor secara konduksi adalah ketika kamu menyetrika, setrika yang panas bersentuhan dengan kain. Sehingga kalor akan berpindah dari setrika ke kain Benda yang jenisnya berbeda memiliki kemampuan menghantarkan panas secara konduksi yang berbeda. Bahan yang dapat menghantarkan panas dengan baik disebut dengan konduktor. Sedangkan bahan yang menghantarkan panas dengan buruk disebut isolator. Berikut ini adalah contoh benda konduktor dan isolator: Gambar 3.1 Menyetrika Baju Sumber : detik.com
26 Timbal Baja Aluminium Emas Tembaga Perak Air Bata Kayu Styrofom Udara Hampa F u n F a c t Kemampuan menghantarkan kalor semakin buruk (isolator) Kemampuan menghantarkan kalor semakin baik (konduktor) 2. Konveksi Konveksi merupakan proses perpindahan kalor dari satu tempat ke tempat lain bersama dengan gerak partikel-partikel bendanya. Peristiwa perpindahan kalor secara konveksi dapat dilihat ketika air dipanaskan, dimana bagian bawah air mendapatkan kalor dari pemanas, partikel air memuai sehingga menjadi lebih ringan dan bergerak naik dan digantikan dengan partikel air dingin dari bagian atas. Dengan cara ini, panas dari air bagian bawah berpindah bersama aliran air menuju bagian atas. Pola aliran air ini akan membentuk arus konveksi. 3. Radiasi Radiasi merupakan proses perpindahan kalor tanpa memerlukan medium atau zat perantara. Setiap benda dapat memancarkan dan menyerap radiasi kalor, yang besarnya bergantung pada suhu benda dan warna benda. Makin rendah suhu benda, makin besar pula kalor yang diterima dari lingkungannya dan semakin luas permukaan benda dingin, makin besar pula kalor yang diterima dari lingkungannya. Sedangkan semakin gelap benda yang terasa panas, makin besar pula kalor yang diradiasikan ke lingkungannya dan semakin gelap benda yang terasa dingin, makin besar pula kalor yang diterima dari lingkungannya. Memakai baju hitam terasa lebih gerah. Sebab, cahaya yang terperangkap dalam benda berwarna hitam akan berubah menjadi energi panas. Semakin gelap bendanya, semakin baik pula benda itu memancarkan panas. Sebab warna hitam merupakan penyerap cahaya yang baik. Gambar 3.2 Arus konveksi pada air yang dipanaskan Sumber : saintif.com Arus konveksi
27 Appropriateness Perpindahan kalor tersebut terjadi pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel dari zat tersebut. Dalam merebus air dapat dilihat dari adanya proses naik turun air ketika dipanaskan. Dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali peristiwa perpindahan kalor yang terjadi disekitar kita. Kamu pasti pernah merebus air menggunakan panci yang memiliki pegangan di atas kompor. Amati gambar di bawah ini! A Ketika merebus air menggunakan panci terjadi beberapa proses perpindahan kalor. Sebutkan dan jelaskan mengapa perpindahan kalor tersebut dapat terjadi serta sebutkan bahan yang merupakan konduktor maupun isolator! D. Konduktor dan Isolator C. Perpindahan kalor secara ......................... B. Perpindahan kalor secara ....................... A. Perpindahan kalor secara konduksi B C
28 "Mari Kita Lakukan Penyelidikan" Structure Setelah kalian membaca dan memahami materi mengenai perpindahan kalor, ayo kita lakukan percobaan sederhana mengenai perpindahan kalor bersama kelompokmu! Bentuk plastisin menjadi 2 bagian pipih, kemudian tempelkan di gagang sendok logam dengan diberi jarak sekitar 1cm. Nyalakan lilin menggunakan korek api. Dekatkan ujung sendok ke api lilin yang menyala sehingga sendok bersentuhan langsung dengan api. Amati perubahan yang terjadi pada plastisin dan sendok kemudian catat hasilnya pada tabel pengamatan. 1. 2. 3. 4. Lilin batang Sendok logam Korek api Gelas plastik transparan (2 buah) Plastisin Air Serbuk pewarna 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Alat dan Bahan Cara Kerja Kegiatan 1 Kegiatan 2 Nyalakan lilin menggunakan korek api. Isi salah satu gelas plastik dengan air sebanyak ⅓ bagian dan masukan serbuk pewarna. Dekatkan gelas plastik berisi air ke api lilin yang menyala sehingga gelas plastik bersentuhan langsung dengan api. Amati apa yang terjadi pada gelas plastik dan serbuk pewarna, kemudian catat hasilnya pada tabel pengamatan. 1. 2. 3. 4. Kegiatan 3 Nyalakan salah satu lilin batang menggunakan korek api. Dekatkan gelas plastik ke samping api lilin yang menyala dengan jarak 2cm (api tidak bersentuhan langsung dengan gelas plastik). Tunggu selama 3 menit dan amati perubahan yang terjadi pada gelas plastik kemudian catat hasilnya pada tabel pengamatan! 1. 2. 3. Kegiatan 1
29 Tabel Pengamatan Percobaan keHasil Pengamatan 1 2 3 2. Apa yang terjadi pada gelas plastik berisi air dan serbuk pewarna ketika bersentuhan langsung dengan api? Perpindahan kalor secara apa yang terjadi pada kegiatan 2? 3. Perpindahan kalor apa yang terjadi pada kegiatan 3? Jelaskan! 1. Apa yang terjadi pada plastisin di batang sendok ketika ujung sendok di dekatkan pada api lilin? Perpindahan kalor secara apa yang terjadi pada kegiatan 1? Collaboration "Mari Kita Berdiskusi"
30 Menjodohkan! Konduksi Radiasi Konveksi Jodohkan penerapan dari peristiwa perpindahan kalor yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari!
31 Buatlah kesimpulan mengenai kegiatan yang telah kalian lakukan. Dan apabila terdapat materi yang belum dipahami kalian dapat menuliskannya dibawah ini: Kesimpulan : Materi yang belum dipahami: Internalization
Kelas : KEGIATAN 4 PEMUAIAN Nama : No. Absen :
33 Kegiatan Pembelajaran 4 Tahukah kamu bahwa kalor merupakan bentuk energi yang mampu meningkatkan suhu suatu benda menjadi lebih oanas? Apakah ada sifat benda lainnya yang dapat dipengaruhi oleh kalor? Coba sekarang amati kaca jendela yang ada di ruang kelas kalian. Apakah kaca yang terpasang di daun jendela ada celahnya atau pas? Mengapa hal tersebut dilakukan? Apakah mememiki pengaruh terhadap pertambahan luas kaca? Agar lebih jelas mari kita pelajari dan mengerjakan kegiatan yang ada dalam E-LKPD. Tujuan Kegiatan Pembelajaran Melalui pengamatan video, peserta didik dapat menjelaskan jenis-jenis pemuaian dengan benar. Melalui percobaan sederhana, peserta didik dapat membuktikan konsep pemuaian pada zat gas dengan tepat. 1. 2. Intentionality "Pemuaian" Pemuaian merupakan perubahan benda akibat dari bertambahnya suhu. Ketika suhu berubah terlalu panas atau terlalu dingin akan menyebabkan suatu benda mengalami perubahan. Pemuaian merupakan peristiwa memuai, dimana suatu benda ukurannya dapat membesar, baik panjang, lebar, luas, tinggi, maupun volume yang dipengaruhi kalor. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas. Salah satu contoh yang sering ditemui yaitu pada pemasangan kaca pada jendela, dimana dalam pemasangan jendela memang dibuat bercelah. Contoh pemuaian pemuaian lainnya adalah pemasangan keramik yang agak longgar, gelas yang pecah ketika diberi air yang panas, balon udara yang bisa terbang, dan pemasangan kabel listrik yang agak longgar.
34 Sekilas Info b. Pemuaian Zat Cair a. Pemuaian Zat Padat Zat padat mengalami 3 jenis pemuaian yaitu pemuaian panjang, luas, dan volume. Pemuaian panjang merupakan pemuaian yang terjadi pada satu bagian sisi pada benda. Pemuaian luas adalah pemuaian yang terjadi pada kedua arah sisi-sisi benda. Pemuaian ruang (volume) memiliki koefisien muai tiga kali koefisien muai panjang. 1. 2. 3. Zat cair juga mengalami pemuaian ketika dipanaskan. Zat cair relatif lebih mudah teramati dibanding zat padat. Salah satu contohnya adalah pembuatan termometer yang memanfaatkan sifat pemuaian zat cair di dalamnya. Gambar 4.1 Pemuaian pada Rel Kereta Api Sumber: Aanwijzing.com Zat cair yang digunakan dalam termometer pada umumnya raksa atau alkohol. Raksa memiliki keistimewaan yaitu warnanya mengkilat dan cepat bereaksi terhadap perubahan suhu. Namun raksa sangat beracun sehingga berbahaya apabila digunakan dan termometer pecah. Sifat pemuaian benda memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa pemuaian zat padat yaitu : Pemanasan roda besi pada roda pedati, sambungan rel kereta api, dan pemasangan kaca pada bingkainya. Bimetal, merupakan dua keping logam yang berbeda koefisien muai panjangnya dijadikan satu dengan cara di paku keling atau dilas. Banyak sekali peralatan yang memanfaatkan bimetal antara lain yaitu termometer bimetal dan sakelar otomatis pada setrika listrik. 1. 2. Gambar 4.3 Termometer zat cair Sumber: Pinhome.id Gambar 4.2 Termometer Bimetal Sumber : SeputarIlmu.com
35 Coba ingat-ingat, pernahkah rumah kalian mengalami mati listrik yang disebabkan oleh pemasangan alat rumah tangga yang terlalu banyak? Atau terjadi konsleting pada kabel di atas rumah yang menyebabkan listrik mati, lalu bagaimana agar tidak terjadi kebakaran di rumah? Tahukah kalian mengapa mati listrik dapat terjadi? Tuliskan jawaban kalian di bawah ini! Seperti halnya zat cair, gas juka akan mengalami pemuaian jika diberikan kalor dalam jumlah tertentu. Sifat pemuaian gas dapat kita manfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya untuk menerbangkan balon udara, memompa ban sepeda tidak perlu terlalu kencang dan jangan meletakkan balon di tempat yang panas. b. Pemuaian Zat Gas Gambar 4.4 Pemuaian Gas Sumber: sinibelajar.com Appropriateness
36 "Mari Kita Lakukan Penyelidikan" Structure Setelah melakukan kegiatan ini, peserta didik diharapkan mampu memahami konsep pemuaian, mari kita lakukan percobaan berikut bersama kelompokmu! Apabila kalian belum memahami materi pemuaian simaklah video berikut ini! Setelah mengamati video catatlah pada buku catatan hal-hal yang penting, kemudian tanyakan kepada Bapak/Ibu guru apabila masih ada materi yang belum dipahami. Alat dan Bahan: Botol kaca Baskom (2 buah) Air panas Air dingin Balon Karet gelang 1. 2. 3. 4. 5. 6. https://youtu.be/rQ6TABHfN1w
37 Tabel Pengamatan No Air dalam Baskom Keadaan Balon 1 Panas 2 Dingin Siapkan 2 baskom dan tuang air panas ke dalam baskom A dan air dingin ke dalam baskom B Pasang balon pada mulut botol kaca kemudian ikat menggunakan karet gelang agar balon tidak lepas dari mulut botol. Letakan botol yang telah dipasangkan balon ke dalam baskom A yang berisi air panas. Tunggu kurang lebih 3 menit dan amati apa yang telah terjadi pada balon. Pindahkan botol kaca ke baskom B yang berisi air dingin. Amati kembali, perubahan apa yang terjadi pada balon. Catat hasil pengamatanmu di tabel pengamatan! 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Cara Kerja : Collaboration "Mari Kita Berdiskusi" 1. Dari percobaan yang telah kalian lakukan, jelaskan apa yang dimaksud dengan dengan pemuaian?
38 2. Apa yang terjadi pada balon ketika botol kaca dimasukan ke dalam baskom yang berisi air panas? Mengapa hal tersebut dapat terjadi, jelaskan! 4. Pemuaian dapat terjadi pada tiga zat yaitu, zat padat, zat cair, dan zat gas. Berikan masing-masing contoh dari ketiga pemuaian tersebut yang sering kalian temui da lam kehidupan sehari-hari! 3. Apa yang terjadi pada balon ketika botol kaca dimasukan ke dalam baskom yang berisi air dingin? Mengapa hal tersebut dapat terjadi, jelaskan! 5. Tuliskan contoh peristiwa pemuaian yang sering kalian temui dalam kehidupan sehari-hari!
39 Buatlah kesimpulan mengenai kegiatan yang telah kalian lakukan. Dan apabila terdapat materi yang belum dipahami kalian dapat menuliskannya dibawah ini: Kesimpulan : Materi yang belum dipahami: Internalization
40 Daftar Pustaka Buyung & Dwijanto. (2017). Analisis kemampuan literasi matematis melalui pembelajaran inkuiri dengan strategi scaffolding. Jurnal Of Mathema tic Education Research, 6.1. Cahyo, A. N. (2013).Panduan Aplikasi Teori-Teori Belajar Mengajar Teraktual dan Terpopuler. Yogyakarta: DIVA Press. Rahim Taufik, R., Efkar, T., & Soemantri Brojonegoro, J. (2017). Pengaruh strategi scafffolding dalam pembelajaran simayang untuk meningkatkan model mental 6(1),26-37. Widodo, W., Rachmadiarti, F., & Hidayati, S. N. (2017). Buku Guru Ilmu Penge tahuan Alam SMP/MTs Kelas VII. Jakarta: Kemendikbud. Dari, N., & Surya, E. (2017). Efektivitas Penggunaan Teknik Scaffolding dalam Meningkatkan Hasil Belajar Matematika pada Siswa SMP Swasta Al-Wa shliyah Medan. Edumatica, 7(1),1-10 Inabuy, V., Sutia, C., Maryana, O. F. T., & Lestari, S. H. (2021). Ilmu Pengeta huan Alam. Jakarta Pusat: Pusat Kurikulum dan Perbukuan Kementeri an Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi
41 Tentang Penyusun Nama : Windy Putri Sapei Alamat : Ngambah RT 03 Mulyodadi, Bambanglipuro, Bantul Prodi : Pendidikan IPA Instansi : Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa Email : [email protected] Dosen Pembimbing 1 Nama : Astuti Wijayanti, M.Pd.,Si Alamat : RT 03 RW 23, Sitimulyo, Banguntapan Instansi : Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa Dosen Pembimbing 2 Nama : Laily Rochmawati L, M.Pd Alamat : Jln. Segoroyoso, Pleret, Bantul Instansi : Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa