Bahan Ajar Kalor (Discovery Learning)

KALOR

Sub Bab 1

KALOR

Tahukah kalian? Tujuan Pembelajaran :
Ternyata peristiwa 1. Siswa dapat menjelaskan tentang
kalor dapat
dengan mudah pengertian kalor melalui proses
kita temukan menalar dan menyaji dengan jujur.
dalam kegiatan 2. Siswa dapat menentukan persamaan
kita sehari-hari. kalor berdasarkan percobaan dengan
Contohnya adalah disiplin dan tanggung jawab.
saat kalian 3. Siswa dapat menentukan hubungan
memasak di atas antara kalor jenis suatu benda dengan
kompor. Lihat kalor yang dibutuhkan untuk
Gambar 1.1! perubahan suhu suatu benda
berdasarkan percobaan dengan disiplin
dan tanggung jawab.
4. Siswa dapat menentukan hubungan
antara kapasitas kalor suatu benda
dengan kalor yang dibutuhkan untuk
perubahan suhu suatu benda
berdasarkan percobaan dengan disiplin
dan tanggung jawab.

Gambar 1.1 Memasak di atas kompor

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 1

KALOR

A. Pengertian dan Persamaan Kalor

Gambar 1.2 Ice Cream Bagaimanakah keadaan es krim yang ditempatkan di tempat terbuka
Gambar 1.3 Air Es dalam waktu tertentu?

Gambar 1.4 Teh Panas …………………………………………………………………………
Gambar 1.5 Kopi hangat
Bagaimanakah keadaan es yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air
jika didiamkan pada tempat terbuka dalam waktu tertentu?

…………………………………………………………………………

Bagaimanakah keadaan teh panas atau kopi hangat yang tidak segara
diminum pada tempat terbuka?

…………………………………………………………………………

Dalam peristiwa-peristiwa yang ada pada gambar di samping ternyata
merupakan contoh perpindahan kalor.

Pada peristiwa yang terjadi pada es krim, air es, teh panas dan kopi
hangat, manakah yang mempunyai suhu lebih tinggi dari suhu
lingkungan? Dan manakah yang mempunyai suhu lebih rendah dari
suhu lingkungan?

…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………

Dari contoh perpindahan kalor di samping, dari zat mana ke zat
manakah panas itu berpindah?

…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Apakah panas merupakan bentuk energi?
…………………………………………………………………………

..

Dari contoh di atas, bagaimanakah kalian menyimpulkan tentang
kalor?

Kesimpulan :

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 2

KALOR

Jika kalian sudah mengerti apa itu kalor, lalu apa saja yang mempengaruhi nilai kalor
itu? Agar kalian dapat mengertahui tentang apa saja yang mempengaruhi kalor, cari
tahu dengan melakukan percobaan di bawah ini!

Percobaan 1

Tujuan percobaan : untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi kalor dan
persamaan matematis kalor.

Kerjakan kegiatan di bawah ini dalam kelompok percobaan kalian!

1 Panaskan air bermassa m dengan jumlah kalor Q tetap dan dalam waktu

tertentu, bagaimanakah keadaan suhu awal dan suhu akhir? Variasikan

massa air dengan waktu pemasan sama dan isikan hasil percobaan kalian

dalam Tabel 1.1! Waktu pemanasan menunjukkan besarnya kalor yang

diberikan.

Tabel 1.1 Data dengan Q tetap

No Massa air Suhu Awal Suhu Akhir Kenaikan Suhu

m (kg) (⁰C) (⁰C)

2 Jika air bermassa m dipanaskan dengan jumlah kalor Q tetap dan dalam
waktu tertentu, bagaimanakah keadaan suhu awal dan suhu akhir?
Variasikan waktu pemanasan dan isikan hasil percobaan kalian dalam
Tabel 1.2!
Tabel 1.2 Data percobaan dengan m tetap

No Waktu pemanasan Suhu Awal Suhu Akhir Kenaikan Suhu
(⁰C)
t (sekon) (⁰C)

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 3

KALOR

3 Jika memanaskan suatu zat bermassa m, jumlah kalor Q tetap dan dalam waktu
tertentu, bagaimanakah keadaan suhu awal dan suhu akhir? Variasikan jenis zat
cair (air dan minyak goreng) dan isikan hasil percobaan kalian dalam Tabel 1.3!
Tabel 1.3 Data percobaan dengan m dan Q tetap

No Jenis zat cair Suhu Awal Suhu Akhir Kenaikan Suhu
(⁰C) (⁰C)

Isilah pertanyaan di bawah ini sesuai data yang kalian dapatkan!

Sesuai data pada Percobaan 1 dalam Tabel 1.1, bagaimanakaah hubungan antara
massa benda yang dipanaskan dengan kenaikan suhu yang dihasilkan?

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………..

Sesuai data pada Percobaan 1 dalam Tabel 1.2, semakin besar kalor yang diberikan
yaitu dengan waktu pemanasan yang semakin besar, bagaimanakah perubahan suhu
yang dihasilkan?

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………….

Dari Percobaan 1 dalam Tabel 1.3, untuk jenis benda yang berbeda tetapi bermassa
sama jika dipanaskan dalam waktu yang sama, bagaimanakah perubahan suhu yang
dihasilkan?

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………...

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 4

KALOR

Dari hasil Percobaan 1, bagaimana kesimpulan tentang faktor
yang mempengaruhi kalor dan persamaan matematis kalor?

Kesimpulan :

Cari Tahu!

Apakah satuan dari kalor dalam SI? Sebutkan pula satuan kalor yang lain
beserta konversinya ke dalam SI!

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
..........................................................................................................................

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 5

KALOR

B. Kalor Jenis

Gambar 1.6 Air Gambar 1.7 Besi Gambar 1.8 Aluminium

Jika air, aluminium, besi dan alkohol yang mempunyai massa sama dipanaskan dengan
kalor yang sama, apakah perbedaan suhu sebelum dan setelah dipanaskan juga sama?

Apakah dibutuhkan kalor yang berbeda untuk jenis benda yang berbeda agar perubahan
suhu yang dihasilkan sama?

Dari Percobaan 1 telah kalian ketahui bahwa setiap benda yang berbeda dipanaskan
dengan kalor yang besarnya sama akan menghasilkan perubahan suhu yang berbeda.
Lalu apa yang menyebabkan hal tersebut? Untuk mengetahui jawabannya, lakukan
percobaan di bawah ini!

Percobaan 2

Tujuan percobaan : Untuk mengetahui hubungan antara kalor jenis suatu benda
dengan kalor yang dibutuhkan untuk perubahan suhu suatu
benda.

Kerjakan kegiatan di bawah ini dalam kelompok percobaan kalian!

Jika air, alkohol dan gliserin bermassa sama dipanaskan hingga mencapai
perubahan suhu yang sama, bagaimanakah waktu pemanasan yang dibutuhkan
oleh masing-masing jenis benda? Isikan hasil percobaan kalian dalam Tabel 2.1!

Tabel 2.1 Data percobaan dengan tetap Waktu
No Jenis Suhu Awal Suhu Akhir Kenaikan pemanasan
t (sekon)
Benda (⁰C) (⁰C) Suhu

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 6

KALOR

Isilah pertanyaan di bawah ini sesuai data yang kalian dapatkan!

Sesuai data pada Percobaan 2 semakin besar waktu pemanasan, bagaimanakah
kemampuan masing-masing benda menyerap kalor? Manakah yang dapat menyerap
kalor lebih cepat?

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………….

Bila setiap jenis benda mempunyai kemampuan yang berbeda dalam menyerap
kalor untuk menghasilkan perubahan suhu yang sama, maka bagaimana kalor
jenis setiap benda?

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………...

Dari Percobaan 2 yang telah kalian lakukan, manakah yang mempunyai kalor jenis
yang terbesar dan manakah yang mempunyai kalor jenis terkecil?

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Dari hasil Percobaan 2, bagaimana kalian menyimpulkan
tentang kalor jenis?

Kesimpulan :

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 7

KALOR

Cari Tahu!

Tuliskan kalor jenis dari benda yang kalian ketahui dalam tabel di bawah ini!

No Nama Zat Kalor Jenis

Kkal/kg ⁰C J/kg⁰C

Jendela Tokoh Fisika

James Prescott Joule (1818-1889)

Gambar 1.9 James Prescott Joule Joule ialah seorang ilmuan Inggris yang dikenal

sebagai perumus Hukum Kekekalan Energi yang

berbunyi:
“Energi tidak dapat diciptakan ataupun
dimusnahkan.”

Dengan percobaan, ia berhasil membuktikan bahwa
panas (kalor) tak lain adalah suatu bentuk energi.
Salah satu satuan energi yaitu Joule, dinamai atas
namanya.

Di tahun 1850, untuk pertama kalinya Joule menggunakan sebuah alat yang
terdapat beban-beban yang jatuh yang merotasikan sekumpulan pengaduk di
dalam wadah air yang diisolasi. Setelah mendapatkan hasilnya, Joule
menyempurnakan dan mengkonversikan hasilnya sehingga didapatkan bahwa

1 kalori = 4,184 Joule

pengaduk di dalam sebuah wadah air yang diisolasi. Dalam percobaan

tersebut, Joule menyempurnakan 8
Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor

KALOR

Pelajari lebih dalam mengenai kalor

A. Benarkah pernyatan di bawah ini? Berikan penjelasanmu!
1 Kalor merupakan jumlah energi yang terkandung dalam benda.

2 Pemberian kalor dapat menaikkan suhu benda.

3 Benda yang melepaskan kalor maka suhu benda tersebut akan naik.

4 Kalor jenis suatu benda dapat berpindah dari benda satu ke benda lain jika kedua
benda bersentuhan.

5 Semakin besar massa maka kalor jenis suatu benda juga akan semakin besar.

6 Semakin besar kalor jenis benda, maka semakin lambat benda tersebut melepas
atau menyerap kalor.

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 9

KALOR 3 Jika aluminium bermassa 4 kg yang
dipanaskan sehingga suhunya naik
B. Hitunglah pertanyaan di bawah ini! dari 20⁰C menjadi 110⁰C
1 Jika memanaskan tembaga bermassa membutuhkan kalor sebesar 334 KJ,
4 kg yang mempunyai kalor jenis maka berapakah kalor yang
sebesar 0,386 kJ/kgK. Berapakah dibutuhkan jika suhunya dinaikkan
kalor yang dibutuhkan oleh tembaga dari 20⁰C menjadi 100⁰C?
tersebut untuk menaikkan suhunya
sebesar 20 K? Penyelesaian :

Penyelesaian :

2 Benda A memiliki massa dan kalor
jenis sebesar tiga kali massa dan
kalor jenis benda B. jika keduanya
diberikan panas dalam jumlah yang
sama, bagaimana perbandingan beda
temperature keduanya?

Penyelesaian :

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 10

ASAS BLACK

Sub Bab 2

ASAS BLACK

Tujuan Pembelajaran :
1. Siswa dapat menjelaskan prinsip

kekekalan energi kalor melalui proses
menalar dan menyaji dengan jujur.
2. Siswa dapat menjelaskan asas Black
berdasarkan percobaan dengan disiplin
dan tanggung jawab.
3. Siswa dapat menentukan kalor jenis
aluminium dan kalor jenis besi
berdasarkan percobaan dengan disiplin
dan tanggung jawab.
4. Siswa bersikap jujur dan kritis melalui
proses percobaan dengan disiplin dan
tanggung jawab.

Tahukah kalian?
Ternyata peristiwa
tentang Asas Black
dapat dengan
mudah kita
temukan dalam
kegiatan kita
sehari-hari?
Contohnya adalah
saat kalian mandi
menggunakan air
yang hangat.

Gambar 2.1 Mandi menggunakan air hangat

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 11

ASAS BLACK

A. Hukum Kekekalan Energi Kalor

Gambar 2.2 Sendok Gambar 2.3 Teh dingin Gambar 2.4 Menuang air
dalam kopi panas
panas

Jika kalian membuat kopi panas dan sendok yang digunakan untuk mengaduk
kopi tersebut tetap diletakkan dalam kopi panas tersebut, apakah yang akan
terjadi pada sendok dalam waktu tertentu?

……………………………………………………………………………………..
Bagaimanakah penjelasan dari peristiwa sendok yang dibiarkan dalam kopi panas
dalam waktu tertentu dilihat dari peristiwa kalor?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Jika kalian ingin membuat teh dingin, maka ke dalam teh ditambahkan
sebongkah es. Setelah beberapa waktu, bagaimanakah suhu antara es dan teh
yang tercampur? Manakah yang suhunya akan menurun dan manakah yang
suhunya akan naik? Bagaimana bisa teh dapat menjadi teh dingin dilihat dari
peristiwa kalor?

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Jika minuman yang terlalu panas dan ingin dijadikan lebih hangat, maka akan

ditambahkan air yang lebih dingin pada minuman tersebut. Manakah yang

suhunya akan menurun dan manakah yang suhunya akan naik? Saat air panas

bercampur dengan air dingin, dalam waktu tertentu apakah penurunan dan

kenaikan suhu akan berhenti?
……………………………………………………………………………………
………..……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………….

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 12

ASAS BLACK

Dari contoh peristiwa tersebut, bagaimanakah kalian
menyimpulkan tentang hukum kekekalan energi kalor?

Kesimpulan :

Cari Tahu!

Apa nama alat pada gambar di bawah ini? Cari pada buku sumber atau sumber
lainnya!

Sebutkan bagian-bagian dari alat di bawah ini! Dan bagaimana cara kerja alat di
bawah ini?

1 ………………..
2 ………………..
3 ………………..
1 2 4 ……………….
5 ……………….
3

4
5

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 13

ASAS BLACK

Seputar Info

Kalorimeter merupakan alat yang
digunakan untuk mengukur kalor.
Kalorimeter juga dapat digunakan untuk
menentukan kalor jenis suatu benda. Salah
satu jenis kalorimeter adalah kalorimeter
Gambar 2.5 Kalorimeter aluminium aluminium.
Untuk kalorimeter supaya lebih memudahkan perhitungan maka massa
(m) dan kalor jenis (c) dipandandang menjadi kapasitas kalor. Kapasitas
kalor kalorimeter sama dengan 55,8 J/ºC

Secara kuantitatif, Hukum Kekekalan Energi atau yang disebut dengan Asas
Black dapat diketahui dengan percobaan.
Ayo lakukan percobaan kalian sendiri dan simpulkan hasil yang kalian dapatkan!

Percobaan 3

Tujuan percobaan : Untuk mengetahui Hukum Kekekalan Energi Kalor (Asas
Black)

Kerjakan kegiatan di bawah ini dalam kelompok percobaan kalian!

1 Campurkan air bermassa sama dengan suhu berbeda dalam kalorimeter,
amati suhu akhir yang dihasilkan dari pencampuran tersebut! Variasikan
massa air panas dan air dingin pertama dan kedua yang digunakan! Isikan
hasil percobaan kalian dalam Tabel 3.1!
Tabel 3.1 Data percobaan dengan massa air dingin dan air panas tetap

Suhu Awal Suhu Akhir
(⁰C)
Massa air (⁰C)
No Air panas Air dingin
m (kg)

Air panas Air dingin

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 14

ASAS BLACK

2 Campurkan air dengan suhu berbeda yang mempunyai massa berbeda
dalam kalorimeter, amati suhu akhir yang dihasilkan dari pencampuran
tersebut! Variasikan massa air panas dan air dingin pertama dan kedua yang
digunakan! Isikan hasil percobaan kalian dalam Tabel 3.2!
Tabel 3.2 Data percobaan dengan massa berbeda

Massa air Suhu Awal Suhu Akhir

m (kg) (⁰C) (⁰C)
No Air Air Air Air

Air Air

panas dingin panas dingin panas dingin

Isilah pertanyaan di bawah ini sesuai data yang kalian dapatkan!

Dari Percobaan 3, apa saja yang melepas kalor dan apa saja yang menerima
kalor?
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Sesuai data pada Percobaan 3, hitunglah perubahan suhu pada air panas dan
pada air dingin!
Data pada Tabel 3.1

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 15

ASAS BLACK

Sesuai data pada Percobaan 3, hitunglah perubahan suhu pada air panas dan
pada air dingin!
Data pada Tabel 3.2

Gambar 2.6 Pencampuran Perhatikan Gambar 2.6!
air panas dan air dingin
Yang melepas kalor yaitu
………………………………………………………

Persamaan kalornya adalah
………………………………………………………
……………................................................................

Yang menerima kalor yaitu
……………………………………………………..

Persamaan kalornya adalah
………………………………………………………
………………………………………………………

Hitunglah kalor lepas dan kalor serap dari masing-masing pencampuran air
panas dan air dingin yang mempunyai massa sama, jika cair sama dengan
4.200 J/kgºC dan kapasitas kalor kalorimeter sama dengan 55,8 J/ºC!
Bagaimanakah hubungan antara kalor lepas dan kalor serap?

Data pada Tabel 3.1

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 16

ASAS BLACK

Hitunglah kalor lepas dan kalor serap dari masing-masing pencampuran air
panas dan air dingin yang mempunyai massa sama, jika cair sama dengan
4.200 J/kgºC dan kapasitas kalor kalorimeter sama dengan 55,8 J/ºC!
Bagaimana hubungan antara kalor lepas dan kalor serap?
Data pada Tabel 3.2

Dari hasil Percobaan 3, bagaimanakah kalian menyimpulkan
tentang persamaan Asas Black?

Kesimpulan :

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 17

ASAS BLACK

B. Menentukan Kalor Jenis Benda Menggunakan Asas Black

Gambar 2.7 Besi

Gambar 2.8 Aluminium

Persamaan Asas Black, dapat digunakan untuk Persamaan Asas Black
menentukan besarnya kalor jenis suatu benda
seperti aluminium dan besi yang sudah …………………………
dibahas pada Sub Bab 1. Air yang sudah ..
diketahui kalor jenisnya dan kalorimeter yang
sudah diketahui kapasitas kalornya, maka
lakukan percobaan di bawah ini!

Percobaan 4

Tujuan percobaan : Untuk mengetahui kalor jenis benda menggunakan
Hukum Kekekalan Energi Kalor (Asas Black)

Kerjakan kegiatan di bawah ini dalam kelompok percobaan kalian!

1 Panaskan aluminium dengan cara memasukkannya ke dalam air
mendidih. Catatlah temperatur aluminium saat air mendidih. Masukkan
aluminum tersebut ke dalam kalorimeter berisi air dingin dengan massa
tertentu dan aduk. Sampai terjadi kesetimbangan termal, amati perubahan
suhunya dan catatlah temperatur akhirnya! Variasikan massa air dalam
kalorimeter dan isikan hasil percobaan kalian dalam Tabel 4.1!

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 18

ASAS BLACK

Massa aluminium =

Kapasitas kalorimeter =

Tabel 4.1 Data percobaan dengan variasi massa air dingin

Suhu Awal Suhu Akhir

Massa air (⁰C) (⁰C)
No
m (kg)

Aluminium Air dingin Aluminium Air dingin

2 Panaskan besi dengan cara memasukkannya ke dalam air mendidih.

Catatlah temperatur besi saat air mendidih. Masukkan besi tersebut ke

dalam kalorimeter berisi air dingin dengan massa tertentu dan aduk. Sampai

terjadi kesetimbangan termal, amati perubahan suhunya dan catatlah

temperatur akhirnya! Variasikan massa air dalam kalorimeter dan isikan

hasil percobaan kalian dalam Tabel 4.2!

Massa besi =

Kapasitas kalorimeter =

Tabel 4.2 Data percobaan dengan variasi massa air dingin

Massa air Suhu Awal Suhu Akhir
No (⁰C) (⁰C)

m (kg) Besi Air dingin Besi Air dingin

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 19

ASAS BLACK

Isilah pertanyaan di bawah ini sesuai data yang kalian dapatkan!

Dari Percobaan 4, tuliskan benda yang menerima kalor dan benda yang melepas
kalor sesuai prinsip Asas Black!
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Hitunglah kalor jenis aluminium dan kalor jenis besi menggunakan persamaan
asas Black dengan memasukan data yang diperoleh dari percobaan 4!
Data pada Tabel 4.1

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 20

ASAS BLACK

Hitunglah kalor jenis aluminium dan kalor jenis besi menggunakan persamaan
asas Black dengan memasukan data yang diperoleh dari percobaan 4!
Data pada Tabel 4.2

Setelah mendapat tiga hasil kalor jenis dari aluminium dan besi, carilah rata-rata
kalor jenis tiap benda!
Aluminium

Besi

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 21

ASAS BLACK

Dari hasil percobaan 4, berapakah nilai kalor jenis
aluminium dan kalor jenis besi?

Kesimpulan :

Jendela Tokoh Fisika

Joseph Black (1728-1799)

Gambar 2.9 Joseph Black Joseph Black adalah ahli fisika dan pada
tahun 1760 merupakan orang pertama yang
menyatakan prinsip Asas Black yaitu prinsip
mengenai perbedaan antara suhu dan kalor.

Black membuktikan bahwa setiap benda
menyerap kalor yang berbeda untuk menaikkan
suhunya sebanyak satu derajat. Inilah yang
sebenarnya kita ukur ketika menggunakan
kalorimeter, alat yang diciptakan oleh Black.

Black menghabiskan banyak waktunya untuk mengamati perpindahan

kalor. Joseph Black adalah guru dari James Watt, penemu mesin uap yang justru
lebih terkenal daripada Black se. ndiri. Temuan-tenuan Black terbukti bermanfaat

bagi Watt untuk semakin meningkatkan kinerja mesin uapnya. Selain itu, Black
adalah seorang dokter dan ahli kimia Skotlandia, yang dikenal untuk
penemuannya yaitu panas laten, panas spesifik, dan karbon dioksida.

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 22

ASAS BLACK

Cari Tahu!

Temukan contoh dari peristiwa Asas Black yang ada pada kehidupan kalian
sehari-hari selain pencampuran air panas degan air dingin yang menjadi air
hangat seperti pada Gambar 2.10! Dan berikanlah penjelasannya!

Gambar 2.10 Air panas dan air dingin ………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………
………………………………………

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………...

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 23

ASAS BLACK

Pelajari lebih dalam mengenai asas Black

A. Benarkah pernyatan di bawah ini? Berikan penjelasanmu!
1 Jika dua buah zat cair yang memiliki suhu sama dicampurkan maka suhu
campurannya adalah jumlah suhu kedua zat cair tersebut.

2 Kalor tidak dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain jika suhu
keduanya benda sama.

3 Benda yang dingin selalu menerima kalor.

4 Benda yang memiliki suhu tinggi secara alami akan mendingin dan benda yang
mempunyai suhu rendah secara alami akan memanas.

5 Pada akhir pencampuran dua bahan yang berbeda suhunya akan didapatkan
kesetimbangan termal yang artinya besarnya suhu akhir sama dengan
pengurangan suhu kedua benda.

6 Benda yang cepat menyerap kalor akan cepat pula melepas kalor.

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 24

ASAS BLACK

B. Hitunglah pertanyaan di bawah ini! 2 Dua buah bola tembaga masing-
1 Sepotong tembaga yang bermassa masing massanya 200 gram dan
1 kg dengan suhu 80ºC 500 gram (kalor jenis tembaga =
dimasukkan ke dalam 2 kg alkohol 0,09 kal/gºC) memiliki suhu yang
yang suhunya 20ºC. Setelah sama 25ºC. Kedua bola itu
keadaan setimbang, berapakah bersama-sama dimasukkan dalam
suhu akhirnya? air panas dan setelah itu bersama-
Kalor Jenis sama dimasukkan dalam air panas
No Zat dan setelah itu terjadi
Kkal/gºC J/kgºC kesetimbangan suhunya menjadi
75ºC. Apabila 1 kalori = 4,2 joule,
1 Besi 0,107 448 maka berapa selisih kalor yang
2 Tembaga 0,092 397 diserap oleh masing-masing bola
3 Air 1,00 4.186 tersebut?
4 Alkohol 0,58 2.400
Penyelesaian :

Penyelesaian :

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 25

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Sub Bab 3

Perubahan Wujud

Tahukah kalian? Tujuan Pembelajaran :
Ternyata 1. Siswa dapat menjelaskan peristiwa
peristiwa tentang
kalor laten dan perubahan wujud dan karakteristik-
perubahan wujud nya melalui proses menalar dan
dapat dengan menyaji dengan jujur.
mudah kita 2. Siswa dapat menemukan tiitk didih
temukan dalam air berdasarkan percobaan dengan
kegiatan kita disiplin dan penuh rasa tanggung
sehari-hari? jawab.
Contohnya 3. Siswa dapat menjelaskan tentang
adalah embun di kalor laten dengan disiplin dan
pagi. Lihat penuh rasa tanggung jawab.
Gambar 3.1! 4. Siswa dapat memberi gambaran
peristiwa melebur dan membeku
melalui percobaan dengan disiplin
dan penuh rasa tanggung jawab.
.

Gambar 3.1 Embun pagi hari

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 26

PERUBAHAN WUJUD ZAT

A. Perubahan Wujud Zat

Gambar 3.2 Es balok Saat kalian mempunyai balok es, jika es dibiarkan di
ruang terbuka dalam waktu tertentu bagaimana keadaan
es? Perubahan dari wujud apa ke apa yang akan terjadi?
………………………………………………………………….

Pada peristiwa es berubah wujud, apakah es menerima
kalor atau melepas kalor?
………………………………………………………………….

Pada peristiwa tersebut, apakah suhu es berubah?
………………………………………………………………….

Saat memasak agar-agar, jika didiamkan dalam
ruang terbuka dalam waktu tertentu apakah yang
terjadi pada agar-agar tersebut yang mula-mula
berwujud cair?

…………………………………………………………

Pada peristiwa tersebut, apakah agar-agar menerima
kalor atau melepas kalor?

…………………………………………………………

Apakah suhu agar-agar berubah saat peristiwa Gambar 3.3 Agar-agar masak

perubahan wujud terjadi?

………………………………………………………….

Gambar 3.4 Kapur barus Apakah yang terjadi pada kapur barus yang
diletakkan di lemari dalam waktu tertentu yang
mula-mula berwujud padat?
……………………………………………………………

Pada peristiwa kapur barus yang berubah wujud,
apakah kapur barus menerima kalor atau melepas
kalor?
……………………………………………………………

Pada peristiwa tersebut, apakah suhu kapur barus
berubah?
……………………………………………………………

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 27

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Dari pernyataan tersebut, isikan diagram perubahan wujud
dari padat, cair, dan gas beserta keterangannya!

Diagram

1 6
2 5

3

Keterangan 4

Cari Tahu!

Jelaskan perubahan wujud apa saja yang terjadi pada lilin seperti
Gambar 3.5!

……………………………………

……………………………………

……………………………………

……………………………………

……………………………………

……………………………………

……………………………………

Gambar 3.5 Lilin yang berubah wujud ……………………………………
……………………………………

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 28

PERUBAHAN WUJUD ZAT

B. Kalor Laten

Gambar 3.6 Memasak Air Gambar 3.7 Spiritus

Apabila beberapa tetes spiritus atau alkohol diteteskan pada tangan,
kulit kalian akan terasa dingin. Jika tangan terasa dingin dan jumlah
alkohol berkurang, berarti spiritus atau alkohol telah menguap.

Jika kalian merebus air, saat air sudah mendidih maka air akan
berubah wujud menjadi uap air. Saat air mendidih dan berubah wujud
menjadi uap air, apakah semakin lama waktu merebus air, maka suhu
air akan semakin tinggi?

Saat perubahan wujud zat, suatu zat memerlukan kalor baik melepas
kalor ataupun menyerap kalor dalam prosesnya. Saat wujud zat
berubah, apakah suhu zat tersebut juga berubah?

Agar kalian tahu jawabannya, maka lakukan Percobaan 5!

Percobaan 5

Tujuan percobaan : Untuk mengetahui titik didih air dan kalor laten

Kerjakan kegiatan di bawah ini dalam kelompok percobaan kalian!

1 Panaskan air bermassa tertentu dengan pembakar spiritus, perhatikan
perubahan suhunya tiap menit hingga air mendidih. Setelah air mendidih,
perhatikan apakah suhunya berubah atau tidak? Isikan hasil percobaan
kalian dalam Tabel 5.1!

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 29

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Tabel 5.1 Data percobaan menentukan titik didih air

Waktu Pemanasan Suhu Air
No (⁰C)

t (sekon)

2 Panaskan air dan alkohol dengan volume sama hingga mendidih.
Sebelumnya, ukurlah volume dari masing-masing cairan dengan
menggunakan gelas ukur. Dengan waktu sama, bagaimanakah
pengurangan volume antara air dan alkohol setelah mendidih? Variasikan
volume kedua cairan dan isikan hasil percobaan kalian pada Tabel 5.2!
Waktu pemanasan dihitung saat kedua cairan mendidih atau saat mungul
gelembung dan uap.
Tabel 5.2 Data percobaan dengan waktu pemanasan setelah mendidih

sama

Waktu Volume Awal Volume Akhir
No (ml) (ml)

t (sekon) Air Alkohol Air Alkohol

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 30

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Isilah pertanyaan di bawah ini sesuai data yang kalian dapatkan!

Dari Percobaan 5, saat air dipanaskan pada suhu berapakah suhu air tidak berubah
lagi? Disebut apakah suhu suatu zat saat mendidih?
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………..

Setelah air sudah mencapai titik didihnya sehingga tidak mengalami kenaikan
suhu lagi, apa yang akan terjadi jika air masih diberi kalor?
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Pada data Tabel 5.2, apa yang menyebabkan terjadi perubahan volume zat setelah
mendidih? Bagaimana perubahan volume setelah mendidih antara air dan alkohol?
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Jika waktu pemanasan zat setelah mendidih sama, tetapi jumlah zat yang berubah
wujudnya berbeda, bagaimana hal tersebut dapat terjadi?
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………..

Dari hasil Percobaan 5, bagaimana kalian menyimpulkan
tentang kalor laten?

Kesimpulan :

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 31

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Cari Tahu!

Mengapa gelas yang berisi air es terdapat titik-titik air pada bagian luarnya?
Jelaskan pendapat kalian!

………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………

Gambar 3.8 Air es

Percobaan 6

Tujuan percobaan : Untuk mengetahui peristiwa melebur dan membeku
Kerjakan kegiatan di bawah ini dalam kelompok percobaan kalian!

1 Panaskan air dalam bejana kaca dengan pembakar spiritus. Isilah tabung
reaksi dengan potongan-potongan lilin dan masukkan ujung tabung reaksi
ke dalam air yang mendidih seperti Gambar 3.9. Bacalah suhu lilin tiap
menit sampai seluruh lilin melebur. Setelah melebur, angkatlah tabung
reaksi tersebut dari air mendidih hingga lilin membeku kembali. Amati
perubahan suhunya dan catat perubahan suhunya tiap menit hingga lilin
kembali membeku. Isikan hasil percobaan kalian dalam Tabel 6.1!

Gambar 3.9 Percobaan melebur dan membeku 32

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Tabel 6.1 Perubahan suhu saat lilin melebur dan membeku

No Waktu Suhu Awal Suhu Akhir Perubahan

t (sekon) (⁰C) (⁰C) Suhu

Isilah pertanyaan di bawah ini sesuai data yang kalian dapatkan!

Dari data Percobaan 6, buatlah grafik hubungan antara suhu terhadap waktu
yang dialami lilin saat proses melebur dan membeku! Dan berilah keterangan
tentang prosesnya!

T

t

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 33

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Cari Tahu!

Tuliskan titik lebur, titik didih, kalor lebur dan kalor didih dari berbagai zat
yang kalian ketahui!

No Zat Titik lebur Titik Didih Kalor Lebur Kalor Didih

(ºC) (ºC) (J/kg) (J/kg)

Jendela Tokoh Fisika

Joseph Black (1728-1799)

Selain menemukan prinsip tentang

perbedaan antara suhu dan kalor, Joseph Black

berhasil mendapatkan penemuan yang sangat

penting di tahun 1761, yaitu kalor laten. Black

Gambar 3.11 Joseph Black menghabiskan banyak waktunya untuk mengamati
perpindahan kalor. Ia menyimpulkan bahwa kalor
yang diterapkan harus dikombinasikan dengan
partikel es dan air mendidih sehingga menjadi laten.
Teori kalor laten menandai awal termodinamika.

Ini semua terbukti penting, tidak hanya dalam perkembangan ilmu
pengetahuan abstrak tetapi dalam pengembangan mesin uap. Kalor laten air
sangat besar dibandingka.n dengan banyak cairan lainnya, sehingga
memberikan dorongan untuk upaya sukses James Watt (murid dari Joseph
Black) untuk meningkatkan efisiensi mesin uap ditemukan oleh Thomas
Newcomen.

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 34

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Pelajari lebih dalam tentang perubahan
wujud

A. Benarkah pernyatan di bawah ini? Berikan penjelasanmu!
1 Pemberian kalor selalu menaikkan suhu zat.

2 Suhu air mendidih akan terus bertambah jika dipanaskan atau diberi kalor secara
terus menerus.

3 Saat air mendidih, jika nyala api diperbesar, maka air yang menguap atau jumlah
uap air juga akan bertambah.

4 Massa es yang melebur sebanding dengan perubahan suhu yang dialaminya.

5 Kalor yang digunakan untuk meleburkan lilin bermassa 100 gram dan untuk
meleburkan es 100 gram adalah sama.

6 Kalor yang digunakan untuk merubah es 100 gram menjadi air dan untuk
mengubah air 100 gram menjadi es adalah sama.

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 35

PERUBAHAN WUJUD ZAT

B. Hitunglah pertanyaan di bawah ini! 2 Perhatikan grafik suhu terhadap
1 Es massanya 125 gram dan suhunya kalor di bawah ini!
0ºC dimasukkan ke dalam 500 gram
air bersuhu 20ºC. Ternyata es Berapakah massa es jika kalor lebur
melebur seluruhnya. Berapakah suhu 3,34 x 105 J/kg?
akhir campurannya? Penyelesaian :
Kalor lebur es = 80 kalori/gram
Kalor jenis aie = 1 kalori/gramºC
Kalor jenis es = 0,5 kalori/gramºC
PKenayloelredsiadiaihn a:ir = 540 kalori/gramºC

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 36

Daftar Pustaka

Kanginan, M. 2007. Fisika untuk SMA Kelas X. Cimahi: Erlangga.

Giancoli. 2001. Fisika. Jakarta: Erlangga.
Prastowo, A. 2014. Panduan Kreatif Membuat Bahan Ajar Inovatif. Jogjakarta:

Diva Press.
Supiyanto. 2007. Fisika untuk SMA Kelas X. Jakarta: Gelora Aksara Pratama.
Tim Dosen Fisika Dasar 1. 2011. Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar 1.

Semarang: Jurusan Fisika FMIPA.
Tipler. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.

Bahan Ajar Berbasis Discovery Learning Kelas X | Kalor 37