E-LKPD 5

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING
SUHU DAN KALOR

Rosina Dewi
Dr. Yosaphat Sumardi, M.Pd., M.Si
Dr. Sunarto, M.Si

NAMA : ______________
NIS : ______________
KELAS : ______________

UNTUK SMA/MA XI

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING
LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK ELEKTRONIK (E-LKPD) FISIKA DENGAN
MODEL PROBLEM BASED LEARNING PADA BAHAN AJAR
SUHU DAN KALOR
PENULIS
ROSINA DEWI
DOSEN PEMBIMBING
Dr. YOSAPHAT SUMARDI, M.Pd., M.Si
DR. H. SUNARTO, M.Si.
VALIDATOR

i

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa kerena berkat
rahmat dan anugrahnya penulis dapat menyelesaikan E-LKPD Fisika dengan model
Problem Based Learning pada bahan ajar Suhu dan Kalor. Penulis mengucapkan terima
kasih kepada dosen pembimbing yang telah memberikan masukan arahan dan
bimbingannya selama proses penyusunan E-LKPD Fisika Model Problem Based
Learning ini dan juga kepada validator yang telah memvalidasi E-LKPD ini serta segenap
pihak yang telah membantu dalam penyusunan E-LKPD baik secara langsung maupun
tidak langsung.

E-LKPD ini dibuat dengan model Problem Based Learning, yang diharapkan dapat
digunakan sebagai sumber belajar peserta didik dalam pembelajaran fisika kelas XI pada
lembaga pendidikan atau sekolah menengah atas yang menerapkan kurikulum 2013. E-
LKPD ini dilengkapi dengan berbagai gambar dan warna yang menarik dengan harapan
serangkaian kegiatan yang disajikan dalam E-LKPD ini peserta didik lebih mudah
memahami materi Suhu dan Kalor. E-LKPD ini diharapkan dapat menambah pengetahuan
dan mengasah keterampilan balajar siswa baik di sekolah maupun di luar sekolah.

Penulis menyadari bahwa E-LKPD ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu,
penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun agar E-LKPD ini
lebih baik lagi sebagai upaya untuk terus berinovasi mengembankan E-LKPD ini pada
tahap-tahap selanjutnya.

Yogyakarta, Desember 2021

Rosina Dewi

ii

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Sampul Dalam................................................................................................................... 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 ...................................................................................................................... x
Suhu dan Kalor
A. Suhu ............................................................................................................................ 1
B. Pemuaian..................................................................................................................... 10
C. Kalor ........................................................................................................................... 23
D. Perubahan Wujud ........................................................................................................ 35
E. Perpindahan Kalor....................................................................................................... 44
Rangkuman ....................................................................................................................... 55
Latihan Soal ...................................................................................................................... 56
Daftar Pustaka................................................................................................................... 59
Biodata Penulis ................................................................................................................. 60

iii

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Es Cream yang mencair.................................................................................. 1
Gambar 1.2 Es teh............................................................................................................. 1
Gambar 1.3 Secangkir kopi ............................................................................................... 1
Gambar 1.4 Perbandingan pembagian skala....................................................................... 4
Gambar 1.5 Termometer zat cair ....................................................................................... 5
Gambar 1.6 Termometer termo gun................................................................................... 5
Gambar 1.7 Hubungan linear............................................................................................. 6
Gambar 2.1 Rel kereta api yang bengkok .......................................................................... 10
Gambar 2.2 Sambungan jembatan .....................................................................................10
Gambar 2.3 Kabel listrik mengendor ................................................................................. 10
Gambar 2.4 Pemuaian luas ................................................................................................ 13
Gambar 2.5 sebuah persegi dengan sisi 1 m....................................................................... 14
Gambar 2.6 Volume 1,00000 kg air sebagai fungsi suhu ................................................... 17
Gambar 2.7 Sketsa masalah............................................................................................... 17
Gambar 3.1 Kalorimeter.................................................................................................... 23
Gambar 3.2 Mobil yang dilengkapi pendingin mesin .............................................................. 23
Gambar 3.3 Kalorimeter.................................................................................................... 30
Gambar 4.1 Pengembunan di padi .....................................................................................35
Gambar 4.2 Gletser mencair .............................................................................................. 35
Gambar 4.3 Air mendidih.................................................................................................. 38
Gambar 4.4 Grafik perubahan suhu ................................................................................... 39
Gambar 5.1 Api unggun ................................................................................................... 44
Gambar 5.2 Konveksi alamiah........................................................................................... 44
Gambar 5.3 Perpindahan kalor secara konduksi................................................................. 46
Gambar 5.4 Kalor dari matahari ........................................................................................ 48
Gambar 5.5 Mengecat setengah bagain kaleng dengan warna hitam .................................. 52

iv

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perbandingan skala termometer..........................................................................4
Tabel 1.2 Rangkuman tentang jenis-jenis termometer ........................................................8
Tabel 2.1 Koefisien muai pada beberapa zat padat pada suhu ruang ...................................13
Tabel 2.2 Koefisien muai volume ......................................................................................16
Tabel 3.1 Kalor jenis berbagai zat ......................................................................................27
Tabel 3.2 Data percobaan dengan Q tetap ..........................................................................32
Tabel 3.3 Data percobaan dengan m tetap ..........................................................................33

v

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

E-LKPD adalah Lembar Kerja Peserta Didik dalam bentuk elektronik berupa file.
Lembar Kerja Peserta Didik Suhu dan Kalor merupakan E-LKPD fisika yang membahas
tentang materi Suhu dan Kalor di sekolah untuk peserta didik kelas XI SMA/MA. E-
LKPD ini menggunakan model problem based learning yang dapat digunakan sebagai
bahan ajar yang mempermudah peserta didik untuk memahami materi yang disampaikan
serta dapat memecahkan persmasalahan yang ditemukan. Dalam E-LKPD ini berisi
kompetensi yang akan dicapai, peta konsep, ringkasan materi, kegiatan eksperimen, dan
penjelasan mengenai konsep fisika yang disajikan, serta beberapa penunjang pengetahuan
tambahan seperti ahli fisika dan diakhiri dengan memberikan beberapa soal sebagai
latihan untuk menumbuhkan daya saing dalam diri peserta didik serta meraih orentasi
masa depan.

E-LKPD Fisika model Problem based learning ini dikaitkan dalam kehidupan
sehari-hari. Pada pembelajaran ini peserta didik secara mandiri menemukan konsep dan
masalah di dalam suatu materi yang sedang dipelajari dengan bimbingan dan arahan guru.
Desain E-LKPD disertai dengan warna yang bagus agar dapat menarik minat peserta didik
untuk membacanya.

Yogyakarta, Desember 2021

Rosina Dewi

vi

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Perhatikan petunjuk E-LKPD berikut, agar memudahkan guru dan peserta didik
dalam penggunaanya.

Guru:
1. Sampaikan kepada peserta didik tujuan pembelajaran hari ini.
2. Bimbing siswa dalam pelaksanaan diskusi dan saat siswa mengalami
kesulitan dalam memahami materi dalam E-LKPD.
3. Guru dapat mengarahkan peserta didik untuk mempelajari E-LKPD di rumah
atau di luar jam sekolah secara mandiri untuk memperdalam pemahaman pada
bahan ajar Suhu dan Kalor.

Peserta Didik:
a. LKPD ini dapat digunakan secara mandiri maupun bersama kelompok.
b. Keberhasilan belajar dengan menggunakan E-LKPD ini bergantung pada
ketekunan masing-masing peserta didik.
c. Baca dan pahami setiap tujuan pembelajaran pada setiap kegiatan belajar!
d. Pahami setiap konsep dan contoh yang disajikan pada uraian materi dalam
kegiatan belajar dengan baik!
e. Jika terdapat tugas melakukan praktik, maka lakukanlah dengan membaca
petunjuk terlebih dahulu.
f. Catatlah semua kesulitan yang Anda alami dalam mempelajari E-LKPD ini!
Tanyakan kesulitan tersebut kepada guru pada saat kegiatan tatap muka
maupun secara pribadi!

vii

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Kompetensi Inti

KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.
KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, santun, peduli

(gotong royong, kerjasama, toleran, damai), bertanggung jawab, responsif,
dan pro-aktif, dalam berinteraksi secara efektif sesuai dengan
perkembangan anak di lingkungan, keluarga, sekolah, masyarakat dan
lingkungan alam sekitar, bangsa, negara, kawasanregional, dan kawasan
internasional.
KI 3 : Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural 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 konkrit dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan.

Kompetensi Dasar

3.1 Menganalisis pengaruh kalor dan perpindahan kalor yang meliputi
karakteristik termal suatu bahan, kapasitas, dan konduktivitas kalor pada
kehidupan sehari-hari.

4.5 Merancang dan melakukan percobaan tentang karakteristik termal suatu
bahan, terutama terkait dengan kapasitas suatu dan konduktor kalor, beserta
presentasi hasil percobaan dan pemanfaatanya.

viii

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.5.1 Peserta didik dapat menjelaskan konsep suhu dengan tepat (C2).
3.5.2 Peserta didik dapat menguraikan faktor pemuaian berbagai zat dengan

tepat (C2).
3.5.3 Peserta didik dapat menentukan besar pemuaian suatu zat dengan tepat

(C3).
3.5.4 Peserta didik dapat menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan

wujud benda dengan tepat (C4).
3.5.5 Peserta didik dapat menjelaskan asas black secara tepat (C2).
4.5.1 Peserta didik dapat memberikan contoh peristiwa perubahan wujud

beserta faktor dengan tepat (C1).
4.5.2 Peserta didik dapat menjelaskan perpindahan kalor secara konduksi,

konveksi, dan radiasi (C2).
4.5.3 Peserta didik dapat menentukan faktor-faktor yang berpengaruh pada

peristiwa konduksi, konveksi, dan radiasi (C3).
4.5.4 Peserta didik dapat menerapkan contoh peristiwa konduksi, konveksi,

dan radiasi pada kehidupan sehari-hari (C3).

Tujuan Pembelajaran

Setelah mengikuti proses pembelajaran, peserta didik diharapkan dapat
menganalisis pengaruh kalor dan perpindahan kalor yang meliputi karakteristik termal
suatu bahan, kapasitas, dan konduktivitas kalor pada kehidupan sehari-hari. Peserta didik
dapat merancang dan melakukan percobaan tentang karakteristik termal suatu bahan,
terutama terkait dengan kapasitas suatu dan konduktor kalor, beserta presentasi hasil
percobaan dan pemanfaatanya. Peserta didik terlibat aktif selama proses belajar
mengajar berlangsung, memiliki sikap jujur, disiplin, tanggung jawab, kerjasama,
ketelitian, santun, responsif, dan proaktif dalam pembelajaran.

ix

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

PETA KONSEP

diukur dengan

terdiri atas

SUHU DAN terbagi atas terdiri atas
KALOR

terdiri atas

terdiri atas

x

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

1 SUHU

Ayo
Perhatikan!

Sumber: https://bit.ly/3rPhuUx Sumber: dokumen penulis Sumber: dokumen penulis
Gambar 1.2 Es Teh.
Gambar 1.1 Es Krim yang Gambar 1.3 Secangkir
mencair. kopi.

Perhatikan Gambar 1.1 Perhatikan Gambar 1.2 Perhatikan Gambar 1.3
3. Mengapa secangkir
1. Mengapa es krim yang 2. Mengapa pada saat
dibiarkan ditempat mengisi bongkahan kopi suhunya lebih
terbuka dapat dengan es, permukaan luar tinggi dari pada
cepat mencair? gelas menjadi basah? lingkungan sekitarnya?

JAWABAN
1. _______________________________________________________________________
2. _______________________________________________________________________
3. _______________________________________________________________________

1

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Suatu hari di musim panas matahari bersinar dengan terik, Edel
pulang sekolah berjalan kaki. Ditengah perjalanan Edel merasa
kehausan dan dia singgah di sebuah warung untuk membeli es teh.
Ketika dia memegang gelas es teh itu, dia memperhatikan
tangannya basah dan mulai berpikir mengapa permukaan luas
gelas basah? Untuk menjawab pokok masalah tersebut, mari lihat
video penjelasan berikut ini!

AYO PERHATIKAN VIDEO BERIKUT!

LINK VIDEO KLIK
https://youtu.be/osN_9hWZIdk

2

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

A SUHU

Suhu atau disebut juga temperatur adalah besaran yang menunjukan
derajat panas dari suatu benda. Panas atau dingin suatu benda dapat dirasakan oleh
indra peraba, tetapi indra peraba tidak dapat mengetahui dengan pasti panas atau
dinginnya suatu benda. Banyaknya sifat benda dapat diketahui dengan melihat
ketergantungan terhadap suhu disekitar kita.
1. Termometer

Derajat panas atau dinginnya suatu zat diukur dengan termometer.
Suhu zat yang diukur sama besarnya dengan skala yang ditunjukan oleh
termometer. Saat terjadi keseimbangan termal antara zat dan termometer,
suhu yang ditunjukan oleh termometer sama dengan suhu zat yang diukur.
Ini berarti terjadi rambatan kalor dari zat yang diukur suhunya ke dalam
termometer, atau sebaliknya. Oleh karena itu, suhu zat yang diukur harus
mempunyai volume relatif jauh lebih besar dari volume termometernya,
supaya tidak terjadi penurunan suhu dari zat karena ada kalor yang diserap
atau diberikan oleh termometer. Untuk membuat sebuah termometer dapat
digunakan sebuah tabung kaca berskala yang didalamnya berisi dengan
cairan yang dapat memuai secara linear jika terjadi kenaikan suhu. Pada
umumnya, cairan yang digunakan adalah raksa atau alkohol. Pada suhu yang
lebih tinggi, raksa dalam tabung memuai sehingga menunjuk angka yang
lebih tinggi pada skala. Sebaliknya, pada suhu yang lebih rendah raksa
dalam tabung menyusut sehingga menunjuk angka yang lebih rendah pada
skala.

3

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

2 Perbandingan Skala Termometer

Terdapat empat skala yang digunakan dalam pengukuran suhu,
yaitu skala celcius, fahrenheit, reamur, dan kelvin.

Sumber: https://bit.ly/3330fo9

Gambar 1.4 Perbandingan pembagian skala Celcius (C), Fahrenheit (F),
Reamur (R), dan Kelvin.

Gambar 1.4 memperlihatkan perbandingan antar jenis skala

termometer. Jika di buat tabelnya tampak seperti Tabel 1.1 berikut.

Tabel 1.1 Perbandingan Skala Termometer

Termometer Titik beku air Titik didih air Pembagian skala
(o) (o) (o)
Celcius (C) 0 100 100
Fahrenheit (F) 32 212 180
0 80 80
Reamur (R) 273 373 100
Kelvin (K)

Dari tabel tersebut perbandigan pembagian skala Calsius,Fahrenheit,Reamur, dan
Kelvin sebagai berikut.
t (oC) : t (oF) : t (oR) : t (K) = 100 : 180 : 80 : 100 = 5 : 9 : 4 : 5

1) Pembagian antara skala Celsius dan Fahrenheit
toC ={ 9 t + 32 }0 atau to F = {5 (t – 32) }0 C

69

2) Pembagian antar skala Celsius dan Reamur
t oC = 4 t (o R) atau t (o R ) = 4 t (oC )

55

4

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

3) Pembagian antara skala Celsius dan Reamur
t0C = ( t + 273 ) K atau t K = ( t – 273 )0 C

Sumber: https://bit.ly/3y0Uoeo Sumber: https://bit.ly/3ExnuEI
Gambar 1.5 Termometer zat cair Gambar 1.6 Termometer termo gun

Termometer yang paling umum digunakan untuk mengukur
suhu selama dalam pandemic Covid-19 tahun 2020 ini yakni
termometer Gun. Termometer gun sendiri sudah dirancang
sebagaimana mungkin untuk mengukur suhu tubuh manusia saat ini.

3 Kalibrasi Termometer

.
Kalibrasi termometer adalah kegiatan menetapkan skala sebuah

termometer yang belum memiliki skala. Suhu mempunyai standar yang

disebut titik tetap. Ada dua titik tetap, yaitu titik tetap bawah dan titik tetap

atas. Menurut termometer yang banyak diguanakan saat ini, titik tetap

bawah adalah titik lebur es murni dan ditandai dengan angka 0. Alasan

menyebut es murni adalah karena ketidakmurnian es (misalnya bercampur

dengan garam) akan menyebabkan titik lebur es lebih rendah (dibawah nol).

Titik tetap atas adalah suhu uap diatas air yang sedang mendidih pada

tekanan 1 atm dan ditandai dengan angka 100.

5

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

4. Hubungan Panjang Kolom Raksa dan Bacaan Suhu
Panjang kolom raksa dalam pipa kaca menentukan bacaan suhu

yang ditunjukan oleh termometer. Grafik pada Gambar 1.7 menunjukan
bagaimana panjang kolom raksa X berubah terhadap bacaan suhu dalam
skala Celsius. Hubungan antara X dan suhu adalah linear.

Sumber: Marthen Kanginan
Gambar 1.7 Hubungan linear antara panjang kolom raksa

X dan suhu dalam skala Celsius.
Jika menyatakan panjang kolom raksa pada suhu sembarang yang
tidak diketahui, dan 100 masing-masing menyatakan panjang kolom
raksa pada titik lebur es (0°C) dan titik didih air (100°C), suhu
sembarang dapat dirumuskan sebagai berikut:

= −

100 100 −

6

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Orientasi Peserta
Didik Untuk Belajar.

(Latihan menguji pemahaman materi)
Isilah titik-titik dibawah ini dengan benar!

1. Suhu atau temperatur adalah besaran fisika yang menunjukkan ……. dari suatu
benda.

2. Derajat panas atau dinginnya suatu zat diukur dengan…..
3. Standar untuk suhu disebut titik tetap. Ada dua titik tetap, yaitu ….dan ……
4. Perhatikan gambar 1.4!

Perbandingan skala antara skala Celcius dan Fahraneit adalah
t (oC) : t (oF) = … = …

7

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

P

R

A Melakukan Penyelidikan

K

TERMOMETER

T

A. Kegiatan

I Membuat rangkuman tentang jenis-jenis termometer secara berkelompok.

B. Tujuan

K 1. Peserta didik dapat mengetahui tentang jenis-jenis termometer.

U 2. Peserta didik dapat meningkatkan sikap dan perilaku kerja sama,
tanggung jawab, peduli, gotong royong, toleran, responsif, dan aktif

M dalam menyelesaikan tugas secara berkelompok.

C. Alat dan Bahan

S 1. Buku Pelajaran Fisika.

2. Jurnal/artikel/makalah tentang termometer.

E 3. Sumber dari internet.

D. Langkah Kerja.

D

1. Baca berbagai referensi yang telah kalian kumpulkan tentang jenis-

E jenis termometer.

2. Rangkum hasil bacaan kalian dan sajikan dalam bentuk tabel seperti

R pada Tabel 1.2 dibawah ini sehingga mudah untuk dipelajari kembali.

H Tabel 1.2 Rangkuman tentang jenis-jenis termometer.

A No Jenis Prinsip Jangkauan Keuntungan (+) Kerugian (-)
Termometer Ukur (℃)

N

A

8

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Mempresentasikan Hasil
Diskusi.

E. Pertanyaan dan Diskusi
1. Sebutkan jenis-jenis termometer!
2. Jelaskan cara kerja dari termometer!
Diskusikan dengan teman Anda untuk memahami peristiwa tersebut!
DISKUSI
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________

Kesimpulan

Berikan kesimpulan dari pembelajaran jenis-jenis termometer!

9

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

2 PEMUAIAN ZAT

Ayo
Perhatikan!

Sumber: www.kaorinusantara.or.id Sumber: fisikazone.com Sumber: howhaw.com

Gambar 2.1 Rel kereta yang Gambar 2.2 Sambungan Gambar 2.3 Kabel listrik
bengkok saat jembatan. mengendor.
suhu panas siang
hari. Perhatikan Gambar 2.2! Perhatikan Gambar 2.3!
Mengapa Penyambungan Mengapa kabel listrik
Perhatikan Gambar 2.1! jembatan dengan konstruksi mengendur pada siang
Mengapa rel kereta api ini bisa baja atau logam lainnya hari dan kembali
membengkok saat suhu sangat harus diberi celah? menyusut pada malam
panas pada siang hari? hari?

JAWABAN
1. _______________________________________________________________________
2. _______________________________________________________________________
3. _______________________________________________________________________

10

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Bel pulang sekolah telah berbunyi, Fika membereskan buku dan
alat tulis lalu dimasukan di dalam tas dan pulang. Saat dalam
perjalanan pulang Fika mengamati kabel pada tiang listrik yang
mengantung saat siang hari di dekat rumahnya, lalu dia mulai
berfikir dan bertanya kira-kira mengapa kabel listrik tersebut bisa
dibuat mengendur pada waktu siang hari? untuk menjawab pokok
permasalahan tersebut, mari kita saksikan video animasi berikut
ini!

AYO PERHATIKAN VIDEO BERIKUT!

LINK VIDEO KLIK DISINI
https://youtu.be/fJxUPLUW9SA

11

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

B PEMUAIAN ZAT
.

Zat tersusun atas atom. Kumpulan atom-atom membentuk molekul. Molekul-
molekul pembentuk zat senantiasa bergerak dan menimbulkan gaya tarik-menarik. Jika
zat dipanaskan, gerakan-gerakan m olekulnya makin cepat. Hal tersebut menyebabkan
terjadinya dorongan antara satu molekul dan molekul lain sehingga jarak
antarmolekulnya menjadi lebih besar. Molekul-molekul akan menempati ruang yang
lebih besar. Peristiwa tersebut dinamakan pemuaian. Pemuaian dapat dialami oleh zat
padat, zat cair, dan gas.

1 Pemuaian Zat Padat

a. Pemuaian panjang

Pemuaian panjang pada benda yang dipanaskan, benda tersebut akan
memuai kesegala arah. Untuk benda padat yang panjang tetapi luas
penampangnya kecil misalnya jarum rajut, pemuaian zat padat ke arah
memanjangnya. Koefisien muai panjang ( ) suatu bahan adalah perbandingan
antara pertambahan panjang (∆ ) terhadap panjang awal benda (L0) persatuan
kenaikan suhu (∆ ).

∆ = 0 ∆ → ∆ = t – 0
∆ = − 0

keterangan:
t = panjang akhir benda (m)
0 = panjang mula-mula benda (m)
= koefisien muai panjang (/0C)
= suhu akhir benda (oC)
0 = suhu awal benda (oC)
∆ = perubahan suhu (oC)
∆ = perubahan panjang (m)

12

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Tabel 2.1 Koefisien muai beberapa zat padat pada suhu ruang

Zat Koefisien Muai Panjang
(Co)-1
Aluminium
Kuningan dan Perunggu 24 × 10-6
Tembaga 19 × 10-6
Kaca (biasa) 17 × 10-6
Kaca (Pyrex) 9 × 10-6
Timah Hitam 3,2 × 10-6
Baja 29 × 10-6
Invar 11 × 106
Besi 0,9 × 10-6
12 × 10-6

b. Pemuaian Luas
Benda panas berbentuk persegi panjang dipanaskan, terjadi

pemuaian dalam arah memanjang dan arah melebar. Dengan kata lain, benda
padat mengalami pemuaian luas. Pemuaian luas berbagai zat bergantung pada
koefisien muai luas.

Sebuah bidang pada suhu T0, memiliki luas A0, jika terjadi kenaikan

suhu pada bidang tersebut sebesar ∆ sehingga suhunya menjadi T1, bidang
akan mengalami pertambahan luas sebesar ∆ sehingga luas bidag menjadi

At. Pertambahan panjang luas bidang dapat digambarkan seperti pada Gambar

2.4. (∆ )2

∆ 0∆

0 A0 0∆

0 ∆

Gambar 2.4 Pemuaian luas

∆ = 0

∆
keterangan:
∆ = A – A0 = pertambahan luas (m2)
A = luas akhir benda (m2)
A0 = luas mula-mula (m2)
= koefisien muai luas zat (/0C)

13

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Hubungan koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang
panjang.

(1 + ) m
1m

Gambar 2.5 Sebuah persegi dengan sisi 1 m.
Suatu persegi dengan sisi 1 m dipanaskan sampai suhunya naik 1 K.
Akibat pemanasan ini, sisi persegi bertambah panjang menjadi (1 + )
m dengan adalah koefisien muai panjang (Gambar 2.5).

Luas awal persegi A0 = 1 m2
Luas akhir A = (1 + )2 = 1 + 2 + 2
Pertambahan luas: ∆ = A – A0

= (1 + 2 + 2) -1
= 2 + 2

∆

Koefisien muai luas: = 0

∆
2 + 2

=1

1

= 2 + 2

14

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Oleh karena koefisien muai panjang ( ) sangat kecil, ordenya 10-6.
Maka 2 dapat diabaikan terhadap 2 sehingga peroleh hubungan antara
koefisien muai luas ( ) dan koefisies muai panjang ( ) sebagai
berikut:

= 2

c. Pemuaian Volume
Pemuaian volume berbagai zat bergantung pada koefisien muai

volume. Koefisien muai volume ( ) suatu bahan adalah perbandingan
antara pertambahan volume (∆ ) terhadap volume awal benda (V0) per
satuan kenaikan suhu (∆ ).

∆ = 0 ∆
Keterangan:
∆ = − 0
= volume akhir benda.

2 Pemuaian Zat Cair

a. Pemuaian Volume Zat Cair
Sifat zat cair adalah selalu mengikuti bentuk wadahnya sehingga

zat cair hanya memiliki muai volume. Oleh karena itu untuk zat cair
yang diketahui selalu koefisien muai volumenya.

Zat cair hanya dapat diukur dalam tiga dimensi, yaitu
volumenya. Jika volume zat cair pada saat suhunya T0 adalah V0,
kemudian zat cair itu dipanaskan sehingga suhunya menjadi T1, akan
terjadi pemuaian. Jika volumenya bentambah sebesar V, pertambahan
volume tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

15

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Setelah suhunya naik, volumenya akan menjadi Vt = V0 + ∆
Vt = 0 (1 + ∆T)

Tabel 2.2 Koefisien muai volume pada beberapa zat cair.

Zat Koefisien Muai Volume (Co)-1
Air 2,1 × 10-4
Alkohol 1,12 × 10-3
Benzena 1,24 × 10-3
Aseton 1,5 × 10-3
Gliserin 4,85 × 10-3
Raksa 1,82 × 10-3
Terpentin 9,0 × 10-3
Bensin 9,6 × 10-3
Udara 3,67 × 10-3
Helium 3,665 × 10-3

b. Anomali Air

Beberapa zat tidak selalu memuai jika di panaskan. Di antara
suhu-suhu tertentu,zat tersebut dapat menyusut.

Jika kita mulai memanaskan es pada suhu -10oC, es memuai sama
seperti zat pasat lainnya sampai es mencapai suhu 0oC. Di antara suhu
0oC dan 4oC air menyusut dan mencapai volume minimum pada suhu 4oC
(Gambar 2.6). Sewaktu menyusut, massa air tetap. Ini berarti massa jenis
air ( = ) mencapai maksimum pada suhu 4oC (zat cair umumnya



mencapai massa jenis maksimum pada titik bekunya). Di atas 4oC, air
akan memuai jika dipanaskan. Jadi, pada suhu di antara 0oC dan 4oC air
menyusut dan di atas suhu 4oC air memuai. Sifat pemuaian air yang tidak
teratur ini disebut anomali air (anomali berarti ketidakteraturan ). Zat
lain yang memiliki sifat anomali seperti air adalah parafin dan bismuth.

16

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Volume (× 10-3 m3)

1,00013

1,00000 Volume minimum

10o Suhu (℃)

4o 5o

Gambar 2.6 Volume 1,00000 kg air sebagai fungsi suhu.

3 Pemuaian Gas

Seperti halnya zat padat dan zat cair, gas juga mengalami
pemuaian. Untuk membuktikan bahwa gas memuai, kita dapat melakukan
percobaan sederhana dengan menyiapkan balon, baskom/ember, air
panas, keran air biasa dan sebuah botol. Pertama, kita masukkan mulut
balon yang belum ditiup ke dalah mulut botol. Lalu baskom/ember diisi
dengan air panas, celupkan bagian bawah botol kedalam air panas
tersebut. Kemudian, buka keran air, dan siram bagian bawah botol dengan
air keran.

Ketika kita memasukkan bagian bawah botol kedalam
baskom/ember berisi air panas, udara dalam botol memuai. Ini
menyebabkan balon mengembang. Sedangkan ketika dibagian bawah
botol disiram air dari keran, suhu udara berkurang. Udara menyusut dan
menyebabkan balon mengempis. Percobaan sederhana ini menunjukkan
dengan jelas bahwa gas memuai jika dipanaskan.

a. Proses Isobarik

Proses pemuaian gas pada tekanan tetap, disebut proses

isobarik.

Gambar 2.7 Sketsa masalah
.
17

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Perhatikan Gambar 2.7, selama gas dipanaskan gas akan memuai.
Volume gas akan bertambah besar dengan bergesernya pengisap ke atas
dari posisi (1) ke posisi (2). Selama pemuaian volume gas ini, tekanan
gas dijaga konstan dengan mengatur besar beban di atas pengisap. Hasil
eksperimen menunjukan bahwa volume gas sebanding dengan suhu
mutlak gas.
V~ (~ ´dibaca sebanding´)
Untuk gas dari keadaan (1) ke keadaan (2), berlaku persamaan berikut.

1 = 2

1 2

Keterangan:
1 = Volume mula-mula (m3)
2 = Volume akhir (m3)
1 = Suhu mula-mula (0C)
2 = Suhu akhir (0C)

b. Proses Isokhorik
Sekarang, kita tinjau proses pemuaian gas pada volume tetap,

disebut proses isokhorik. Untuk wadah silinder dengan pengisap naik
turun seperti Gambar 2.7, volume dijaga konstan dengan mengklem
pengisap secara Kuat sehingga penghisap tidak dapat bergerak.

1 = 2

1 2

1 = Tekanan mula-mula (atm)
2 = Tekanan akhir (atm)
1 = Suhu mula-mula (0C)
2= Suhu akhir (0C)

18

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

c. 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 volume menunjukkan bahwa ada kerja yang dilakukan sistem.
Proses selama air mendidih berlangsung secara isotermal karena suhu air
tetap konstan, yaitu 100℃, walaupun terjadi perubahan fase.
Rumus pemuaian gas pada suhu tetap (Isotermal) sebagai berikut.

P1V1 = P2 V2
d. Persamaan Keadaan Gas

Sekarang kita dapat menyatakan persamaan kuantitatif untuk
pemuaian gas. Untuk jumlah gas yang tetap (wadah gas tertutup tidak
bocor), keadaan suatu gas dinyatakan dengan tiga variabel, yaitu tekanan
(P), Volume (V), dan suhu mutlak (T). persamaan keadaan gas ini bisa
diperoleh dengan menggabung persamaan pada proes tekanan konstan
dan proses volume konstan.
Persamaan keadaan gas sebagai berikut.

1 1 = 2 2

1 2

19

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

(Latihan menguji pemahaman materi)
Isilah titik-titik dibahwa ini dengan benar!
1. Panjang sebuah batang besi pada suhu 20 oC adalah 10 meter. Jika koefisien

muai panjang besi 11 × 10-6 / oC, tentukan pertambahan panjang batang besi
tersebut jika suhunya dinaikan menjadi 100 oC.
2. Sebuah gelas kaca berkapasitas 400 milimeter penuh berisi air pada saat
suhu kaca dan air 20 oC. Jika air beserta gelas tersebut dipanaskan sehingga
suhunya menjadi 70 oC, tentukan berapa milimeter air yang tumpah akibat
pemanasan tersebut.
3. Sebanyak 14 L udara pada suhu 7 oC dipanaskan pada tekanan tetap sampai
suhunya 27 oC. Berapa volume saat suhunya 27 oC?

20

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

P

R
A Melakukan Penyelidikan

K

T PEMUAIAN

A. Nama Kegiatan

I Percobaan Muai Panjang Suatu Logam

B. Tujuan

K Peserta didik dapat menentukan koefisien muai panjang suatu logam.

U C. Alat dan Bahan

1. Alumunium, besi, dan kuningan.

M 2. Termometer 3 buah.

3. Pembakar bunsen dan spiritus.

S 4. Penggaris.

E D. Langkah Kerja.

1. Ukur panjang logam mula-mula (Lo).

D 2. Ukur suhu awal (T1) masing-masing logam sebelum dibakar.

3. Bakar ketiga logam secara bersamaan dengan busen dan

E kemudian ukur suhu ketiga logam setelah dipanaskan (T2).

R 4. Ukurlah panjang masing-masing logam setelah dipanaskan (L1),

kemudian hitunglah pertambahan panjang (∆L).

H 5. Dinginkan ketiga logam dengan cara direndam dengan air dingin,

setelah itu ulangi percobaan di atas sebanyak 3-5 kali dengan cara

A

yang sama.

N 6. Hitung koefisien muai panjang masing-masing logam, dan

bandingkan dengan teori yang ada.

A 7. Tulislah data hasil percobaan pada tabel.

21

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

P

E. Tabel Pengamatan

R Tabel 2.3 Tabel hasil percobaan

A Logam Percobaan L0 T1 ∆L

ke- (cm) (℃) (cm)

K Aluminium

T Besi

Kuningan

I

K Analisis :

U 1. Dari data hasil percobaan pada tabel 2.3 percobaan kali ini

dimanfaatkan untuk nilai koefisien muai panjang, buat grafik

M pada aluminium, besi dan kuningan.

2. Dengan membuat grafik didapatkan nilai koefisien muai panjang

S buatlah grafik pertambahan panjang tehadap suhu pada

E aluminum, besi dan kuningan.

D JAWABAN

E 1. ____________________________________________

____________________________________________

R ____________________________________________

2. ____________________________________________

H

____________________________________________

A ____________________________________________

N

A

22

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Mempresentasikan Hasil
Diskusi.

F. Pertanyaan dan Diskusi
Apa yang terjadi ketika pemuaian panjang bertambah?
Diskusikan dengan teman Anda untuk memahami peristiwa tersebut.
DISKUSI
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________

Kesimpulan

Berikan kesimpulan dari pembelajaran pemuaian zat!

23

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

3 KALOR

Ayo
Perhatikan!

Sumber: http://profmikra.org/?p=706 Sumber: brainly.co.id
Gambar 3.1 Kalorimeter
Gambar 3.2 Mobil yang dilengkapi
Perhatikan Gambar 3.1 pendingin mesin.
Coba kalian perhatikan dan cermati gambar 3.1.
Mengapa kalorimter dapat digunakan untuk Perhatikan Gambar 3.2
menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air Mobil yang digunakan secara terus menerus
dan perangkat kalorimeter? dapat menurunkan performa mesin mobil dan
lama kelamaan akan rusak. Apa pentingnya
mobil dilengkapi dengan pendingin mesin?

JAWABAN
1. ________________________________________________________________________
2. ________________________________________________________________________

24

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Dimas merebus telur ayam untuk dimakan oleh adiknya. Setelah
dimasak telur ayam itu masih panas, kemudian Dimas memasukan
telur ayam tersebut kedalam baskom yang berisi air dingin. Setelah
beberapa menit telur ayam tersebut menjadi dingin, kemudian
Dimas mengangkat dan mengupasnya untuk segera dimakan oleh
adiknya. Sambil mengupas telur ayam tersebut, Dimas berpikir apa
yang terjadi antara telur ayam dan air dingin tersebut? Untuk
menjawab pokok permasalahan tersebut mari kita lihat animasi
penjelasan berikut ini

AYO PERHATIKAN VIDEO BERIKUT!

LINK VIDEO KLIK DISINI
https://youtu.be/0VHO3NScuWs

25

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

C KALOR

1 Pengertian Kalor

Kalor adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih
tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan.
Kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda panas ke benda yang lebih
dingin sampai suhunya setimbang.

Secara umum, 1 kalori didefinisikan sebagai berikut.
“Satu kalori ialah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu
dari satu gram air sebesar 1 0C”.
Umumnya, mendeteksi keberadaan kalor yang dimiliki oleh suatu benda
dilakukan dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi, maka
kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, demikian pula sebaliknya.

Apakah perbedaan antara suhu,
kalor, dan energi dalam?

Secara sederhana kita dapat menyatakan beda antara suhu, kalor, dan
energi dalam sebagai berikut. Suhu merepresentasikan energi kinetik satu
molekul zat. Kalor adalah perpindahan sebagian energi dalam dari suatu zat
ke zat lain karena adanya perbedaan suhu. Energi dalam adalah ukuran energi
seluruh molekul dalam zat.

26

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

2 Teori Kalorik dan Teori Kinetik

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

Setelah orang mengetahui bahwa kalor adalah salah satu bentuk energi,
pada pertengahan abad sembilan belas, ilmuwan mengembangkan suatu teori
baru untuk mengganti teori caloric. 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. Terori inilah yang disebut sebagai teori kinetik.

3 Kalor Jenis

Jika suatu zat menerima kalor, suhu zat tersebut akan naik. Besarnya
kenaikan suhu dari zat sebanding dengan banyaknya kalor yang diterima oleh
zat tersebut, berbanding terbalik dengan massa dan kalor jenis zat. Jika kalor
jenis suatu zat besar, untuk menaikan suhu zat tersebut sebesar 1℃ dibutuhkan
kalor yang besar pula.
Kalor jenis didefinisikan sebagai berikut.
“Banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikan suhu 1 kg zat
tersebut sebesar 1℃”.

27

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Hubungan antara banyaknya kalor yang diserap oleh suatu
benda terhadap kalor jenis benda serta kenaikan suhu dituliskan dalam
bentuk persamaan.

Q = mc∆
Q = mc( 2 – T1)

Keterangan:
Q = energi kalor (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/kg℃ )
∆ T = perubahan suhu (℃

Alat yang digunakan untuk mengukur kalor jenis suatu zat
adalah kalorimeter.

Tabel 3.1 Kalor Jenis berbagai Zat
(Pada 20℃ dan tekanan tetap 1 atm).

Zat Kalor Jenis Zat Kalor Jenis
(J/kg℃) (J/kg℃)
Aluminium 900 Alkohol
Tembaga 390 Raksa 2400
Kaca 840 Air 140
Besi atau Baja 450 Es (-5 ℃) -
Timah Hitam 130 Cair (15℃) 2100
Marmer 860 Uap (110℃) 4180
Perak 230 Badan Manusia 2010
Kayu 1700 Udara 3470
1000

28

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

4 Kapasitas Kalor

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu suatu benda
sebanding dengan kapasitas kalor benda tersebut, dan sebanding pula dengan
perubahan suhunya.
Kapasitas kalor (C) didefinisikan sebagai berikut.
“Banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikan suhu suatu zat
untuk menaikan suhu sebesar 1℃”.
Hubungan antara banyaknya kalor yang diserap oleh suatu benda terhadap
kapasitas kalor benda dan kenaikan suhu benda dituliskan dalam bentuk
pesamaan,
C = atau Q = C∆

∆

Keterangan:
Q = energi kalor (J)
C = kapasitas kalori (J/ ℃)
∆T = perubahan suhu (℃)

Pengertian kapasitas kalor (C) berbeda dengan kalor heis (c), tetapi
keduanya dapat dihubungkan dalam bentuk persamaan matematis seperti
berikut.

Q = mc∆T

Persamaan untuk kapasitas kalor
Q = C∆t

Didapatkan
mc∆t = C ∆t → C = mc atau c =



keterangan:
c = kalor jenis
C = kapasitas kalor

29

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

5 Asas Black

Kekekalan energi pada pertukaran kalor pertama kali diukur oleh
Joseph Black, seorang ilmuwan dari Inggris. 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. Dengan menggunakan asas Black, kalor jenis suatu zat
ditentukan dengan menggunakan kalorimeter.

Bagaimana cara mendinginkan secangkir kopi panas? Mudah saja. Kita
hanya perlu menambahkan air dingin ke dalam kopi panas tersebut dan
mengaduknya hingga tercampur merata. Setelah kesetimbangan termal
tercapai, kita akan memperoleh air hangat, suhunya berada di antara suhu air
panas dan air dingin. Dalam percampuran ini, air panas melepaskan energi dan
air dingin menerima energi. Hal ini sesuai dengan prinsip kekekalan energi
yaitu kalor yang dilepaskan sama dengan kalor yang diterima.
Secara matematis rumus asas Black sebagai berikut.

Qlepas = Qterima

keterangan:
Qlepas = kalor yang dilepas (J)
Qterima = kalor yang diterima (J)

30

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

6 Kalorimeter

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

Sumber: http://profmikra.org/?p=706
Gambar 3.3 Kalorimeter

31

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Orientasi Peserta
Didik Untuk Belajar

(Latihan menguji pemahaman materi)
Isilah titik-titik dibawah ini dengan benar!
1. Kalor adalah salah satu bentuk..........yang dapat berpindah dari benda

yang bersuhu ............. ke benda bersuhu ..............
2. Kalor jenis adalah …………………………………………………
3. Kapasitas Kalor adalah …………………………………………….
4. Apa yang dimaksud dengan kalor jenis 4.200 J/kg℃?
5. Tuliskan persamaan kalor untuk mengubah wujud zat!

32

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

P

R

A Melakukan Penyelidikan

Penyelidikan

K

KALOR

T A. Nama Kegiatan

Merancang dan melakukan percobaan tentang kalor secara berkelompok.

I

B. Tujuan

K Peserta didik dapat menentukan persamaan kalor melalui percobaan ini.

C. Langkah Kerja.

U 1. Rancang percobaan untuk menyelidiki hubungan antara kenaikan suhu

M ∆T dan massa air untuk jumlah kalor tetap. Jadi, dalam eksperimen ini,

adalah variabel bebas, ∆T adalah variabel terikat, dan sebagai variabel

S kontrol dijaga tetap. Persiapkan langkah kerja kalian, lakukan

percobaan dan isikan hasil percobaan pada tabel data Percobaan dengan

E Q tetap.

D 2. Rancang eksperimen untuk menyelidiki hubungan antara kenaikan suhu

∆T dan kalor Q yang diberikan untuk massa air m tetap. Jadi, dalam

E eksperimen ini, kalor Q (diukur dari lamanya waktu operasi pemanas

celup) sebagai variabel bebas, ∆T sebagai variable terikat, dan juga

R sebagai variabel control. Persiapkan dan isikan hasil percobaan kalian

H pada tabel data percobaan dengan m tetap

Tabel 3.2 Data percobaan dengan Q tetap

A Massa Air Suhu Awal Suhu Akhir Kenaikan suhu (/kg)
m (Kg) T0 (℃) T0 (℃) ∆T =T-T0

N

A

33

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

P

Tabel 3.3 Data percobaan dengan m tetap

R

A Waktu Pemanasan Suhu Awal Suhu Akhir Kenaikan suhu
t (sekon) T0 (℃) T1 (℃) ∆T =T1-T0

K

T

I

D. Analisis

K 1. Dari data hasil percobaan kalian, buat grafik ∆T terhadap m dan ∆T

U terhadap .

2. Dari data, buatlah grafik ∆T terhadap selang waktu pemanasan t.

M 3. Tulislah laporan kelompok dan presentasikan hasil percobaan kalian.

S

E

D

E

R

H

A

N

A

34

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Mempresentasikan
Hasil Diskusi.

E. Pertanyaan dan Diskusi
1. Apa yang dimaksud dengan kalor jenis?

DISKUSI
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________

Kesimpulan

Berikan kesimpulan dari pembelajaran kalor!

35

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

4 PERUBAHAN WUJUD

Ayo
Perhatikan!

Sumber: Dokumentasi penulis. Sumber: m.lampost.co
Gambar 4.1 Pengembunan di padi. Gambar 4.2 Gletser mencair

Perhatikan Gambar 4.1! Perhatikan Gambar 4.2!
Bagaimana proses terjadinya embun di Mengapa bongkahan es bisa mencair?
padi pada pagi hari?

JAWABAN
1. _____________________________________________________________________

2. _____________________________________________________________________

36

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Pagi hari yang cerah ketika matahari mulai terbit, suhu udara sangat
dingin dan uap air mulai menempel pada benda-benda di luar
seperti daun, rumput, kaca jendela dan sebagainya. Fika bangun
dan mengamati dengan saksama uap air yang menempel pada padi
di sawah belakang rumahnya. Sambil menikmati pemandangan,
Fika berpikir kira-kira bagaimana proses terbentuknya uap air yang
menempel pada padi di sawah itu? Untuk menjawab permasalahan
tersebut, mari saksikan video berikut ini!

AYO PERHATIKAN VIDEO BERIKUT!

LINK VIDEO KLIK DISINI
https://youtu.be/xrIIS6ElT58

37

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

D PERUBAHAN WUJUD

Zat dapat berada dalam tiga wujud, yaitu wujud padat, cair, dan gas,
bergantung pada jenis zat tersebut. Akibat pengaruh suhu yang dimiliki oleh zat,
zat padat berada pada ketiga wujud tersebut pada saat terjadi perubahan wujud
dari padat menjadi cair, atau sebaliknya, dari cair menjadi gas, atau sebaliknya,
selalu disertai dengan pelepasan atau penyerapan kalor. Akan tetapi, dalam setiap
perubahan wujud tidak disertai dengan perubahan suhu. Jadi, suhu zat tersebut
tetap. Sebagai contoh, pada saat es sedang mencair, terjadi perubahan wujud dari
padat ke cair, suhunya tetap 0℃. Demikian juga pada saat terjadi penguapan dari
air es suhu 100℃ menjadi uap atau gas, suhunya tetap menjadi 100℃.

Besarnya kalor yang dibutuhkan atau dilepaskan pada saat terjadi
perubahan wujud memenuhi persamaan berikut.

Q = mL
keterangan:
Q = kaloryang diterima atau kalor yang dilepaskan (Joule)
m = massa zat (kg)
L = kalor laten penguapan atau pembekuan (J/kg)
Kalor laten atau L pada saat es mencair atau air membeku pada suhu 0℃ sama.
Demikian juga kalor laten penguapan atau pengembunan pada air atau uap
bersuhu 100℃ sama.
a. Kalor laten penguapan air dan pengembunan uap pada tekanan standar dan

suhu 100℃ adalah 540 kal/g atau 2268 kJ/kg.
b. Kalor laten pembekuan air dan pencairan es pada tekanan standar dan suhu

0℃ 80 kal/g atau 336 kJ/kg.

38

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

1 Melebur dan Membeku

Melebur adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi cair.

Membeku adalah perubahan wujud zat cair menjadi padat. Titik lebur adalah

suhu pada waktu zat melebur.

Kalor lebur secara matematis di tulis sebagai berikut:

Lb = atau Q = mLb


keterangan :

Lb = kalor lebur (J/kg)
Q = kalor (J)
m = massa (kg)

2 Menguap, Mendidih, dan Mengembun

Menguap adalah perubahan wujud zat dari cair menjadi uap.

Mendidih adalah penguapan yang terjadi diseluruh bagian zat cair dan hanya
dapat terjadi pada titik didih. Mengembun adalah perubahan wujud dari gas
menjadi cair. Kalor uap suatu zat sama besar dengan kalor embun zat

tersebut. Secara matematis kalor didih dirumuskan sebagai berikut:

Lv = atau Q = mLv


keterangan:

Lv = kalor didih J/kg
Q = kalor (J)

m = massa (kg) Sumber: Dokumentasi penulis

Gambar 4.3 Air dikatakan
mendidih jika terjadi
proses penguapan
diseluruh bagian air
dalam panci.

39