Contoh Penggunaan Media Sebagai Bahan Ajar Siswa

Kalor dan Perpindahan Kalor

1.      Media

Media yang bisa digunakan pada materi ini yaitu:

a.       Gambar

b.      Animasi

c.       Video

d.      Laboratorium

2.      Dasar penggunaan media tersebut

Kalor dan perpindahan kalor merupakan materi yang tidak hanya menekankan pada konsep, tetapi membutuhkan gambaran yang jelas mengenai hal yang terjadi pada setiap peristiwanya. Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

1.   Kalor Mengubah Suhu Benda
Besarnya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk mngubah suhu berbanding lurus dengan massa benda (m), kenaikan suhu dan kalor jenis.

Keterangan:
Q = kalor (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis (J Kg^-1 °C^-1)

ΔT = perubahan suhu (°C)

Selain Joule (J), terdapat satuan kalor yang sering dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari, yaitu kalori. Satu kalori dapat didefinisikan kalor yang diperlukan tiap 1 gram air, sehingga suhunya naik 10 °C. Terdapat kesetaraan antara satuan joule dan satuan kalori yang biasa disebut tara kalor mekanik.
1 kalori = 4,2 Joule
1 Joule =  0,24 kalori
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dipergunakan tiap satu satuan massa zat untuk menaikkan suhu 1 kilogram zat sebesar 1 °C.

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dipergunakan suatu zat untuk menaikkan suhu sebesar 1 °C.

2.   Kalor Mengubah Wujud Benda
Besarnya energi kalor (Q) yang dibutuhkan untuk mengubah wujud suatu zat berbanding lurus dengan massa benda (m) dan kalor laten (L).

 Q = m × L

Kalor Laten adalah kalor yang dibutuhkan tiap satu satuan massa zat untuk mengubah wujudnya tanpa mengalamai perubahan suhu. Terhadap dua kalor laten yaitu :

a) Kalor Lebur (L) : Banyaknya kalor yang dibutuhkan tiap satu satuan massa zat melebur pada titik leburnya. Besar energi kalor yang dibutuhkan :

Q = m × L ,dengan L = kalor lebur (J/kg)
b) Kalor Uap (U) : Banyaknya kalor yang dibutuhkan tiap satu satuan massa zat cair untuk menjadi uap pada titik didihnya. Besar energi kalor yang dibutuhkan :
Q = m × U ,dengan U = kalor uap (J/kg).

Terdapat 3 jenis perpindahan panas yaitu secara konduksi, konveksi, dan radiasi.
1. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan kalor/panas melalui perantara, dimana zat perantaranya tidak ikut berpindah. Dalam arti lain, konduksi/hantaran yaitu perpindahan kalor pada suatu zat tanpa disertai dengan perpindahan partikel-partikelnya. Contoh: knalpot akan panas ketika mesin motor dihidupkan, mentega akan meleleh ketika di letakkan di atas panci yang dipanaskan, dan tutup panci akan terasa panas saat panci digunakan untuk memasak.

2. Koveksi
Konveksi adalah perpindahan panas melalui aliran, dimana zat perantaranya ikut berpindah. jika partikel berpindah dan mengakibatkan kalor merambat, maka terjadilah konveksi. Konveksi terjadi pada zat cair dan gas (udara /angin). Contohnya: gerakan naik turunnya air yang sedang mendidih saat direbus, terjadinya angin darat dan laut, dan gerakan balon udara.

3. Radiasi
Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara. Biasanya disertai cahaya. Contohnya: panas matahari sampai ke bumi meski melewati ruang hampa, menjemur pakaian memanfaatkan perpindahan panas secara radiasi.
Ingat, benda yang berwarna hitam lebih cepat meresap panas.

Faktor yang dapat dilakukan mempercepat penguapanpada zat cair anara lain :
a)  Memanaskan atau dipanaskan
b) Memperluas permukaan
c) Meniup udara di atas permukaan
d) Mengurangi tekanan udara dipermukaan
Dan juga pada materi ini sangat diperlukan media yang mendukung untuk lebih memudahkan siswa-siswi dalam memahaminya.Pada materi ini pula tidak hanya sekedar penyampaian dasar-dasar konsep kalor, tetapi juga diperlukan adanya praktikum. Karena dengan praktikum siswa dapat menghubungkan konsep dan kejadian yang langsung mereka amati. Dengan begitu, siswa dapat menerima materi dengan penjelasan yang terperinci.

 

Gambar 1.1 Proses pengukuran kalor jenis

Ranah yang ingin di capai :
Ranah yang ingin dicapai adalah ranah kognitif (pengetahuan) dan psikomotor (keterampilam) dimana dengan menggunakan media tersebut peserta didik diharapkan mampu memahami dan memperkuat konsep kalor dengan pengadaan praktikum. Siswa juga diharapkan mampu menjelaskan dan menyelesaikan masalah-masalah yang terkait dengan kalor.

Sekarang, coba kalian kerjakan soal-soal di bawah sebagai evaluasi materi dan agar kalian tahu seberapa luas pengetahuan kalian. (Ingat, materi singkat di atas masih belum cukup untuk mengerjakan soal-soal yang berkaitan dengan materi ini. Jadi silakan cari materi yang sama dari sumber yang berbeda).

Evaluasi materi
Contoh Soal: 

1. Berapakah kalor yang diperlukan untuk memanaskan 4 kg besi dari suhu 20 °C menjadi 70 °C jika kalor jenis besi 460 J/kg °C ? 
2. Berapakah massa air laut jika untuk menaikan suhu air laut 1 F adalah 3.900 joule? (massa jenis air laut = 3.900 J/kg °C) ?
3. Berapakah massa kalor yang melebur pada es jika kalor yang diberikan pada es adalah 670 J? (kalor lebur es 335 kJ/kg) ?
4. Berapakah kenaikan suhu pada 4 kg air jika kalor yang diberikan adalah 67.200 Joule? (kalor jenis air 4200 J/kg °C)
5. Suhu sebuah benda jika diukur menggunakan termometer celsius akan bernilai 45. Berapa nilai yang ditunjukkan oleh termometer Reamur, Fahrenheit dan kelvin ?
6. Sebuah benda bersuhu 5⁰C menyerap kalor sebesar 1500 joule sehingga suhunya naik menjadi 32⁰C. Tentukan kapasitas kalor benda tersebut !