The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.

Kunci Jawaban Latihan Soal Modul Pembelajaran Berbasis PBL Materi Suhu dan Kalor Kelas X

Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by Ni'matul Jannah, 2021-11-08 03:04:35

KUNCI JAWABAN

Kunci Jawaban Latihan Soal Modul Pembelajaran Berbasis PBL Materi Suhu dan Kalor Kelas X

Keywords: Kunci Jawaban Modul PBL Suhu dan kalor

1

KUNCI JAWABAN

Modul Pembelajaran Berbasis Problem Based Learning
Materi Suhu dan Kalor

2

KRITERIA PENILAIAN

SKOR KETERANGAN

Pengetahuan Kognitif
Jawaban yang dibuat peserta didik salah/tidak tepat/tidak sesuai dengan
0
kunci jawaban.
Jawaban yang dibuat peserta didik kurang tepat/kurang sempurna/kurang
1
sesuai dengan kunci jawaban.
Jawaban yang dibuat peserta didik tepat/sempurna/sesuai dengan kunci
2
jawaban.

Pengetahuan Deklaratif
0 Tidak menjawab pertanyaan

Menjawab pertanyaan namun jawaban tidak berhubungan/tidak nyambung
1

dengan pertanyaan
2 Menuliskan sebagian pengetahuan/informasi berdasarkan kunci jawaban
3 Menuliskan semua pengetahuan/informasi berdasarkan kunci jawaban

Pengetahuan Prosedural
0 Tidak menjawab pertanyaan

Menjawab pertanyaan namun jawaban tidak berhubungan/tidak nyambung
1

dengan pertanyaan
2 Menjawab sebagian poin langkah/strategi berdasarkan kunci jawaban
3 Menjawab semua poin langkah/strategi berdasarkan kunci jawaban

Pengetahuan Kondisional
0 Tidak menjawab pertanyaan

Menjawab pertanyaan namun jawaban tidak berhubungan/jawaban tidak
1

nyambung dengan pertanyaan/jawaban tidak dijelaskan dengan spesifik
2 Menjawab pertanyaan dengan spesifik

Total skor untuk 1 buah pertanyaan/soal/permasalahan = skor pengetahuan kognitif
+ skor pengetahuan metakognitif. Jika peserta didik mendapatkan skor 2 dari penilaian
kognitif dan skor 8 dari pengetahuan metakognitif, maka peserta didik mendapatkan
skor yang sempurna yaitu 10 untuk satu buah pertanyaan/soal/permasalahan yang
diberikan.

3

A. SUHU

Pengetahuan MEMAHAMI SEJENAK 1
Kognitif
Kurang setuju, memang benar kulit dapat merasakan sensasi panas dan dingin
Pengetahuan suatu benda atau lingkungan, namun tidak dapat digunakan sebagai alat
Deklaratif untuk mengukur suhu.

Pengetahuan  Pengetahuan bahwa suhu merupakan tingkat derajat panas atau
Prosedural dinginnya suatu benda.

Pengetahuan  Suatu benda dapat dikatakan sebagai alat ukur suhu (Termometer) jika
Kondisional ia memiliki dua titik tetap yaitu titik tetap atas dan bawah (titik didih
dan titik beku), sedangkan kulit manusia tidak memiliki itu.

a) Memahami permasalahan pada soal yang berkaitan dengan materi suhu
dan alat ukurnya

b) Memahami bahwa tangan bukan termasuk alat ukur suhu
c) Mengorganisasikan pernyataan tidak setuju beserta alasannya sesuai

dengan pemahaman yang telah dituliskan pada pengetahuan deklaratif
diatas.
Ketika mampu memberikan penjelasan yang tepat terkait tidak setuju
terhadap pernyataan fitri. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat
menjelaskan alasan mengapa tidak setuju dengan pernyataan Fitri.

LATIHAN 1.1

Reamur
Tahun 1731, René Antoine Ferchault de Réaumur mengusulkan skala yang
lain. Mulanya, dia membuat termometer dengan alkohol (walaupun sekarang
sudah diganti dengan air raksa) dan membuat ketetapan titik beku air 0∘
R dan titik didih sebesar 80∘R. Menurut Réaumur, angka 80 mudah untuk
dibagi 2.
Sumber: https://www.ruangguru.com/blog/suhu

Pengetahuan Kelvin
Kognitif Kelvin dinamakan berdasarkan seorang fisikawan dan insinyur Inggris, William
Thomson, 1st Baron Kelvin (1824–1907). Tidak seperti derajat Fahrenheit dan
derajat Celsius, kelvin tidak berarti atau ditulis sebagai derajat. Satuan untuk
skala Kelvin adalah kelvin (lambang K), dan merupakan salah satu dari tujuh
unit dasar SI. Satuan kelvin didefinisikan oleh dua fakta: nol kelvin adalah nol
absolut (ketika gerakan molekuler berhenti, dalam termodinamika).
Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Kelvin

4

Pengetahuan Rankine
Deklaratif Skala Rankine adalah skala suhu termodinamis yang dinamai menurut insinyur
Skotlandia William John Macquorn Rankine, yang mengusulkannya pada 1859.
Pengetahuan Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Skala_Rankine
Prosedural  Pengetahuan tentang sumber terpercaya yaitu yang bersumber dari

Pengetahuan buku sekolah, buku kampus, jurnal, web resmi (bukan blospot,
Kondisional wordpress, dkk)
 Informasi penemu skala Kelvin adalah Lord William Kelvin yang
menggunakan konsep nol mutlak sebagai batas bawahnya (nol
mutlak=suhu yang membuat semua molekul berhenti/tidak adanya
energi yang dideteksi.
 Informasi penemu skala Reamur yaitu Rene Antoine Ferchault de
Reamur, dengan membagi 80 titik untuk skala antara dan nya.
 Informasi penemu skala Rankine yaitu William John Macquorn Rankine.
 Mengetahui mana saja yang termasuk sumber terpercaya
 Menelusuri sumber-sumber terpercaya tersebut untuk mencari informasi
terkait asal-usul dari tiga skala yang ditanyakan
 Menjelaskan asal-usul dari tiga skala yang ditanyakan menggunakan
bahasa sendiri
Ketika mampu memberikan penjelasan yang tepat tentang asal-usul dari tiga
skala yang ditanyakan. Karena dengan menggunakan langkah pemikiran
tersebut dapat membantu mendapatkan informasi untuk menjawab
pertanyaan latihan 1.1.

LATIHAN 1.2

Tabel 1.2, Tabel konversi suhu pada skala Celcius, Fahrenheit, Reamur, Kelvin dan Rankine

SKALA Celcius Reamur Fahrenheit Kelvin Rankine

Celcius ℃ = ℃ = − ℃ =
℃ = °
Reamur ( ℉ − ) ° = ( ° − )
Fahrenheit ° = ℃ ℉ =
° = ( − ) ° =
℉ = ( ° ) +
( ℉ − ) ° = ( ° − )
( ℃) +
( − ) + ° =
( ° − )
+

5

Kelvin = = =
Rankine = ℃ +
( ( ° ) + ( ( ° − ) ( ° − )
° = + +
° =
( ° ) + ° = ° =
( ° ) + ( ° − ) +
( − ) +

 Informasi terkait nilai TA dan TB pada setiap skala suhu.

Pengetahuan  Pengetahuan tentang rumus konversi skala suhu
Deklaratif
− = −
( − ) ( − )

Pengetahuan  Mengingat kembali nilai TA dan TB skala Reamur, Kelvin dan Rankine
Prosedural  Mengingat kembali rumus konversi suhu
 Merumuskan konversi suhu pada kolom-kolom yang masih kosong
Pengetahuan  Mengecek kembali ketepatan dalam penulisan rumus
Kondisional
Ketika mampu merumuskan konversi skala suhu dengan tepat pada kolom

tabel yang masih kosong. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat

menyelesaikan perumusan konversi skala suhu.

LATIHAN 1.3
Termometer Air Raksa
Kelebihan :
Harganya murah

Pengetahuan Kekurangan:
Kognitif  Membutuhkan waktu prosesnya membutuhkan waktu yang cukup lama

bila di bandingkan dengan termometer digital
 Tidak mempunyai alarm sebagai penanda bahwa kita telah selesai

melakukan pengecekan suhu tubuh
 Hanya bisa mengukur suhu tinggi saja tanpa bisa mengukur suhu yang

rendah
 Jika kaca pada termometer ini pecah dikhawatirkan dapat membahayakan
Sumber : https://www.coworking.co.id/kelebihan-dan-kekurangan-termometer-
digital/

Termometer Digital
Kelebihan:
 Hasil proses pengukuran sangat cepat.
 Sangat nyaman digunakan pada bayi
 Mempunyai alarm saat proses pengukuran selesai

6

 Nilai suhu pengukuran dapat di lihat dengan jelas di LCD kecil pada
termometer digital

Kekurangan:
Harganya Mahal dibandingkan termometer air raksa
Sumber : https://www.coworking.co.id/kelebihan-dan-kekurangan-termometer-
digital/

Termoghun

Kelebihan:
 Dapat mengukur suhu tanpa harus menyentuh objek yang sedang diukur

suhunya
 Dapat Menyimpan Suhu yang Terdeteksi Secara Langsung
 Dapat mendeteksi suhu dari objek atau area yang bergerak
 Memiliki Bentuk yang Praktis
 Tidak merusak jaringan otak

Kekurangan:
 Harganya cenderung mahal
 sulit atau bahkan tidak dapat mengukur suhu atau temperatur yang kecil
 Debu yang menempel atau asap yang sedang ada di sekitar dapat menjadi

penggangu pengukuran suhu
 Penggunaan termometer inframerah harus dilakukan dengan benar, agar

tidak terjadi salah ukur suhu yang dapat berakibat fatal

Sumber: https://yaletools.com/id/kelebihan-dan-kekurangan-termometer-

inframerah/

 Pengetahuan tentang sumber terpercaya yaitu yang bersumber dari buku

sekolah, buku kampus, jurnal, web resmi (bukan blospot, wordpress, dkk)
Pengetahuan  Informasi tentang kelebihan-kelebihan termometer air raksa, alkohol dan

Deklaratif termo gun
 Informasi tentang kekurangan-kekurangan termometer air raksa, alkohol

dan termo gun

Pengetahuan  Mengetahui mana saja yang termasuk sumber terpercaya
Prosedural  Menelusuri sumber-sumber terpercaya tersebut untuk mencari informasi

terkait asal-usul dari tiga skala yang ditanyakan
 Menjelaskan kelebihan dan kekurangan masing-masing termometer

menggunakan bahasa sendiri.

Ketika mampu menjelaskan kelebihan dan kekurangan masing-masing

Pengetahuan termometer dengan menggunakan sumber terpercaya. Karena dengan langkah

Kondisional pemikiran tersebut dapat membantu menemukan informasi tentang kelebihan

dan kekurangan masing-masing termometer.

7

UJI KEMAMPUAN 1

Diketahui

TA Nuna = 180, TB Nuna = -40

TA Fahrenheit = 212, TB Fahrenheit = 32
Suhu di Inggris pada pukul 00-10 AM mengalami peningkatan suhu sebesar
1oF/1jam
Suhu di Inggris pukul 04 AM = 17oF maka pada pukul 09 AM = 22oF

Pengetahuan − = −
Kognitif ( − ) ( − )
− (− ) −
Pengetahuan (180 − (−40)) = (212 − 32)
Deklaratif
+ −
220 = 180
− ( )

+ = 180
+ = − ,

= − , °

 Informasi tentang dan skala Nuna dan skala Fahrenheit.

 Pengetahuan tentang rumus konversi suhu

− = −

( − ) ( − )

 Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan besaran yang

Pengetahuan diperlukan namun tidak diketahui dalam soal
Prosedural  Mengidentifikasi besaran yang ditanyakan
 Menganalisis alur pemecahan masalah
 Merumuskan konversi skala pada termometer Nano dengan Fahrenheit
Menghitung nilai skala Nano yang ditanyakan menggunakan rumus konversi

skala yang telah dibuat sebelumnya

Pengetahuan Ketika mampu menghitung nilai suhu yang ditanyakan pada skala Nano.
Kondisional Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat menghitung nilai skala Nano
yang ditanyakan.

8

B. PEMUAIAN

Pengetahuan MEMAHAMI SEJENAK 2 (Kasus 1)
kognitif
Diketahui:
Berdasarkan tabel kasus 1, ketiga silinder memiliki bahan yang sama yaitu perak
maka koefisien muai panjang ( ) yang dimiliki ketiga silinder tersebut adalah
sama, panjang mula-mulanya ( ) yang juga sama namun nilai panjang akhir
( ) ketiganya berbeda-beda. Hal tersebut disebabkan karena setiap silinder
diberikan perlakuan suhu yang berbeda-beda sehingga mempengaruhi nilai
pertambahan panjangnya(∆ )

Pengetahuan Jawab:
Deklaratif Maka dapat disimpulkan, semakin rendah nilai perubahan suhunya maka
pertambahan panjang yang dihasilkannya juga semakin kecil.
Pengetahuan  Pengetahuan bahwa salah satu faktor yang mempengaruhi besar kecilnya
Prosedural
nilai pertambahan panjang suatu benda ialah nilai perubahan suhu yang
Pengetahuan diberikan.
Kondisional  Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan besaran yang
diperlukan namun tidak diketahui dalam soal
Pengetahuan  Mengidentifikasi tabel kasus 1 bahwa ketiga silinder memiliki nilai
kognitif koefisien muai dan nilai panjang mula-mula yang sama
 Mengidentifikasi tabel kasus 1 bahwa perubahan setiap suhu pada
silinder berbeda-beda
 Membandingkan nilai panjang akhir silinder 1, 2, 3.
 Membuat kesimpulan yang tepat berdasarkan identifikasi besaran-
besaran yang telah diketahui
Ketika mampu memberikan kesimpulan yang tepat berdasarkan informasi
yang diketahui pada tabel kasus 1. Karena dengan langkah pemikiran tersebut
dapat mengarahkan dalam menemukan kesimpulan yang tepat.

MEMAHAMI SEJENAK 2 (Kasus 2)

Diketahui:
a) Nilai perubahan suhu (∆ ) yang diberikan pada semua jenis batang
silinder adalah sama yaitu 27oC
b) Tiga batang silinder perak memiliki nilai ( ) yang berbeda-beda
c) Bahan perak 3, Besi dan Kuningan memiliki nilai ( ) yang sama
d) Koefisien muai panjang ( ) Perak 20 × 10−6, besi 12 × 10−6, Kuningan
19 × 10−6

9

Jawab:
1) Nilai panjang mula-mula benda dapat mempengaruhi nilai pertambahan
panjang bendanya (∆ ), terlihat pada kolom bagian batang silinder
perak 1, 2, dan 3. Sehingga dapat disimpulkan, semakin kecil nilai
panjang mula-mula ( ) suatu benda, maka pertambahan panjang (∆ )
yang dihasilkannya juga semakin kecil.

Pengetahuan 2) Koefisien muai panjang (α) suatu benda dapat mempengaruhi nilai
Deklaratif pertambahan panjangnya (∆ ), terlihat dari kolom bagian perak 3, besi
dan kuningan yang memiliki ( ) yang sama. Sehingga dapat
Pengetahuan disimpulkan bahwa semakin kecil nilai koefisien muai panjang (α) suatu
Prosedural benda, maka semakin kecil pula nilai pertambahan panjangnya (∆ ).

Pengetahuan  Pengetahuan bahwa faktor yang mempengaruhi besar kecilnya nilai
Kondisional pertambahan panjang suatu benda ialah nilai panjang mula-mula dan
nilai koefisien muai bendanya.
Pengetahuan
kognitif  Pengetahuan bahwa tiap benda memiliki nilai koefisien muai panjang
yang berbeda.

 Informasi terkait koefisien muai panjang perak, kuningan, dan besi
 Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan besaran yang

diperlukan namun tidak diketahui dalam soal
 Mengidentifikasi tabel kasus 2 bahwa perak 1, 2 dan 3 memiliki nilai

koefisien muai (α) dan nilai perubahan suhu (∆T) yang sama, namun
memiliki nilai panjang mula-mula ( 0) yang berbeda-beda
 Mengidentifikasi tabel kasus 2 bahwa perak 3, besi, dan kuningan
memiliki nilai koefisien muai (α) yang berbeda-beda namun nilai
perubahan suhu (∆T) yang samadan panjang mula-mula ( 0) sama
 Membandingkan nilai diameter akhir masing-masing bahan ( )
 Membuat kesimpulan yang tepat berdasarkan identifikasi besaran-besaran
yang telah diketahui
Ketika mampu memberikan kesimpulan yang tepat berdasarkan informasi
yang diketahui pada tabel kasus 1. Karena dengan langkah pemikiran tersebut
dapat mengarahkan dalam menemukan kesimpulan yang tepat.

LATIHAN 2.1

Diketahui:
∆T = 98-33= 65oC
L0 = 23 cm
∆L = 0,25415 =25415 x 10-6 cm
Ditanya:

10 Nilai koefisien muai panjang silinder batang?

Jawab: ∆ = ∆


= ∆
× −

= × ℃
× −

= ℃
= × −

Pengetahuan Bahan yang memiliki nilai koefisien muai panjang × − oC-1 adalah
Deklaratif Tembaga.

Pengetahuan  Pengetahuan bahwa koefisien muai panjang dapat dicari menggunakan
Prosedural
rumus Pemuaian, yaitu:
 ∆ = ∆
 Informasi terkait nilai koefisien muai panjang Tembaga adalah × −

oC-1

 Pengetahuan bahwa benda akan mengalami pertambahan panjang
(pemuaian) saat diberikan suhu yang lebih tinggi dari suhu awalnya

 Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan besaran yang
diperlukan namun tidak diketahui dalam soal

 Menghitung besar nilai koefisien muai panjang menggunakan rumus
∆ = ∆

Pengetahuan  Menyocokkan hasil perhitungan dengan informasi koefisien muai yang
Kondisional ada pada tabel

Ketika mampu memberikan penjelasan bahwa silinder batang itu terbuat dari
bahan tembaga. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat
membuktikannya dengan menghitung nilai koefisien muai panjang zatnya

LATIHAN 2.2

Diketahui:
∆T = 28-21= 7oC
A bingkai jendela = 5000 cm2
= 9 × 10−6

Pengetahuan Ditanya:

kognitif Kaca yang paling tepat untuk bingkai jendela?

Jawab:
Mencari nilai pemuaian luas yang terjadi pada setiap kaca menggunakan nilai
∆T yang telah diketahui menggunakan rumus pemuaian luas.

11

∆ = ∆

Luas Saat terjadi
awal
Kaca pemuaian
Kaca
(cm2) ∆ kaca
A 5050 kaca
B 5000
C 4802 0,64 5050,64

0,63 5000,63

0,61 4802,61

Pengetahuan Kaca yang paling tepat digunakan adalah kaca C karena nilai luas akhir kaca
Deklaratif setelah memuai tidak lebih luas daripada luas bingkai jendela, sehingga kaca
tersebut tidak akan pecah saat siang hari.
Pengetahuan  Pengetahuan terkait pemuaian luas zat
Prosedural
∆ = ∆
Pengetahuan  Pengetahuan bahwa kaca dapat mengalami pemuaian saat cuaca panas,
Kondisional
oleh sebab itu diperlukan perhitungan yang tepat saat ingin
Pengetahuan memasangkan kaca pada bingkai jendela.
kognitif  Perhitungan yang dibutuhkan adalah prediksi nilai pemuaian kaca yang
terjadi harus tidak lebih besar daripada ukuran bingkai jendela.
a) Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan besaran yang
diperlukan namun tidak diketahui dalam soal
b) Menghitung besar nilai pemuaian kaca A, B, dan C.
c) Mengidentifikasi kaca A, B, dan C yang memiliki nilai luas akhir yang tidak
lebih besar daripada luas bingkai jendela
d) Memilih kaca C
e) Memberikan penjelasan bahwa kaca C adalah kaca yang paling tepat
digunakan.
Ketika mampu memberikan penjelasan bahwa kaca C adalah pilihan kaca yang
paling tepat. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat membuktikan
alasan mengapa Kaca C yang paling tepat.

LATIHAN 2.3

Diketahui:
V0 air = 5000 L
∆T = -15oC
air = 210 × 10−6C-1

Ditanya:
V akhir air = ?

12

Jawab:
Pemuaian volume air:

∆ = ∆
= ( + ∆ )

= ( + × − × (− )
= ( + (− × − ))

= ( + (− , ))
= ( , )
= ,

Saat di Payson air mengalami penurunan suhu sebanyak 15oC, sehingga volume
air tersebut juga mengalami penyusutan (pengurangan nilai volumenya).

Jadi, pernyataan bahwa “Ketika truk tersebut telah sampai di Payson volume air

tersebut akan menjadi lebih banyak dari volume awalnya” adalah salah.

 Pengetahuan bahwa nilai suhu akhir dapat dicari menggunakan rumus

Pemuaian, yaitu:

Pengetahuan ∆
Deklaratif ∆ = ∆ → = +

Pengetahuan  Pengetahuan bahwa air dapat mengalami perubahan nilai pada
Prosedural volumenya jika diberikan suhu yang berbeda dari suhu awalnya.

Pengetahuan a) Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan besaran yang
Kondisional diperlukan namun tidak diketahui dalam soal

Pengetahuan b) Menghitung besar nilai volume air saat air berada di Payson
kognitif c) Membandingkan nilai volume air saat di Las Vegas dengan di Payson
d) Menuliskan kesimpulan bahwa volume air menjadi lebih sedikit saat

berada di Payson
Ketika mampu menghitung nilai volume akhir yang ditanyakan. Karena dengan
langkah pemikiran tersebut dapat menghitung dan membandingkan nilai
volume awal dan volume akhir air.

UJI KEMAMPUAN (2)

Diketahui:
T0 = 25°C
L0 = 50 cm
∆L = 0,18 cm
α kaca = 9 x 10-6/°C

Ditanya:

13 To = ?

Jawab:
Mencari nilai suhu akhirnya


= +

× −
= × − ℃− × + ℃

× −
= × − ℃− + ℃

× −
= × − ℃− + ℃


= + ℃
= + = ℃

Kemudian menkonversi suhu dari skala Celcius ke Reamur

− = −
( − ) ( − )

425℃ − 0 R − 0
(100 − 0) = (80 − 0)

425 R
(100) = (80)

(4)425
R = (5) = 340°R

° adalah suhu saat batang kaca memiliki nilai pertambahan panjang 0,18
cm.

 Pengetahuan bahwa nilai suhu akhir dapat dicari menggunakan rumus

Pemuaian, yaitu:

Pengetahuan ∆
Deklaratif ∆ = ∆ → = +

Pengetahuan  Pengetahuan tentang rumus konversi suhu
Prosedural
− = −
( − ) ( − )

 Informasi tentang titik tetap atas dan bawah dari skala Reamur

 Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan besaran yang

diperlukan namun tidak diketahui dalam soal

 Menghitung besar nilai T menggunakan rumus pemuaian

 Menkonversi nilai suhu dari skala Celcius ke Reamur

14 Pengetahuan Ketika mampu menghitung nilai T yang ditanyakan. Karena dengan langkah
Kondisional pemikiran tersebut dapat menghitung nilai T yang ditanyakan.

15 3. KALOR

Memahami Sejenak 3 (Kasus 1)

Diketahui: Perubahan suhu pada air
c air = 4186 J/kg oC ∆ = − ℎ
c kaca = 840 J/kg oC ∆ = 85℃ − 75℃
m air = 200 gram = 0,2 kg ∆ = 10℃
m kaca = 200 gram = 0,2 kg
T air = 85oC Perubahan suhu pada gelas kaca
T kaca= 25oC ∆ = ℎ −
T akhir= 75oC ∆ = 75℃ − 25
∆ = 50℃

Pengetahuan
kognitif

Pernyataan tersebut kurang tepat, karena kalor jenis yang lebih tinggi
menunjukkan bahwa dibutuhkannya sejumlah kalor yang lebih banyak agar
dapat menaikkan 1oC pada 1 kg zatnya.

Pengetahuan Gelas kaca memiliki nilai perubahan suhu yang lebih tinggi daripada air
Deklaratif dikarenakan kaca memiliki kalor jenis yang lebih kecil daripada air, jumlah kalor
yang dibutuhkan kaca untuk menaikkan 1oC pada 1 kgnya lebih sedikit daripada
Pengetahuan air.
Prosedural
 Pengetahuan bahwa suhu akhir merupakan suhu setimbang dari gelas
Pengetahuan kaca dan air
Kondisional
 Informasi bahwa nilai kalor jenis gelas kaca lebih kecil daripada air
 Pengetahuan bahwa suatu zat membutuhkan sejumlah kalor tertentu

untuk menaikkan 1oC pada 1 kg zatnya (kalor jenis)
 Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal
 Memahami bahwa peristiwa yang terjadi pada “pertanyaan A” adalah

peristiwa kesetimbangan termal
 Mengidentifikasi perubahan suhu pada kaca lebih besar daripada air
 Mengidentifikasi kaca memiliki kalor jenis yang lebih kecil daripada air
 Mengorganisasikan pernyataan kurang setuju beserta alasan yang

mendukung
Ketika mampu mengorganisasikan alasan dari kurang setuju tersebut. Karena
dengan langkah pemikiran tersebut dapat mengorganisasikan alasan yang
tepat untuk mengoreksi pernyataan yang kurang tepat tersebut.

MEMAHAMI SEJENAK 3 Pertanyaan B

16 Diketahui:
Titik beku air = 0oC
Air mengalami perubahan fase dari zat cair menjadi padat pada suhu 0oC

Pengetahuan Jawab:
Kognitif Setuju, air memiliki titik beku pada suhu 0oC dan selama proses perubahan
fase air menjadi es, air tetap berada pada suhu 0oC dan tidak mengalami
Pengetahuan penurunan suhu. Jumlah kalor yang dilepas air sebanyak 373,9 kJ adalah
Deklaratif merupakan selisih nilai antara 499,5 kJ dan 125,6 kJ.
 Informasi bahwa air memiliki titik beku pada suhu 0oC
Pengetahuan  Pengetahuan bahwa ketika perubahan fase terjadi, tidak disertai dengan
Prosedural
perubahan suhu.
Pengetahuan  Pengetahuan bahwa suatu zat membutuhkan ataupun melepaskan
Kondisional
sejumlah kalor agar dapat mengubah wujudnya.
Pengetahuan  Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan besaran yang
Kognitif
diperlukan namun tidak diketahui dalam soal
 Memahami bahwa peristiwa yang terjadi pada “pertanyaan B” adalah

peristiwa perubahan fase air dari cair menjadi padat
 Mengorganisasikan pernyataan setuju beserta alasan yang mendukung
Ketika mampu mengorganisasikan alasan dari setuju tersebut. Karena dengan
langkah pemikiran tersebut dapat mengorganisasikan alasan yang tepat untuk
mendukung pernyataan tersebut.

LATIHAN 3.1

Diketahui:
m cairan X = 4600 gram =4,6 kg
m tembaga= 3000 gram= 3 kg
T cairan X = 28oC
T Tembaga = 95oC
∆T= 34,4
c tembaga = 390 J/kgoC

Jawab:
=

( − ) = ( − )

( )( ℃)( ℃ − , ℃) = ( , )( )( , ℃ − ℃)

= ( , ℃)


= , ℃


= , ℃

17
≈ ℃

Cairan X tersebut adalah alkohol.
Pengetahuan bahwa kesetimbangan termal terjadi pada zat bersuhu
tinggi yang dicampurkan dengan zat bersuhu rendah, pelepasan dan
penyerapan kalor terjadi diwaktu yang bersamaan dan menghasilkan
suhu campuran yang setimbang

Pengetahuan Pengetahuan dalam menghitung nilai suhu campuran dari beberapa zat
Deklaratif menggunakan

Pengetahuan =
Prosedural ( − ) = ( − )
Atau dengan;
Pengetahuan
Kondisional ∑ =
( − ) + ( − ) + ⋯ =
a) Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal
b) Menghitung nilai kalor jenis cairan X menggunakan rumus Qlepas = Qserap
c) Membandingkan hasil yang didapat pada perhitungan dengan tabel pada

soal

Ketika mampu mengetahui nama zat dari cairan x. Karena dengan langkah

pemikiran tersebut dapat memberikan hasil perhitungan yang benar sehingga

cairan x dapat ditemukan.

LATIHAN 3.2

Jawaban

Diketahui:
mAir = 1,5 kg
cAir = 4186 J/kg℃
cEs = 2100 J/kg℃
LLebur = 333 kJ/kg = 333 × 103 J/kg

Pengetahuan Proses pembekuan air:
Kognitif
SUHU PROSES KALOR YANG DILEPAS ZAT

20oC – (1) Zat masih berbentuk Q1 = m cair ∆T
0oC cairan Q1 = 1,5 kg × 4186 J/kg℃ ×
(20℃ − 0℃)
(2) Titik suhu dimana =
0oC air berubah menjadi
Q2 = m Lair
es (perubahan fase Q2 = 1,5 kg × 333 × 103J/kg
= , ×

18 dari cairan menjadi
padatan)

0oC – (- (3) Zat berbentuk Q3 = m cEs ∆T
Q3 = 1,5 kg × 2100 J/kg℃ ×
12oC) padatan (es) (0℃ − (−12)℃)
=

∑ Q = Q1 + Q2 + Q3
∑ Q = 125580 J + 499500 J + 37800 J

∑ Q = 662880 J ~ ,
Kalor yang dilepas lemari es untuk mengubah air menjadi es senilai -12oC
adalah , .

Grafik Perubahan Fase pada 1,5 kg Air bersuhu
25 20oC

20

15

Suhu (oC) 10

5

0 125580 499500 37800
-5 0

-10

-15
Kalor yang dilepas (Joule)

Pengetahuan Informasi nilai kalor jenis air sebesar 4186 J/kg℃
Deklaratif Informasi nilai kalor jenis es sebesar 2100 J/kg℃
Informasi nilai kalor Lebur air sebesar 333 × 103 J/kg
Pengetahuan Pengetahuan dalam mendeskripsikan proses perubahan fase yang terjadi
Prosedural suatu zat
Pengetahuan dalam memposisikan rumus kalor yang dipakai, yaitu =
digunakan ketika mencari nilai energi yang dilepas/diserap zat saat
terjadinya perubahan fase, dan = ∆ digunakan ketika mencari nilai
energi yang dilepas/diserap zat yang dimana perubahan fase tidak terjadi
Pengetahuan dalam menggambar grafik perubahan fase zat
1. Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal dan yang belum
diketahui namun diperlukan dalam menyelesaikan permasalahan
2. Memperhatikan kesesuaian satuan pada tiap besaran
3. Mendeskipsikan proses perubahan wujud air berdasarkan suhunya
4. Menghitung nilai kalor yang dilepas lemari es pada proses (1), (2), dan (3)

19 5. Menghitung jumlah pelepasan kalor pada ketiga proses (Q= Q1+Q2+Q3)
6. Membuat Grafiknya menggunakan suhu (oC) sebagai sumbu Ynya dan
Pengetahuan
Kondisional Pelepasan kalor (Joule) sebagai sumbu Xnya
Ketika mampu menghitung jumlah kalor yang dilepaskan oleh lemari es untuk
menurunkan suhu zat air ke -12oC. Karena dengan langkah pemikiran tersebut
dapat memberikan hasil perhitungan yang benar.

UJI KEMAMPUAN Bagian A

Diketahui:
Jika untuk air dingin = 1, dan air panas = 2
m1= 125 g =0,125 kg
T1= 77oF
T2= 194oF
T Setimbang = 113oF
c air = 4186 J.Kg/oC

Ditanya: m akhir ?

Jawab:

Menkonversi nilai Fahrenheit ke Celcius

− = −
( − ) ( − )
T1−0 77−32
(100−0) = (212−32)

Pengetahuan T1 = 45 (100) = ℃
Kognitif (180)

T2−0 = 194−32
(100−0) (212−32)

T2 = 162 (100) = ℃
(180)

TSetimbang −0 = 113−32
(100−0) (212−32)

TSetimbang = 81 (100) = ℃
(180)

Menghitung nilai m2

∑ =

m1 cair (TS − T1) + m2 cair (TS − T2) = 0
0.125 kg × 4186 J/kg℃ (45 − 25) + m2 4186 J kg/℃ (45 − 90) = 0

10465 J + m2 (−188370 J/kg) = 0
m2 (188370 J/kg) = 10465 J
10465 J
m2 = 188370 J/kg
m2 = 0,05 kg~50 gram

20 Air panas yang harus Ibu campurkan adalah sebanyak 50 gram, maka total air
yang digunakan Ibu untuk membuat susu adalah 125 gram + 50 gram =
Pengetahuan 175 gram.
Deklaratif
Pengetahuan bahwa kesetimbangan termal black merupakan peristiwa
ketika dua/lebih zat bersuhu rendah dan tinggi bercampur/ bersentuhan
satu sama lain yang menyebabkan proses penyerapan dan pelepasan
terjadi secara bersamaan menghasilkan suhu yang setimbang.
Pengetahuan tentang rumus konversi skala suhu

− = −

( − ) ( − )

Informasi terkait nilai TA dan TB pada skala Fahrenheit
Perhitungan kesetimbangan termal dapat dihitung dengan

=
( − ) = ( − )
Atau dengan;

∑ =
( − ) + ( − ) + ⋯ =

Pengetahuan 1. Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal
Prosedural 2. Memperhatikan kesesuaian satuan pada tiap besaran
3. Menkonversi semua nilai suhu yang memiliki skala Kelvin ke skala Celcius
Pengetahuan 4. Menghitung nilai m2 menggunakan rumus kesetimbangan termal
Kondisional
∑ =
Pengetahuan ( − ) + ( − ) + ⋯ =
Kognitif 5. Menjumlahkan m1 dan m2 untuk mendapatkan nilai m akhir.

Ketika mampu menghitung jumlah air yang Ibu gunakan untuk membuat susu

formula. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat memberikan hasil
perhitungan yang benar.

UJI KEMAMPUAN Bagian B

Diketahui:
c perak= 230 J/kgoC
LLebur Perak = 88 kJ/kg = 88 × 103J/kg
TAwal = 28℃
TPerak = 500 g = 0,5 kg

Jawab: PROSES PERTAMBAHAN KALOR
SUHU
Masih berbentuk perak (1) Q1 = m cperak ∆T
28oC – Q1 = 0,5 kg × 230 J/kg℃ ×
150oC (150℃ − 28℃)
=

21 Titik awal dimana perak
berubah menjadi cair
150oC (proses perubahan fase) Q2 = m LLebur Perak
(2) Q2 = 0,5 kg × 88 × 103J/kg
150oC – Proses dimana suhu perak = ×
200oC) dinaikkan menjadi 200oC
(3) Q3 = m cPerak ∆T
Q3 = 0,5 kg × 230 J/kg℃ ×
(200℃ − 150℃)
=

= + +
= + +

=

Pengetahuan Berdasarkan grafik “Memahami Sejenak 3 Bagian B”, terlihat bahwasanya
Deklaratif perak memiliki titik leleh pada suhu 150oC. Sehingga perubahan fase yang
terjadi dari padat ke cair terjadi pada pada suhu tersebut, yang dimana
Pengetahuan membutuhkan kalor sebanyak 44000 J agar dapat melelehkan seluruh perak
Prosedural seberat 500 gram dan membutuhkan kalor sebanyak 637800 J selama proses
perubahan suhu yang terjadi dari 28oC ke 200oC.
Pengetahuan
Kondisional Pengetahuan dalam membaca grafik perubahan fase zat
Pengetahuan dalam mendeskripsikan setiap proses yang terjadi pada
perak padat selama perubahan suhu yang terjadi dari 28oC ke 200oC
Pengetahuan dalam menghitung kalor yang diserap selama perubahan
suhu. Dimana = digunakan ketika mencari nilai kalor yang dilepas
zat saat adanya perubahan fase yang terjadi, dan = ∆ digunakan
ketika mencari nilai kalor yang dilepas zat yang dimana tidak ada
perubahan fase yang tidak terjadi.
1. Mengidentifikasi besaran yang diketahui pada soal
2. Memperhatikan kesesuaian satuan pada tiap besaran
3. Membagi proses menjadi tiga, yaitu (1) proses perubahan suhu dari suhu
yang terjadi dari 28oC ke 150oC; (2) proses perubahan fase dari padat ke
cair pada suhu 150oC; (3) dan proses perubahan suhu dari suhu yang
terjadi dari 150oC ke 200oC
4. Mendeskipsikan setiap proses tersebut
5. Menghitung nilai kalor yang diserap perak pada proses (1), (2), dan (3)
6. Menghitung jumlah pertambahan kalor pada ketiga proses (Q=
Q1+Q2+Q3)
7. Membuat kesimpulan berdasarkan hasil analisis dan perhitungan yang
didapatkan
Ketika mampu memberikan penjelasan dan kesimpulan yang tepat dan benar
terkait proses perubahan pada zat perak padat. Karena dengan langkah

22 pemikiran tersebut dapat mendeskripsikan proses yang terjadi pada setiap
perubahan suhu dengan mudah.

23 4. PERPINDAHAN KALOR

MEMAHAMI SEJENAK 4

Diketahui:
(1) Tidak tepat
(2) Tepat
(3) Tidak tepat
(4) Tepat

Pengetahuan Jawab:
Kognitif Nomor 1 adalah contoh peristiwa perpindahan panas yang terjadi secara
konveksi, yaitu proses dimana sejumlah molekul udara bergerak dari satu
wilayah ke wilayah lain didalam balon udara disebabkan karena adanya
perubahan suhu.

Pengetahuan Nomor 3 adalah contoh peristiwa perpindahan panas yang terjadi secara
Deklaratif radiasi, yaitu benda yang disekitar api unggun (temasuk manusia) menerima
panas dari api unggun meski tidak bersentuhan langsung dengan api unggun
Pengetahuan karena perpindahan kalornya berbentuk gelombang elektromagnetik
Prosedural  Peristiwa konduksi adalah proses perpindahan energi panasnya yang

merambat dari sisi benda yang bersuhu tinggi ke sisi benda bersuhu
rendah, akibat proses tumbukan yang dilakukan oleh molekul-molekul
benda tersebut karena adanya peningkatan suhu.
 Peristiwa konveksi merupakan peristiwa pertukaran/ perpindahan posisi
antar sejumlah molekul pada wilayah yang bersuhu tinggi bergerak ke
wilayah yang bersuhu rendah.
 Peristiwa radiasi merupakan peristiwa perpindahan energi panas yang
terjadi menggunakan gelombang elektromagnetik tanpa melalui medium
perantara apapun.
a) Mengidentifikasi peristiwa perpindahan kalor yang tepat dan tidak tepat
b) Memahami perbedaan proses perpindahan kalor yang terjadi antara
konduksi, konveksi dan radiasi.
c) Memahami bahwa peristiwa yang terjadi pada nomor (1) adalah peristiwa
konveksi
d) Memahami bahwa peristiwa yang terjadi pada nomor (3) adalah peristiwa
radiasi
e) Mengorganisasikan pernyataan tidak tepat menggunakan alasan yang
mendukung.

24 Ketika mampu mengorganisasikan alasan tidak tepat dengan pernyataan pada

Pengetahuan “Memahami Sejenak 4”. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat
Kondisional
mengidentifikasi sebab pernyataan “Memahami Sejenak 4” itu tidak tepat.

LATIHAN 4.1

Diketahui:

Jenis k (W/mK) Panjang
Logam (m)

Perak 428 2

Perunggu 110 2

Kuningan 109 3

Tembaga 401 4

Aluminium 235 3

Jawab: Aluminium Tembaga

Pengetahuan = =
Kognitif
235
= 3 =
= 78,3 = ,

Kuningan Perunggu

= =

109 110
= 3 = 2
= 36,3
= 55

Laju konduksi kalor sebanding dengan konduktivitas termal zat, luas
penampang dan perubahan suhunya. Namun berbanding terbalik dengan
panjang zat. Karena luas penampang dan suhu setiap zat bernilai sama, maka
yang diperhatikan tinggal konduktivitas termal dan panjang bendanya saja.

Berdasarkan perhitungan laju konduksi kalor diatas, bahan penghantar kalor

terbaik kedua adalah tembaga.

Pengetahuan bahwa laju konduksi kalor berbanding lurus dengan nilai

Pengetahuan konduktivitas termal bahan, luas penampang, perubahan suhunya, dan
Deklaratif
berbanding terbalik dengan panjangnya.
Pengetahuan
Prosedural = −


a) Mengidentifikasi besaran yang diketahui

b) Memahami konsep perpindahan kalor secara konduksi

c) Menghitung laju konduksi kalor pada tiap jenis zat untuk mencari nilai

laju konduksi yang paling tinggi

25 d) Memilih bahan tembaga sebagai pilihan alat pemanas yang baik setelah
bahan perak
Pengetahuan
Kondisional Ketika mampu menentukan pilihan bahan alat pemanas yang baik setelah
perak. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat menemukan bahan
alat pemanas yang baik setelah perak yaitu tembaga.

LATIHAN 4.2

A Laju
panci
Panci (m2) ∆ h konveksi

A 804 x (oC) (W/m2 oC) kalor
B 10-4
C 314 x (W)
10-4
531 x 40 10.000 32160
10-4
Pengetahuan 45 12.000 16956
Kognitif

28 15.000 22302

Pengetahuan Hal tersebut didasari oleh rumus laju konveksi kalor;
Deklaratif
= ∆
Pengetahuan
Prosedural Maka Panci A adalah pilihan panci yang paling tepat karena memiliki nilai laju
konveksi kalor yang lebih cepat daripada panci B dan C.
Pengetahuan Pengetahuan bahwa laju konveksi kalor berbanding lurus dengan besarnya
Kondisional nilai perubahan suhu, luas penampang dan juga nilai koefisien konveksinya

Pengetahuan
Kognitif = ∆
a) Memahami bahwa semakin tinggi nilai luas penampang, perubahan suhu
dan koefisien konveksi suatu zat maka semakin cepat juga laju konveksi
kalornya.
b) Menghitung laju konveksi kalor panci A, B, C.
c) Membancingkan hasil laju konveksi kalor yang telah dihitung
d) Memberikan jawaban bahwa panci C adalah pilihan panci yang paling
tepat
Ketika mampu memberikan pilihan panci yang tepat agar air cepat lebih cepat
masak. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat menghasilkan
perbandingan laju kalor pada pilihan panci yang disediakan.

LATIHAN 4.3

Besar kecilnya nilai emisivitas menunjukkan kemampuan benda/zat menyerap
kalor dari lingkungan. Semakin besar nilai emisivitasnya, maka semakin besar

26 juga benda tersebut dalam menyerap dan melepas kalor. Gamis dengan warna
ungu dan hijau memiliki kemampuan menyerap kalor lebih besar dan
Pengetahuan merupakan pilihan warna gamis paling tepat agar membuat fitri tetap hangat.
Deklaratif
Pengetahuan bahwa laju radiasi kalor berbanding lurus dengan nilai
Pengetahuan emisivitas benda, luas penampang, nilai selisih suhu tertinggi dan
Prosedural terendahnya.
Pengetahuan Pengetahuan bahwa semakin besar nilai emisivitas suatu benda, maka
Kondisional semakin besar juga benda tersebut dalam menyerap dan melepas kalor.
Pengetahuan bahwa emisivitas suatu benda bernilai antar 0-1, dimana
Pengetahuan semakin gelap warna suatu benda maka nilai emisivitasnya semakin
Kognitif mendekati 1 dan semakin terang warna suatu benda maka nilai
emisivitasnya semakin mendekati 0.
 Mengidentifikasi terkait besaran yang diketahui dalam soal
 Memahami bahwa semakin tinggi nilai emisivitas benda maka semakin
besar juga benda tersebut dalam menyerap kalor.
 Memilih pilihan gamis dengan warna yang memiliki nilai emisivitas yang
tinggi yaitu gamis ungu dan hijau.
Ketika mampu memberikan pilihan warna gamis yang tepat agar Fitri lebih
merasa hangat. Karena dengan langkah pemikiran tersebut dapat menjelaskan
peristiwa kalor yang terjadi.

UJI KEMAMPUAN 4

Diketahui:
Gambar 3.8 = Peristiwa perpindahan panas yang terjadi secara konveksi, yaitu
sejumlah molekul udara pada balon udara yang panas berpindah keposisi atas
(keposisi yang lebih dingin) dan udara yang diatas berpindah kebawah.
Gambar 3.9 = Peristiwa perpindahan panas yang terjadi secara konveksi, yaitu
air yang berada dibawah panci menerima panas dari api, sehingga air panas
tersebut berpindah posisi dari bawah kebagian atas panci.
Gambar 3.10 = Peristiwa perpindahan panas yang terjadi secara konveksi,
yaitu proses kerja oven adalah dengan cara memanaskan udara menggunakan
pemanas yang berada dibawah. Udara yang panas berpindah dari bagian
bawah oven ke bagian atas.

Jawab:
Keempat peristiwa tersebut mengalami perpindahan panas melalui melalui
sejumlah molekul zat yang berpindah/bergerak dari satu wilayah ke wilayah
lain karena adanya perbedaan suhu. Sehingga keempat peristiwa tersebut
memiliki persamaan yaitu mengalami konveksi kalor.

27 Pengetahuan bahwa konveksi kalor merupakan proses perpindahan kalor
melalui sejumlah molekul zat yang bergerak/berpindah dari satu wilayah
Pengetahuan ke wilayah lain karena adanya perubahan suhu yang terjadi.
Deklaratif Pengetahuan bahwa konduksi kalor merupakan proses mengalirnya kalor
dari satu sisi benda (yang suhunya panas) ke sisi lainnya (yang suhunya
lebih dingin).
Pengetahuan bahwa radiasi kalor merupakan proses perpindahan panas
yang terjadi secara radiasi yaitu kalor akan berpindah dengan tanpa
medium perantara.

Pengetahuan  Memahami perbedaan antara konduksi, konveksi dan radiasi kalor.
Prosedural  Mengidentifikasi proses perpindahan apa yang terjadi pada peristiwa

dalam gambar 4.8, 4.9 dan 4.10
 Mengorganisasikan jawaban “persamaannya ialah proses konveksi kalor”

beserta yang mendukung.

Pengetahuan Ketika mampu menemukan persamaan proses perpindahan kalor yang terjadi
Kondisional pada empat peristiwa yang ditampilkan yaitu proses konveksi kalor. Karena
dengan langkah pemikiran tersebut dapat memberikan alasan yang
mendukung terkait jawaban bahwa persamaan proses yang terjadi merupakan
proses konveksi kalor.


Click to View FlipBook Version