E-LKPD FISIKA MODEL PROBLEM BASED LEARNING PADA BAHAN AJAR SUHU DAN KALOR__ROSINA DEWI (2018005003)

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING
SUHU DAN KALOR

Rosina Dewi
Dr. Yosaphat Sumardi, M.Pd., M.S
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.S
DR. H. SUNARTO, M.Si.
VALIDATOR

HANS SAPUTRO, S. Pd., M. Si
SONY YUNIOR ERLANGGA, M. Pd

Hj. SYAMSURIANI, S. Pd

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, Maret 2022

Penulis

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 .....................................................................................................................11
C. Kalor ...........................................................................................................................24
D. Perubahan Wujud.........................................................................................................35
E. Perpindahan Kalor .......................................................................................................45
Rangkuman .......................................................................................................................54
Latihan Soal ......................................................................................................................55
Daftar Pustaka ...................................................................................................................58
Biodata Penulis..................................................................................................................59

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 .......................................................................... 11
Gambar 2.2 Sambungan jembatan ..................................................................................... 11
Gambar 2.3 Kabel listrik mengendor................................................................................. 11
Gambar 2.4 Pemuaian luas................................................................................................ 14
Gambar 2.5 sebuah persegi dengan sisi 1 m ...................................................................... 15
Gambar 2.6 Volume 1,00000 kg air sebagai fungsi suhu ................................................... 17
Gambar 2.7 Sketsa masalah............................................................................................... 18
Gambar 3.1 Kalorimeter.................................................................................................... 24
Gambar 3.2 Mobil yang dilengkapi pendingin mesin.............................................................. 24
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 ................................................................................................... 45
Gambar 5.2 Konveksi alamiah .......................................................................................... 45
Gambar 5.3 Perpindahan kalor secara konduksi ................................................................ 47
Gambar 5.4 Kalor dari matahari ........................................................................................ 49

iv

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perbandingan skala termometer ......................................................................... 4
Tabel 1.2 Hasil percobaan pengukuran suhu...................................................................... 9
Tabel 2.1 Koefisien muai pada beberapa zat padat pada suhu ruang ................................. 14
Tabel 2.2 Koefisien muai volume..................................................................................... 17
Tabel 2.3 Tabel hasil percobaan pemuaian zat padat ....................................................... 22
Tabel 3.1 Kalor jenis berbagai zat .................................................................................... 28
Tabel 3.2 Tabel hasil percobaan kalor jenis ...................................................................... 33
Tabel 4.1 Data hasil pengamatan perubahan wujud .......................................................... 43
Tabel 5.1 Data hasil pengamatan....................................................................................... 52

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, Maret 2022

Penulis

vi

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

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

Guru:
1. Guru menyampaikan tujuan pembelajaran kepada peserta didik.
2. Guru membimbing siswa dalam pelaksanaan diskusi dan saat siswa mengalami kesulitan
dalam memahami materi dalam E-LKPD.
3. Guru 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).
3.5.6 Peserta didik dapat memberikan contoh peristiwa perubahan wujud beserta faktor

dengan tepat (C1).
3.5.7 Peserta didik dapat menjelaskan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan

radiasi (C2).
3.5.8 Peserta didik dapat menentukan faktor-faktor yang berpengaruh pada peristiwa

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

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

perubahan wujud, dan perpindahan kalor (C4).

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 SUHU

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

1

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?

Nyatakan permasalahan (pertanyaan) yang Anda pikirkan berdasarkan gambar
tersebut untuk menemukan konsep suhu di bawah ini!

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

SUHU

T

A. Kegiatan

I Percobaan pengukuran suhu.

B. Tujuan

K 1. Peserta didik dapat membedakan suhu benda.

2. Peserta didik mampu menentukan konversi skala termometer.

U 3. Peserta didik mampu menjelaskan konsep suhu dalam kehidupan sehari-hari.
M C. Alat dan Bahan

1. Gelas 3 buah.

S 2. Air hangat.

3. Air dingin/es.

E 4. Air kran

5. Termometer

D D. Langkah Kerja.

1. Mengukur suhu dengan tangan.

E

a. Berdoalah sebelum memulai kegiatan.

R b. Ambil air hangat, air kran, dan air es secukupnya.

c. Rasakan dengan menyentuhkan tangan ke dalam air es dan air hangat

H secara bersamaan.

d. Celublah kedua tangan ke dalam air kran secara bersamaan.

A e. Tulislah hasil percobaan ke dalam tabel hasil pengamatan.

2. Mengukur suhu dengan termometer

N a. Tuanglah air hangat, air kran, dan air es ke dalam wadah yang berbeda-beda.

b. Ukurlah suhu ketiga air tersebut menggunakan termometer.

A

c. Tulislah hasil percobaan kedalam tabel hasil percoban.

8

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Tabel 1.1 Hasil percobaan pengukuran suhu.

P Hasil mengukur dengan tangan Suhu pada termometer
(apa yang dirasakan?) (℃)
No Objek

R

1 Air kran

A 2 Air hangat

3 Air es

K

T Mengembangkan hasil

penyelidikan.

I

K

1. Apa yang anda rasakan setelah mencelupkan tangan ke dalam air es dan air hangat secara

U bersamaan kemudian mencelup ke dalam air keran?
M JAWABAN

S

E

D 2. Mengapa air hangat, air es, dan air kran memiliki skala yang berbeda?

JAWABAN

E

R

H

3. Konversikan skala tersebut ke dalam skala Fahrenheit, Reamur, dan kelvin.

A

JAWABAN

N

A

9

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Kesimpulan

Setelah anda melakukan penyelidikan, buatlah kesimpulan dari hasil penyelidikan anda dan
jelaskan konsep suhu yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari.

JAWABAN

10

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?

Nyatakan permasalahan (pertanyaan) yang Anda pikirkan berdasarkan gambar
tersebut untuk menemukan faktor pemuaian di bawah ini!

JAWABAN

1. _______________________________________________________________________
2. _______________________________________________________________________
3. _______________________________________________________________________

11

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

12

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)

13

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.

∆ 0∆ (∆ )2

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)

14

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

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:

15

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

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.

Setelah suhunya naik, volumenya akan menjadi Vt = V0 + ∆

16

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

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.
Volume (× 10-3 m3)

1,00013 Volume minimum
1,00000

4o 5o 10o Suhu (℃)

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

17

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

3 Pemuaian Gas

a. Proses Isobarik
Proses pemuaian gas pada tekanan tetap, disebut proses isobarik.

Gambar 2.7 Sketsa masalah
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)

18

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

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)
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.

19

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

(Latihan menguji pemahaman materi)
Kerjalah soal-soal 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

Melakukan Penyelidikan

A

K

PEMUAIAN ZAT PADAT

T A. Tujuan

1. Menyelidiki terjadinya pemuaian panjang zat padat dengan tepat.

I 2. Menghitung besarnya perubahan panjang pada pemuaian zat padat dengan
K tepat.

3. Menghitung besarnya koefisien muai panjang dengan tepat.

U B. Alat dan Bahan

1. Tembaga, besi, dan kuningan.

M 2. Termometer.
S 3. Pembakar spiritus.

4. Penggaris.

E C. Langkah Kerja.

1. Ukur panjang masing-masing logam mula-mula (L1) dengan mistar.

D

2. Ukur suhu awal (T1) masing-masing logam menggunakan termometer sebelum

E dibakar. Kemudian catatlah hasil pengukurannya.

3. Bakar ketiga logam secara bersamaan selama 5 menit dengan pembakar spiritus

R dan kemudian ukur suhu ketiga logam setelah dipanaskan (T2).
H 4. Ukurlah panjang masing-masing logam setelah dipanaskan (L2).

5. Hitung koefisien muai panjang masing-masing logam, dan bandingkan dengan

A teori yang ada.

6. Dinginkan ketiga logam dengan cara direndam dengan air dingin.

N

A

21

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

P E. Tabel Pengamatan

R Tabel 2.3 Tabel hasil percobaan pemuaian zat padat.

A Logam t L1 L2 ∆L T1 T2 ∆T
(sekon) (cm) (cm) (cm) (℃) (℃) (℃) (/℃)

K Aluminium

Besi

T Kuningan

I

K Mengembangkan Hasil

Penyelidikan.

U

M 1. Mengapa terjadi pemuaian panjang pada logam besi, kuningan, dan tembaga?
S JAWABAN

E

D 2. Manakan dari logam besi, kuningan, dan tembaga yang mengalami perubahan panjang
E terkecil dan terbesar?

JAWABAN

R

H

A 3. Manakah dari logam besi, kuningan, dan tembaga yang memiliki koefisien muai panjang

terkecil dan terbesar?

N JAWABAN

A

22

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING
4. Faktor apa saja yang mempengaruhi pemuaian panjang pada zat padat?
JAWABAN

Kesimpulan

Setelah anda melakukan penyelidikan, buatlah kesimpulan berdasarkan tujuan, hasil
pengamatan, dan diskusi yang telah dilakukan.

JAWABAN

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?

Nyatakan permasalahan (pertanyaan) yang Anda pikirkan berdasarkan gambar
tersebut untuk menemukan konsep kalor di bawah ini!

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.
Secara matematis rumus asas Black sebagai berikut.

Qlepas = Qterima

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

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

30

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!

31

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

P

R

A Melakukan Penyelidikan

Penyelidikan

K

KALOR

T A. Tujuan Percobaan

I Peserta didik dapat dapat melakukan pengukuran kalor jenis dengan menggunakan

kalorimeter.

K B. Alat dan Bahan

U 1. Pemanas dan tungku spiritus 5. Kaleng pemanas

2. Termometer 6. Air, minyak, berbagai zat cair

M 3. Landasan besi lainya.
7. Berbagai macam logam
4. Kalorimeter 8. Neraca ohaus

S

E C. Langkah Kerja

1. Berdoalah sebelum memulai kegiatan.

D 2. Nyalakan tungku pemanas, lalu letakan kaleng pemanas yang sebagian berisi air di

atas tungk dengan dasr landasan beisampai air mendidih.

E 3. Ukur massa logam (ml) menggunakan neraca ohaus kemudian letakan di atas

R kaleng pemanas.

4. Timbangkah sejumlah volume air (mc).

H 5. Timbanglah massa kalorimeter (mk) beserta logam pengaduknya (mp).

6. Siapkan kalorimeter dan isilah dengan air yang telahkan diketahui massanya.

A 7. Ukurlah suhu awal menggunakan termometer sebagai (T1).

N 8. Ukurlah suhu logam yang masih berada didalam pemanas sebagai (T2) kemudian

masukan logam tersebut ke dalam kalorimeter.

A 9. Aduklah kalorimeter berisi logam itu sehingga merata dan ukur suhu akhir sebagai

(T3).

10. Ulangi percobaan mengunakan minyak dan zat cair lainya sebagai pengganti air.

32

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Isilah data yang anda peroleh dari eksperimen pada tabel berikut.

P

Tabel 3.2 Tabel hasil percobaan kalor jenis.

R

No mk mp T1 ml T2 T3 Keterangan

A1

K2

3

T

I

K

U

M 1. Carilah kalor jenis logam dengan air sebagai pengisi kalorimeter.
S JAWABAN

E

D

E

2. Carilah kalor jenis logam dengan minyak sebagai pengisi kaalorimeter.

R

JAWABAN

H

A

N

A

33

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

Kesimpulan

1. Setelah anda melakukan eksperimen, tulislah kesimpulan anda entuk menjelaskan azas
black pada kolom berikut ini.
JAWABAN

2. Kembangkan jawaban anda tentang penerapan kalor dalam kehidupan sehari-hari, kemudian
tuliskan hubungannya dengan konsep kalor.
JAWABAN

34

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?

Nyatakan permasalahan (pertanyaan) yang Anda pikirkan berdasarkan gambar
tersebut untuk menemukan faktor perubahan wujud zat di bawah ini!

JAWABAN
1. _____________________________________________________________________
2. _____________________________________________________________________

35

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

36

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 = kalor yang 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.

37

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.

38

E-LKPD FISIKA

DENGAN MODEL PROBLEM BASED LEARNING

3 Menyublim dan Deposisi

Menyublim adalah perubahan wujud dari padat langsung menjadi gas (tanpa
melalui wujud cair). Deposisi adalah kebalikan dari menyublim, yakni langsung dari
wujud gas ke wujud padat.

4 Hubungan Antara Perubahan Suhu dan Perubahan Wujud

Jika anda membuat grafik hubungan antara penyarapan kalor (Q) dan perubahan
suhu yang dialami oleh air, mulai dari wujud es pada suhu –T1 hingga seluruhnya menjadi
uap pada pada suhu 100℃, akan didapatkan grafik seperti pada Gambar 4.4.

T(℃) DE
100

0 B C Q (kalor)
-T1 A

Gambar 4.4 Grafik perubahan suhu dan perubahan wujud terhadap penyerapan kalor oleh

air.

Berikut proses yang terjadi pada pemanasan air hingga menjadi air mendidih.

a. Proses A-B
Suhu es –T1 ℃ menyerap kalor sebesar Q1 sehingga suhunya menjadi 0℃ dan tetap
berwujud es.

Q1 = mes ces ∆ es = mes ces (0o – (-T1)) = mes ces 1

39