E-modul Kalor dan Perpindahan

KELOMPOK 4

PerpKianldoarhdaannnya
SUENMTEUSKTKEERLGAASNVJIIIL
PENDIDIKAN IPA
ICP

KATA PENGANTAR





Puji syukur kita panjatkan atas kehadirat Allah SWT atas berkat
rahmat dan Hidayah-NYA sehingga kita dapat menyelesaikan E-Modul

ini dibuat untuk membantu siswa dalam memahami penggunaan dan

pengembangan konsep-konsep baru agar lebih terarah. kami berharap

bahwa E-Modul ini juga dapat menambah referensi bagi peserta didik

kelas VII SMP/MTS sederajat dalam pembelajaran IPA.

Dalam E-Modul ini memuat tentang uraian materi-materi yang

berkaitan dengan “Kalor dan Perpidahannya”. Selain itu, untuk

memudahkan pemahaman juga terdapat rangkuman. Kami berusaha

menyusun E-modul IPA terpadu SMP ini sesuai dengan kebutuhan

peserta didik dan guru sehingga dapat terjadi kegiatan belajar

mengajar yang lebih komunikatif dan optimal.

Kami mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah

membantu dalam penyusunan E-modul ini , semoga dapat

memberikan andil dalam kemajan peserta didik untuk mempelajari

IPA . Kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam

penyusunan E-Modul ini. Untuk itu, kritik dan saran bagi

kesempurnaan E-Modul ini sangat kami harapkan . Semoga E-Modul

ini dapat memberikan manfaat bagi pembentukan keterampilan

proses sains peserta didik dalam penerapan IPA dikehidupan sehari-

hari.

Makassar, 20 maret 2022

penyusun

kompetensi dasar

3.4. Menganalisis konsep suhu, pemuaian, kalor, perpindahan kalor, dan
penerapannya dalam kehidupan sehari-hari termasuk mekanisem menjaga
kestabilan suhu tubuh pada manusia dan hewan.
4.4. Melakukan percobaan untuk menyelididki pengaruh kalor tehadap suhu dan
wujud benda serta perpindahan kalor

Indikator

pembelajaran

3.4.1Menjelaskan pengertian kalor
3.4.2Menguraikan hubungan kalor dengan suhu
3.4.3Menguraikan hubungan kalor dengan perubahan
wujud.
3.4.4Menentukan macam-macam perpindahan kalor.
4.4.1 Melakukanpercobaan untuk menyelidiki pengaruh
kalor terhadapkenaikan suhu

Tujuan

pembelajaran

3.4.1.1 Melalui pembelajaran dengan diskusi, peserta didik dapat menjelaskan
pengertian kalor dengan benar
3.4.2.1 Melalui pembelajaran dengan diskusi, tanya jawab dan eksperimen peserta
didik dapat menguraikan keterkaitan pengaruh kalor terhadap perubahan suhu
dengan tepat dan teliti.
4.4.1.1 Melalui percobaan peserta didik dapat menyajikan hasil percobaan tentang
pengaruh kalor terhadap suhu suatu benda/zat
3.4.2.1 Melalui pembelajaran dengan diskusi, tanya jawab dan eksperimen peserta
didik dapat menguraikan keterkaitan pengaruh kalor terhadap wujud zat dengan
tepat dan teliti.
3.4.3.1 Melalui pembelajaran dengan diskusi, peserta didik dapat menentukan macam-
macam perpindahan kalor.dengan benar
4.4.1.1 Melalui percobaan peserta didik dapat menyajikan hasil percobaan tentang
pengaruh kalor terhadap wujud zat dengan tepat.

PETA KONSEP

kalor dan perpindahannya

Tahukah

kamu?

sumber panas didunia ini adalah matahari .energi panas atau
energi kalor yang diradiasikan hingga kebumi itu dimanfaatkan oleh
tumbuhan hijau untuk fotosintesis. Manusia dan hewan
menstransfer energi itu untuk memakan bagian dari
tumbuhan.tumbuhan-tumbuhan purba masih menyisakan energi
tersebut dalam bentuk batu bara.dan hewan-hewan purba masih
menyisakan energi itu dalam bentuk minyak. kamu akan
memperdalam pengaruh energi kalor terhadap zat, cara-cara energi
kalor berpindah, dan penerapan azas black dalam pemecahan
masalah tentang kalor

ayo belajar!

ENERGI KALOR

perubahan suhu benda


kalor adalah suatu bentuk energi yang secara alamiah dapat beralih dari

benda yang memiliki suhu tinggi menuju ke suhu yang lebih rendah pada
saat benda tersebut bersinggungan. Kalor juga bisa mengalami
perpindahan dari suhu yang rendah menuju ke suhu yang lebih tinggi
apabila dibantu dengan alat yaitu berupa mesin pendingin. Untuk dapat
menaikkan suhu suatu benda maka banyaknya kalor yang diperlukan
bergantung pada lamanya waktu pemanasan dan massa zat. Ini dapat
diartikan bahwa semakin lama air dilakuka pemanasan, maka suhu air
akan semakin tinggi. Dengan demikian besarnya kalor yang diberikan pada
suatu benda adalah sebanding dengan kenaikan suhu (Δt). Massa air yang
semakin besar, maka waktu yang dibutuhkan juga akan semakin lama agar
mencapai suhu tersebut. Adapun besarnya kalor yang diberikan juga
dipengaruhi oleh massa zat (m).

Mengapa yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu untuk liter air dan 1
liter minyak goreng tidak sama, Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar
kalor jenis suatu zat , maka akan semakin besar juga kalor yang
dibutuhkan. Sehingga besarnya kalor yang diberikan untuk suatu benda
akan sebanding dengan kalor jenis atau jenis zat (c).
Besarnya kalor (Q) yang dibutuhkan oleh suatu benda akan sebanding
dengan massa benda (m), bergantung pada kalor jenis (c), dan juga akan
sebanding dengan kenaikan suhu (Δt).

Sehingga rumus dapat ditulis sebagai berikut

Q = m x c x Δt

Keterangan
Q = kalor yang diperlukan atau dilepaskan (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/kg0C)
Δt = kenaikan suhu (0C)
Δ = delta

Satuan kalor menurut Standa Internasional adalah joule (J). Terdapat
satuan kalor yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya
kilokalori, kalori. Satu kalori bisa diartikan banyaknya kalor yang butuhkan
untuk setiap 1 gram air, sehingga suhunya akan naik 10C. Sedangkan satu
kilokalori diartikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk
menaikkan 1 kg air, sehingga suhunya akan naik 10C.

ayo belajar!

Terdapat adanya kesetaraan antara satuan joule dangan satuan kalori

yang sering dikenal dengan sebutan tara kalor mekanik.

1 kalori = 4,2 joule

1 kilokalori = 4.200 joule

1 joule = 0,24 kalori

Tabel Kalor jenis berbagai zat

Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh 1 kg
zat sehingga suhunya naik sebesar 10C.

Rumus matematis kalor jenis suatu zat bisa kita tuliskan sebagai berikut :

Sedangkan kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh
suatu benda sehingga suhunya naik 10C.

Secara rumus matematis kapasitas kalor bisa kita tuliskan sebagai
berikut :

C=mxc

Karena :
Q = m x c x Δt maka, Q = C x Δt

Keterangan
Q = kalor yang diperlukan atau dilepaskan (J)
C = kapasitas kalor benda (J/0C)
Δt = kenaikan suhu (0C)
Δ = delta

ayo belajar!

perubahan wujud benda




Berikut adalah perubahan wujud yang terjadi pada zat, antara lain :

1) Mencair
Adalah perubahan wujud zat padat menjadi cair. Pada waktu zat mencair membutuhkan energi
kalor. Sebagai contoh adalah peristiwa mencair, antara lain: es dipanaskan, lilin dipanaskan dsb.

2) Membeku
Adalah perubahan wujud zat cair menjadi padat. Pada waktu zat membeku, maka zat akan
melepaskan energi kalornya. Contoh dari peristiwa membeku antara lain: air yang didinginkan
di bawah 00C, lilin cair yang didinginkan, dsb.

3) Menguap
Adalah perubahan wujud zat cair menjadi gas. Pada waktu tersebut, zat akan membutuhkan
energi kalor. Contohnya : minyak wangi, air dipanaskan sampai mendidih, dsb.

4) Mengembun
Adalah perubahan wujud zat gas menjadi cair. Pada saat terjadi pengembunan zat akan
melepaskan energi kalor. Contoh : gelas yang berisi es bagian luarnya basah, titik air di pagi hari
pada tumbuhan hijau, dsb

5) Menyublim
Adalah perubahan wujud zat padat menjadi gas. Pada saat proses penyubliman zat akan
membutuhkan energi kalor. Contohnya: kapur barus (kamper), obat hisap , dsb.

6) Mengkristal atau menghablur
Adalah perubahan wujud zat gas menjadi padat. Pada waktu pengkristalan zat akan
melepaskan energi kalor. Contohnya : salju, gas yang didinginkan, dsb.

Energi kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud zat disebut sebagai kalor laten. Di
kehidupan sehari-hari banyak kita temukan perubahan wujud suatu benda, contonya pada saat
kulit terkena bensin, maka kulit yang terkena akan terasa dingin, sebab pada saat itu bensin
menguap yang mana akan membutuhkan energi kalor, yang mana energi kalor tersebut
didapatkan dari tubuh teman-teman.

ayo belajar!

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Penguapan

Berikut adalah contoh beberapa zat yang mudah untuk menguap,


misalnya spiritus, bensin, alkohol, dsb. Penguapan merupakan suatu

peristiwa bergerak keluarnya molekul–molekul dari permukaan zat cair.
Beberapa cara mempercepat penguapan, yaitu:
a. Memanaskan
Kita membandingkan penjemuran pakaian antara yang ditaruh di tempat
yang teduh dengan yang terkena cahaya matahari secara langsung, maka
yang akan cepat kering pakaiannya adalah yang berada di tempat yang
terkena sinar matahari secara langsung. Hal ini menunjukkan bahwa air
yang terkandung pada baju menjadi lebih cepat menguap.

b. Memperluas permukaan zat cair
Kita membandingkan minuman teh yang panas tetapi sebagian ada yang
dituangkan di cawan, kemudian minumlah. Bandingkan lebih cepat yang
mana yang mengalami pendinginan. Teh yang berada di cawan akan lebih
cepat dingin apabila dibandingkan dengan yag berada di dalam gelas. Hal
ini menunjukkan bahwa penguapan air teh dalam cawan yang mempunyai
permukaan lebih luas akan lebih cepat daripada penguapan yang berada di
dalam gelas.

c. Meniupkan udara di atas permukaan zat cair
Terkadang kita melihat ibu-ibu yang sedang menyuapi anaknya ditiup
terlebih dahulu, ini supaya cepat menjadi dingin. Hal ini disebabkan oleh
karena makanan yang ditiup akan lebih cepat terjadi penguapan sehingga
akan cepat menjadi dingin.

d. Mengurangi tekanan
Dengan cara memperkecil tekanan udara di permukaan zat, akan

mengakibatkan jarak antar molekul udara menjadi lebih besar. Hal ini
menyebabkan molekul-molekul yang berada pada permukaan zat cair akan
berpindah ke udara yang berada di atasnya sehingga hal ini akan
mempercepat proses penguapan.

ayo belajar!

Contoh peristiwa penguapan, misalnya:


Merebus air.

Menjemur pakaian yang basah hingga menjadi kering.

Penguapan gas freon yang berada di dalam lemari es.

Alkohol ataupun spiritus yang diteteskan pada kulit bisa

menguap.

ayo belajar!

Zat Mendidih dengan Suhu Tetap Asalkan Tekanan Udara Tidak



Berubah
Zat cair yang dilakukan pemanasan hingga suhu tertentu
akan mendidih. Penguapan yang terjadi di seluruh bagian
permukaan zat cair disebut mendidih. Air pada suhu 1000C mulai
mendidih dan energi kalor yang ada tidak lagi dipergunakan untuk
menaikkan suhunya, namun untuk mengubah wujud zat yaitu dari
zat cair menjadi zatgas. Kondisi seperti ini berlaku untuk seluruh
zat yang sedang mendidih. Titik didih adalah suhu pada saat zat
cair mendidih. Pada tekanan udara normal yaitu 76 cmHg, air akan
mengalami titik didih di suhu 1000C. Apabila tekanan udara luar
berubah, maka titik didihnya zat juga akan terjadi perubahan. Hal
ini dapat ditunjukkan bahwa pada tekanan udara luar kurang dari
76 cmHg air akan mendidih kurang dari 1000C.

Titik didih suatu zat bisa diubah-ubah dengan berbagai
macam cara misalnya dengan : tekanan ditambah maka titik
didihnya akan naik, tekanan dikurangi, maka titik didihnya akan
turun, dan menambahkan ketidakmurnian zat maka titik didihnya
naik. Alat yang bisa mendidihkan air di atas 1000C adalah otoklaf
dan pressure cooker.

Untuk mengubah wujud cair menjadi gas pada titik didihnya
dibutuhkan energi kalor. Jumlah energi kalor yang dibutuhkan
untuk mengubah 1 kg zat dari wujud cair menjadi gas pada titik
didihnya dikenal dengan sebutan kalor didih atau kalor uap.

ayo belajar!

Secara matematis dapat dituliskan :


Q = m x U

Keterangan
Q = energi kalor yang diperlukan ( J )
m = massa zat ( kg )
U = kalor didih atau kalor uap ( J/kg )

Pada saat terjadi penguapan zat maka membutuhkan kalor,
sedangkan pada saat terjadi pengembunan gas akan melepaskan kalor
sampai dengan berubah menjadi cair. Jumlah kalor yang dilepaskan
untuk mengubah 1 kg zat dari wujud uap menjadi cair pada titik
embunnya disebut sebagai kalor embun. Pengertian titik embun
adalah suhu pada waktu zat gas mengembun.
Eksperimen yang telah dilakukan oleh para ilmuwan menghasilkan
pernyataan bahwa :

Kalor uap = kalor embun.

Titik didih dan kalor uap beberapa zat

ayo belajar!

Zat Melebur dengan Suhu tetap Memerlukan Kalor

Pada waktu zat cair melebur yaitu berubah wujud dari padat


menjadi berubah menjadi cair membutuhkan kalor. Pada tekanan

udara normal, es akan mengalami perubahan wujud zat dari zat
padat menjadi zat cair pada suhu 00C. Energi kalor yang dibutuhkan
tidak dipakai untuk menaikkan suhunya, namun digunakan untuk
mengubah wujud zat yaitu dari padat menjadi cair. Suhu pada saat
zat padat melebur dinamakan titik lebur. Jika tekanan udara luar
mengalami perubahan, maka titik leburnya zat akan mengalami
perubahan juga. Hal tersebut bisa ditunjukkan bahwa pada tekanan
udara lebih dari 76 cmHg es akan melebur di bawah suhu 00C.

Titik lebur suatu zat dapat diubah-ubah dengan berbagai cara,
antara lain: tekanannya yang ditambah maka titik leburnya turun,
tekanan dikurangi maka titik leburnya akan mengalami kenaikan, dan
juga dapat dengan menambahkan ketidakmurnian zat maka titik
leburnya akan mengalami penurunan. Berikut merupakan contoh
peralatan dalam kehidupan sehari-hari yang memanfaatkan sifat
kalor, antara lain : alat pendingin, rice cooker, pressure cooker, alat
penyulingan air, otoklaf (alat pembunuh bakteri). Untuk dapat
mengubah wujud zat padat menjadi zat cair pada titik leburnya
dibutuhkan energi kalor. Jumlah energi kalor yang dibutuhkan untuk
mengubah 1 kg zat dari wujud padat menjadi cair pada titik leburnya
dinamakan kalor lebur.

ayo belajar!


Dengan cara matematis dapat dituliskan rumus :

Q=mxL

Keterangan
Q = energi kalor yang diperlukan (J)
m = massa zat (kg)
L = kalor lebur (J/kg)

Pada waktu terjadi peleburan zat membutuhkan kalor, sedangkan pada
proses pembekuan zat cair melepaskan kalor sampai dengan berubah
menjadi zat padat. Jumlah kalor yang dilepaskan untuk mengubah 1 kg zat
dari wujud cair menjadi zat padat pada titik bekunya dinamakan kalor beku.
Pengertian titik beku adalah suhu pada saat zat cair membeku.

Eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan menghasilkan pernyataan
sebagai berikut :

Kalor lebur = kalor beku

Titik lebur dan kalor lebur beberapa zat

ayo belajar!

perpindahan kalor


Kalor dapat mengalami perpindahan dengan 3 (tiga) macam cara,

antara lain: 1). konduksi atau hantaran, 2).konveksi atau aliran, dan 3).
radiasi atau pancaran.

a. Konduksi atau hantaran
konduksi adalah merupakan perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa
disertai oleh perpindahan partikel-partikel zat tersebut.

Berdasarkan daya hantar kalor, benda dibedakan menjadi dua, yaitu:
1) Konduktor
Pengertian konduktor adalah zat yang mempunyai daya hantar kalor
dengan baik. Sebagai contoh adalah besi, baja, tembaga, aluminium,
dsb.

2) Isolator
Pengertian isolator adalah zat yang mempunyai daya hantar kalor
kurang baik. Sebagai contoh adalah: kayu, plastik, kertas, kaca, air, dsb.
Kita dapat memperhatikan peralatan rumah tangga yang
memanfaatkan konsep konduksi misalnya setrika listrik, solder.
Sedangkan untuk yang bersifat isolator contohnya adalah pegangan
pada setrika, dsb. (teman-teman mencari contoh sendiri)

ayo belajar!

b. Konveksi atau aliran




konveksi merupakan perpindahan kalor pada suatu zat
yang disertai juga dengan perpindahan partikel - partikel
zat tersebut. Konveksi terjadi oleh sebab perbedaan massa
jenis zat. Teman-teman bisa memahami peristiwa konveksi,
antara lain:

1) Pada zat cair oleh sebab adanya perbedaan massa jenis zat,
misal sistem pemanasan air, sistem aliran air panas.
2) Pada zat gas oleh sebab perbedaan tekanan udara,
contohnya adalah terjadinya angin darat dan angin laut, sistem
pada ventilasi udara, untuk mendapatkan udara yang lebih
dingin di dalam ruangan dipasang AC/ kipas angin dari pada
suhu yang berada di luar ruangan, dan cerobong asap pabrik.

ayo belajar!

c. Radiasi atau pancaran




radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara.Pada
saat pramuka, teman-teman akan membuat api unggun, dan teman-
teman akan merasa hangatnya api tersebut. Bagai mana hangatnya
api unggun tersebut sampai ke badan teman-teman? Kalor yang
teman-teman terima dari nyala api unggun adalah dikarenakan oleh
energi pancaran. Alat yang dipakai untuk mengetahui adanya radiasi
kalor atau energi pancaran kalor disebut termoskop.

ayo belajar!

Manfaat Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari




Di bawah ini contoh penerapan perpindahan kalor secara

radiasi yang ada di dalam kehidupan sehari-hari.

a. Pada saat siang hari yang suhunya panas, orang akan
lebih suka untuk memakai baju yang warnnya cerah
daripada memakai baju yang warnanya gelap. Tujuannya
adalah supaya mengurangi penyerapan kalor.

b. Cat mobil/ motor dibuat dengan cat yang mengkilap supaya
mengurangi penyerapan kalor.

c. Memakai jaket yang tebal atau memakai selimut yang tebal
pada waktu suhu udara dingin, maka badanmu akan lebih
terasa nyaman. Udara adala termasuk isolator yang baik.

d. Termos, Dinding termos dilapisi perak. Tujuannya adalah
untuk mencegah terhadap hilangnya kalor secararadiasi. Ruang
hampa antara dinding kaca pada termos memiliki tujuan untuk
mencegah perpindahan kalor secara konveksi.

Rangkuman

1. Kalor me
rupakan salah satu bentuk energi yang

berpindah dari benda yang suhunya lebih
2. tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua
benda saling bersentuhan.
3. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan
untuk menaikkan suhu 1g zat sebesar 1°C.
4. Zat dapat berubah wujud apabila:

Perubahan wujud zat yang memerlukan kalor yang
mencair, menguap, dan menyublim: Perubahan wujud
zat yang melepas kalor yang membeku, mengembun, dan
menghablur. .

5. Kalor dapat berpindah dengan cara konduksi,
konveksi, dan radiasi.

Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat
tanpa disertai perpindahan partikel zat.
Konveksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat
yang disertai perpindahan partikel zat tersebut.
Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat
perantara,

EVALUASI

1.Es mencair disebabkan oleh.....
a. Energi mengalir dari lingkungan yang bersuhu lebih rendah ke
es yang ber- suhu tinggi.
b. Lingkungan dan es berada pada kondisi yang sama
c. Energi yang terhambat oleh lingkungan
d. Energi mengalir dari lingkungan yang lebih tinggi ke es yang
bersuhu lebih rendah
2. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu
benda bergantung pada faktor-faktor berikut ini, kecuali....
a Massa jenis zat
b. Jenis zat
c. Masa zat
d. Lama pemanasan
3. Pernyataan berikut yang benar adalah.....
a. Kalor berpindah dari benda yang suhunya rendah ke tinggi
b. Banyak kalor yang diterima oleh semua benda sama
c. Jumlah kalor sebanding dengan perubahan suhu
d. Apabila benda melepas kalar, maka suhu akan naik
4. Suhu suatu benda yang melepaskan kalor akan.....
a Turun
b. Naik,
C. Mula-mula naik kemudian turun
d. Mula-mula turun kemudian naik.
5. Perubahan wujud zat yang melepaskan kalor terjadi pada
waktu ......
a Membeku dan mengembun
b. Menguap dan melebur
C. Membeku dan menguap
d. Menyublim dan menyebar

6. Jika sebongkah es di perbesar tekanannya maka akibatnya adalah.....
a. Kalor lebur turun
b. Titik didih turun
c. Titik lebur turun
d. Titik lebur tetap
7. Energi 50 J setara dengan.
a. 12 kal
b. 20 kal
C. 16 kal
d. 24 kal
8. Perpindahan kator melalui zat disertai dengan perpindahan partikel-
partikelnya disebut.
a, Radiasi
b. Isolasi
c. Konduksi
d. Konveksi
9. Air dimasukkan ke lemari es untuk diambil kalornya hingga terbentuk es
yang padat disebut.
a. Mengembun
b. Menguap
c. Menyublim
d. Membeku
10. Perhatikan pernyataan peristiwa perubahan wujud berikut!
1 Melebur
2. Mengembun
3. Menyublim
4. Menguap
5. Mengkristal
6. Membeku
Perubahan wujud yang diikuti dengan menyerap kalor adalah.
a, 2,5, dan 6
b. 1, 2, dan 5
c. 1, 3, dan 4
d. 2, 4, dan 5