Diktat Ipa 7 Semester Genap 2014 435h7

Penyusun Diktat IPA Kelas VII Semester Genap Viktorinus Rema Gare, S.Pd HP : 082144036098 E-mail : [email protected] Webblog : victorremagare.blogspot.com Alamat : SMPN 2 Bajawa Utara

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala rahmat dan karuniaNya, sehingga dapat terselesaikannya penulisan Diktat IPA kelas VII semester Genap. Secara garis besar Diktat ini disusun secara sistematis dan praktis dengan harapan para guru dan siswa dapat memudahkan dalam kegiatan pembelajaran. Diktat ini disusun dengan sistematika yang dimulai dengan ringkasan materi kemudian kegiatan Siswa dan Evaluasi. Dalam penyusunan Diktat ini masih jauh dari lengkap dan sempurna untuk menjangkau materi pelajaran yang perlu dipelajari siswa dalam satu tahun, untuk itu jika dipandang perlu guru dipersilakan menambah sendiri referensi yang lain agar dapat memenuhi kelengkapan materi tersebut. Menyadari kekurangan yang ada pada Diktat ini maka dengan kerendahan hati penyusun sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun agar Diktat yang akan datang menjadi lebih baik dan bermanfaat.

Bajawa Utara, Juli 2014 Penyusun

DAFTAR ISI

V

BAB VI

BAB VII

BAB VIII

BAB IX

WUJUD ZAT DAN PERUBAHANNYA ............................................................................ A. Wujud Zat ............................................................................................................. B. Massa Jenis ........................................................................................................... EVALUASI ...................................................................................................................... PEMUAIAN .................................................................................................................... A. Pemuaian Zat Padat .............................................................................................. B. Pemuaian Zat Cair ................................................................................................. C. Pemuaian Zat Gas ................................................................................................. D. Pemanfaatan Pemuaian ........................................................................................ EVALUASI ...................................................................................................................... KALOR ........................................................................................................................... A. Pengertian Kalor ................................................................................................... B. Kalor Dapat Mengubah Suhu Benda ..................................................................... C. Kalor Dapat Mengubah Wujud Zat ....................................................................... D. Perpindahan Kalor ................................................................................................ EVALUASI ...................................................................................................................... MATERI DAN PERUBAHANNYA ..................................................................................... A. Sifat materi ........................................................................................................... B. Perubahan materi ................................................................................................. C. Campuran dan Cara Pemisahannya ...................................................................... D. Reaksi Kimia sederhana ........................................................................................ EVALUASI ...................................................................................................................... GERAK ........................................................................................................................... A. Pengertian Gerak .................................................................................................. B. Macam-macam Gerak ........................................................................................... C. Kelajuan dan Kecepatan ....................................................................................... D. Gerak Lurus ........................................................................................................... EVALUASI ......................................................................................................................

31 31 32 37 40 40 41 45 46 48 51 51 51 52 63 59 65 65 65 67 70 72 75 75 75 75 76 80

Wujud Zat dan Perubahannya Kompetensi Dasar 3.1 Menyelidiki sifat-sifat zat berdasarkan wujudnya dan penerapanya dalam kehidupan sehari-hari 3.2 Mendeskripsikan konsep massa jenis dalam kehidupan sehari-hari

A. Wujud Zat Pengertian Zat Zat adalah sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Suatu zat tersusun dari partikelpartikel suatu zat yang disebut dengan molekul. Molekul adalah bagian terkecil dari suatu zat yang masih memiliki sifat zat itu sendiri. Menurut wujudnya zat dibagi menjadi padat, cair dan gas.

Perubahan Wujud Zat Perubahan wujud zat merupakan perubahan fisika. Perubahan ini meliputi : perubahan wujud padat ke cair, cair ke gas, gas ke padat, padat ke gas, gas ke cair, cair ke padat Perhatikan diagram berikut : GAS

6 3

PADAT

1

2 5

CAIR

4

Keterangan : 1. mencair (melebur) yaitu perubahan wujud padat menjadi wujud cair 2. menguap yaitu perubahan wujud cair menjadi wujud gas 3. menyublim yaitu perubahan wujud padat menjadi gas 4. membeku yaitu perubahan wujud cair menjadi padat 5. mengembun yaitu perubahan wujud gas menjadi cair 6. menyublim yaitu perubahan wujud gas menjadi padat

Sifat-sifat Zat a. Berdasarkan bentuk dan volumenya Sifat Volume Bentuk

Padat tetap tetap

Cair Tetap Berubah

Gas Berubah Berubah

b. Berdasarkan susunan dan gerak partikelnya 1. Zat padat a. b. c.

letak partikel-partikel sangat berdekatan dan tersusun secara teratur gerak partikelnya terbatas pada tempatnya gaya tarik (gaya ikat) antar partikelnya sangat kuat

2. Zat cair a. b. c.

letak partikel-partikelnya berdekatan, tersusun tidak teratur gerak partikelnya cukup besar, tetapi tidak meninggalkan kelompoknya gaya tarik antar partikelnya lemah

3. Zat gas a. b. c.

letak partikel-partikelnya berjauhan, tersusun tidak teratur gerak partikel-partikelnya sangat besar gaya ikat antarpartikelnya sangat lemah

Susunan partikel pada zat padat cair dan gas dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini:

B. Massa Jenis Massa jenis benda didefinisikan sebagai massa benda dibagi dengan volume benda tersebut dan diberi notasi ρ ( dibaca “ rho” ), jika dituliskan dalam bentu rumus :

Keterangan: ρ = massa jenis (kg/m3 atau g/cm3) m = massa benda (kg atau gram) V = volume benda m3 atau cm3) Satuan massa jenis dalam SI adalah kg/m3, satuan lain adalah g/cm3, dimana : 1 kg/m3 = 0,001 g/cm3 1 g/cm3 = 1000 kg/m3 Massa jenis merupakan ciri khas yang dimiliki suatu benda. Benda yang terbuat dari zat murni, misalnya emas murni, dapat mempunyai bermacam-macam massa dan volume (ukuran), tetapi massa jenisnya selalu sama (tetap).

Kegunaan Mengetahui Massa Jenis Konsep massa jenis sering digunakan untuk dapat menentukan dengan tepat jenis sutu zat (benda) apa yang sesuai dengan kebutuhannya, misalnya : Dalam industri pesawat terbang, dibutuhkan suatu zat (bahan) yang kuat tetapi ringan, maka digunakan aluminium sebagai badan pesawat, karena aluminium lebih ringan massanya daripada besi. Daftar Massa Jenis Beberapa Zat

Kegiatan 5.1 Wujud Zat Tujuan

: Menyelidiki sifat-sifat wujud zat

Pendahuluan Disekitar kita terdapat bermacam-macam benda. Benda-benda tersebut tersusun dari zat-zat. Kalau kita amati wujud zat dapat dikelompokkan menjadi tiga. Zat satu dengan yang lain memiliki sifat-sifat tertentu. Apa sajakah wujud zat itu dan bagaimana sifat-sifatnya ? Untuk memahami lebih lanjut lakukan kegiatan di bawah ini.

Alat Dan Bahan -

Gelas Kantong plastik besar Kantong plastik kecil Gelas ukur Neraca Ohaus Batu Air Tabung Reaksi Beker glas Es batu Lilin Kapur tulis

= 1 buah = 1 buah = 1 buah = 1 buah = 1 buah = 1 buah = secukupnya = 1 buah = 1 buah = secukupnya = 1 buah = secukupnya

Kegiatan 1. Menyelidiki Wujud zat a. Ambillah setengah gelas air, sebuah batu sebesar ibu jari kaki dan kantong plastik kecil. Tiuplah kantong plastik itu kemudian ikat dengan karet. Letakkan benda-benda tersebut di atas meja !

A b. c.

B

C

Amati wujud zat-zat tersebut ! Apa nama zat yang terdapat di dalam A, B dan C ............................................................................................................................................................. Sebutkan 5 macam benda-benda lain selain di atas dan sebutkan pula wujudnya : ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

Kesimpulan Dari kegiatan di atas apa kesimpulan anda ? ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

2. Menyelidiki Sifat-sifat zat a. Pindahkan air dari gelas minum ke dalam gelas ukur, bagaimana bentuknya air ? ........................ b. Pindahkan batu pada beberapa tempat kedudukan, bagaimana bentuk batu ? ............................ c. Pindahkan udara dari plastik kecil ke dalam plastik besar, amatilah bagaimana bentuknya udara .......................................................................................................................................................... d. Timbanglah massa air ( tidak termasuk gelasnya ). Berapa massa air ? .......................................... e. Pindahkan air ke wadah lain ( gelas ukur ), kemudian timbanglah massa air sekarang. Berapa massa air ? .................................................................................................................................................. f. Bagaimana besarnya massa air pada kegiatan d) dan e) ? g. Timbanglah massa batu, berapa massa batu ? ................................................................................. h. Kemudian pindahkan ke tempat lain batu tersebut, timbanglah lagi batu tersebut. Berapa massa batu sekarang? .................................................................................................................................. Kesimpulan : Dari kegiatan di atas buatlah kesimpulan mengenai bentuk, volume dan massa dari zat padat, cair dan gas ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

Kegiatan 5.2 Partikel-Partikel Zat Tujuan

: Menyelidiki partikel-partikel suatu zat

Pendahuluan Apabila kita teteskan minyak wangi pada bajumu, apakah anda dapat mencium bau minyak wangi? Bagaimana bau minyak wangi dapat menyeber keseluruh ruangan? Apakah semua zat itu terdiri dari partikel-partikel yang jarak antara partikel dan kebebasan geraknya sama/berbeda? Untuk menjawab pertanyaan tersebut marilah kita ikuti kegiatan berikut.

Alat Dan Bahan - Minyak wangi - Gelas ukur 200 cc - Sendok

= secukupnya = 1 buah = 1 buah

- Gula pasir - Air secukupnya

= secukupnya = secukupnya

Prosedur 1. a. Letakkan botol kecil minyak wangi dalam keadaan tertutup pada ujung ruangan kelas. Apakah disekitar botol wangi tersebut dapat tercium bau minyak wangi ? .................................... b. Bukalah tutup minyak wangi. Apakah di sekitarnya terdapat bau minyak wangi? ......................... c. Bagaimanakah bau minyak wangi itu dapat menyebar sampai kehidung? ..................................... 2. a. Cobalah kamu cicipi gula pasir, bagaimana rasanya ? ..................................................................... b. Masukkan 3 sendok gula pasir ke dalam 150 cc air. Kemudian aduklah apakah yang terjadi pada gula pasir tersebut ? ......................................................................................................................... c. Kemudian cicipi larutan gula itu, apakah air terasa manis ? ............................................................ d. Samakah rasa manis itu dengan gula pasir sebelum dilarutkan dalam air ? ................................... Mengapa demikian ? ......................................................................................................................... 3. Lemparkan sebuah kapur tulis ke lantai, apakah bagian-bagian kapur tulis menyebar ke mana-mana ? ...................... Mengapa demikian ? ........................................................................................................

Informasi: Melarut adalah peristiwa penyebaran partikel-patikel zat padat kedalam zat cair.

Kesimpulan Dari kegiatan 1,2 dan 3 di atas buatlah kesimpulan mengenai sifat dari partikel-partikel: zat padat,cair dan gas. ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

Kegiatan 5.3 Massa Jenis Zat Tujuan

: Mengukur massa jenis benda

Pendahuluan Kita sering menjumpai benda-benda yang volumenya sama tetapi massanya berbeda. Hal ini karena massa jenis kedua benda tersebut tidak sama. Bagaimana untuk mengetahui massa jenis suatu benda ? Ikutilah kegiatan berikut !

Alat Dan Bahan Silinder besi Kubus besi Kubus aluminium Silinder aluminium Neraca Ohaus

= 1 buah = 1 buah = 1 buah = 1 buah = 1 buah

Batu Benang halus Mistar Gelas ukur Air

= 1 buah = secukupnya = 1 buah = 1 buah = secukupnya

Prosedur a.

Timbanglah massa silinder besi, kubus besi, silinder aluminium, kubus aluminium dan batu kemudian masukkan ke dalam tabel di bawah ini . No

Jenis Zat

1.

Besi

2.

Aluminium

3.

Batu

Massa benda gr kg

Volume benda cm3 m3

Massa / volume Massa /volume ( gr/cm3) ( kg/m3)

Silinder Kubus Silinder Kubus

1 gr = 0,001 kg = 1 x 10-3 kg ; 1 cm = 0,01 m = 1 x 10-2 m ; 1 cm3 = 0,000001 m3 = 1 x 10-6 m3 b. Ukurlah volume silinder dan kubus besi, silinder dan kubus aluminium dan batu menggunakan mistar atau gelas ukur kemudian hasilnya masukkan kedalam tabel di atas. c. Hitunglah massa dibagi volume untuk masing-masing benda dan masukkan ke dalam tabel, baik dalam gr/cm3 maupun dalam kg/m3. d. Bandingkan hasil bagi massa dengan volume untuk silinder besi dan kubus besi ! Bagaimana besarnya ? ............................................................................................................................................. e. Bandingkan hasil bagi massa dengan volume untuk silinder aluminium dan kubus aluminium ! Bagaimana besarnya ? ......................................................................................................................... f. Bandingkan hasil bagi massa dengan volume untuk silinder besi dan silinder aluminium ! Bagaimana besarnya ? Mengapa demikian ? ....................................................................................... g. Bandingkan hasil bagi massa dengan volume untuk kubus besi dan kubus aluminium ! Bagaimana besarnya ? ...................................... Mengapa demikian ? ................................................................... .............................................................................................................................................................. Informasi : Hasil bagi massa dengan volume di sebut massa jenis. Kesimpulan : Dari kegiatan di atas dapat disimpulkan bahwa besarnya massa jenis benda tergantung dari apa ? Dan tidak tergantung dari apa ? Penguatan : 1. Jika massa jenis benda (), massa bendaa (m) dan volume benda (V), tuliskan rumus hubungan ke tiga variabel tersebut ! .............................................................................................................................................................. 2. Jika satuan massa benda kg dan volume benda m3, apa satuan massa jenis ? .................................. 3. Sepotong besi mempunyai volume 200 cm3. Tentukan masa besi dalam SI jika massa jenis besi 7,9 gr/cm3. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. 4. Volume besi, massa jenis platina dan massa jenis besi berturut-turut sebesar 200 cm3, 21,45 gr/cm3 dan 7,9 gr/cm3. Apabila massa platina sama dengan massa besi, tentukan volume platina tersebut ! .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. 5. Gelas ukur kosong, mempunyai massa 200 gram. Setelah diisi 50 cm3 air garam, massa gelas ukur menjadi 257,5 gram. Berapa massa jenis air garam tersebut ? .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................

EVALUASI I.

Pilihlah salah satu jawaban yang benar!

1. Ciri khas suatu zat dinyatakan dengan ... a. massa zat b. volume zat

c. berat zat

d. massa jenis zat

2.

Berikut ini beberapa peralatan yang terdapat di dalam laboratorium. 1) mistar 2) gelas ukur 3) neraca 4) stopwatch Peralatan manakah yang digunakan untuk menentukan massa jenis zat cair? a. 1) dan 2) b. 2) dan 3) c. 1) dan 4) d. 3) dan 4)

3.

Perhatikan daftar benda di bawah ini.

4.

5. 6.

Benda

Massa Jenis ( kg/m3)

P Q R S

9400 4300 1100 900

Benda manakah yang mengapung di air? a. P b. Q c. R d. S 3 Massa jenis minyak tanah adalah 0,8 gr/cm . Bila massa jenis ini dinyatakan dalam satuan SI, nilainya adalah … a. 0,0008 kg/m3 b. 0,008 kg/m3 c. 800 kg/m3 d. 8000 kg/m3 Sebuah kubus kayu massanya 60 gram dan volumenya 35 cm3. Hitung massa jenis kubus tersebut! a. 2,40 gr/cm3 b. 1,71 gr/cm3 c. 1,00 gr/cm3 d. 0,63 gr/cm3 Seorang siswa melakukan percobaan dengan menggunakan alat dan bahan sebagai berikut.

Jika data kepustakaan sebagai berikut: Nama benda Besi Emas Perak Alumunium

7.

Massa jenis (kg/m³) 7.900 19.300 10.500 2.700

maka logam yang terukur seperti pada gambar (a) dan (b), dan dikaitkan dengan data kepustakaan adalah.... a. Besi b. emas c. perak d. tembaga Jika kita memiliki 1 kg besi dan 1 kg aluminium. Massa jenis besi adalah 7.800 kg/m3 dan massa jenis aluminium adalah 2.700 kg/m3. Kesimpulan yang benar mengenai volume adalah ... a. volume besi lebih besar dari volume aluminium b. volume besi sama dengan volume aluminium c. volume besi lebih kecil daripada volume aluminium d. volume kedua zat itu tidak dapat ditentukan

8.

Sepotong emas yang massa jenisnya 1930 kg/m3, mempunyai volume 5 m3. Berapa massa emas tersebut? a. 386 kg b. 1930 kg c. 1935 kg d. 9650 kg

9.

Perhatikan cirri-ciri dari zat di bawah ini 1) 2) 3) 4) 5)

Jarak antar partikelnya saling berjauhan Gaya tarik antar partikelnya kuat Gerak partikelnya cepat Bentuk dapat berubah sesuai tempatnya Volumenya tetap

Nomor yang merupakan cirri-ciri zat cair adalah : a. 1,2,3,5 c. 2,3,4,5 b. 1,3,4,5 d. 1,2,4,5 10. Seorang siswa melakukan percobaan dengan menggunakan alat dan bahan sebagai berikut.

(a)

(b)

Dari hasil pengukuran seperti pada gambar (a) dan (b), massa jenis batu tersebut adalah a. 4,62 gram / cm³ c. 4,02 gram / cm³ b. 4,58 gram / cm³ d. 3,42 gram / cm³ 11. Perhatikan diagram perubahan wujud antara ketiga zat berikut:

I

Cair

IV

II III V

Padat

Gas VI

Anak panah yang menunjukkan proses pengembunan adalah … a. I b. II c. III d. IV 12. Jenis perubahan wujud yang terjadi pada lilin yang dibakar adalah… a. menguap b. melebur c. mengembun d. menyublim 13. Perbedaan antara partikel kayu dan air adalah … a. jarak partikel kayu berjauhan sedang partikel air rapat b. susunan partikel kayu teratur sedang partikel air tidak teratur c. partikel kayu bergerak bebas sedang partikel air bergerak sangat cepat d. partikel kayu terikat lemah sedang partikel air terikat kuat 14. Gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang sejenis disebut …. a. kohesi b. meniskus c. adhesi d. kapilaritas 15. Kapur dapat menempel pada papan tulis karena adanya gaya … a. kohesi b. meniskus c. adhesi

d. kapilaritas

16. Meniskus zat cair pada tabung reaksi di samping terjadi karena… a. kohesi > adhesi b. kohesi < adhesi c. Kohesi = adhesi d. kohesi  adhesi 17. Berikut ini adalah peristiwa yang memanfaatkan prinsip kapilaritas, kecuali…. a. naiknya air dari akar kayu ke daun melalui pembuluh batang b. terserapnya air dari muka ke handuk c. naiknya minyak tanah melalui sumbu kompor d. perubahan wujud es menjadi air pada suhu ruangan 18. Minyak yang ditumpahkan ke permukaan air akan menggumpal karena ... a. gaya adhesi lebih besar dari gaya kohesi b. gaya adhesi sama dengan gaya kohesi c. gaya adhesi lebih kecil dari gaya kohesi d. gaya adhesi nol

19. Perhatikan gambar di bawah.

Jika pipa kapiler di atas diisi air, maka urutan tingginya permukaan air dari yang tertinggi ke rendah adalah … a. 1 – 2 – 3 – 4 c. 4 – 3 - 2 – 1 b. 1 – 3 – 2 – 4 d. 4 – 2 – 3 – 1 20. Permukaan raksa dalam tabung berbentuk cembung. Peristiwa ini disebabkan....... a. adhesi molekul raksa sama dengan kohesi molekul kaca dengan raksa b. kohesi molekul raksa lebih kecil daripada adhesi molekul raksa dengan kaca c. adhesi molekul raksa lebih besar daripada kohesi molekul raksa dengan kaca d. kohesi molekul raksa lebih besar dari pada adhesi molekul kaca dengan raksa

II. Jawablah dengan singkat, jelas dan benar! 1. Raksa dalam tabung reaksi permukaannya membentuk meniskus cembung. mengapa hal ini terjadi? Gambarkan bentuk permukaan air dalam tabung reaksi tersebut! 2. Kalau kalian disuruh menentukan massa jenis minyak goreng, alat dan bahan apa sajakah yang kalian perlukan? Kemudian tuliskan lengkap langkah-langkah pelaksanaannya! 3. Sebuah bejana kuningan massanya 42 gram. Apabila massa jenis kuningan 8,40 gr/cm3 Hitunglah volume bejana tersebut ! 4. Alkohol yang volumenya 1000 cm3 dicampur dengan 2000 cm3 air. Hitung massa jenis campuran tersebut (dalam gr/cm3) bila air 1 gr/cm3 dan  alkohol 0,79 gr/cm3. (massa jenis campuran = massa campuran : volume campuran ) 5. Perhatikan gambar alat dan bahan berikut ! Jika massa jenis logam yang tercelup tersebut 7.900 kg/m³, berapakah massanya ?

PEMUAIAN

Kompetensi Dasar 3.3 Melakukan percobaan yang berkaitan dengan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari.

Pada umumnya, benda akan memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan.Akan tetapi jenis pemuaian bervariasi, bergantung pada jenis materi benda.

A. Pemuaian Zat Padat Zat padat yang dipanaskan akan memuai. Pemuaian yang dialami zat padat dapat berupa muai panjang, muai luas, dan muai ruang (volume). a. Muai Panjang Apabila batang logam dipanaskan, akan memuai ke arah memanjang atau mengalami muai panjang. Muai panjang logam dapat diamati dengan alat yang disebut Musschenbroek, Suatu percobaan terhadap beberapa logam dengan alat Musschenbroek didapatkan kesimpulan bahwa pertambahan panjang logam bergantung pada: 1) panjang logam/zat mula-mula, 2) kenaikan suhu, dan 3) jenis bahan. Pertambahan panjang logam tiap satuan suhu atau tiap 1oC disebut koefisien muai panjang. Apabila, l o menyatakan panjang logam sebelum dipanaskan,l t menyatakan panjang logam setelah dipanaskan, dan ∆t menyatakan kenaikan suhu, koefisien muai panjang logam  dapat ditulis dengan persamaan berikut.

 = lt- lo L o . ∆t

= atau

∆l L o . ∆t

panjang logam setelah dipanaskan (lt) dapat dihitung dengan persamaan berikut. keterangan: l o = panjang mula-mula ( m ) L t = l o {1+.∆t} l t = panjang akhir. ( m ) ∆t = kenaikan suhu ( o C )  = koefisien muai panjang ( / oC ) b. Muai Luas Apabila benda tipis berbentuk persegi panjang dipanaskan, benda tersebut akan mengalami muai luas. Benda yang mengalami muai luas artinya mengalami pemuaian dalam arah memanjang dan melebar. Koefisien muai luas adalah perbandingan antara pertambahan luas terhadap luas awal persatuan kenaikan suhu.

β = A t -A o A o . ∆t

atau

β = ∆A A o . ∆t

Luas logam setelah dipanaskan (A t ) dapat dihitung dengan persamaan berikut.

A t =A o {1+ β.∆t} keterangan: A o = L u a s mula-mula ( m 2 ) A t = Luas akhir. ( m 2 ) ∆t = kenaikan suhu ( o C ) β = koefisien muai luas ( / oC ) Koefisien muai luas (β) dapat dinyatakan sebagai dua kali muai panjang atau β = 2 c. Muai Ruang ( Volume ) Benda yang mengalami muai ruang, terjadi perubahan panjang, lebar dan tebal. Koefisien muai ruang adalah perbandingan pertambahan volume terhadap volume awal tiap satuan kenaikan suhu.

γ = V t -V o V o . ∆t

Atau

γ = ∆V V o . ∆t

Volume logam setelah dipanaskan (A t ) dapat dihitung dengan persamaan berikut.

V t =V o {1+ γ .∆t} Keterangan : V o = V o l u m e mula-mula ( m 3 ) V t = Volume akhir ( m 3 ) ∆t = kenaikan suhu ( o C ) γ = koefisien muai Volume ( / oC ) Koefisien muai Volume (γ) dapat dinyatakan sebagai tiga kali muai panjang atau β= 3

B. Pemuaian Zat Cair Zat cair yang dipanaskan akan mengalami perubahan volume, yang dinamakan muai ruang (volume). Muai r u a n g z a t c a i r d a p a t d i a m a t i d e n g a n l a b u d i d i h . Koefisien muai ruang adalah perbandingan pertambahan volume terhadap volume awal tiap satuan kenaikan suhu

γ = V t -V o V o . ∆t

Atau

γ = ∆V V o . ∆t

Dari hasil pengamatan, diketahui bahwa muai ruang zat cair berbeda antara yang satu dengan lainnya. Volume zat cair setelah dipanaskan dirumuskan

V t =V o {1+ γ .∆t} keterangan: V o = V o l u m e mula-mula ( m 3 ) V t = Volume akhir ( m 3 ) ∆t = kenaikan suhu ( o C ) γ = koefisien muai Volume ( / oC ) Anomali Air Khusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0o C sampai 4o C volumenya tidak bertambah, akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4 oC air mempunyai volume terendah.Hubungan volume dengan suhu pada air dapat digambarkan pada

grafik berikut. Pada suhu 4 oC, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0 oC – 4 oC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan dari 4 oC ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi pada air itu disebut anomali air. Hal yang sama juga terjadi pada bismuth dengan suhu yang berbeda.

Kegiatan 6. 1 Pemuaian Zat Padat Tujuan

: Menyelidiki pemuaian panjang pada zat padat

Pendahuluan Kalor merupakan suatu bentuk energi, jika zat padat dipanasi maka zat padat akan menimbulkan pengaruh yang dapat diamati. Dengan alat di bawah ini kita dapat mengambil pengaruh lain terhadap zat padat.

Alat dan Bahan Set Muschenbroek

Kegiatan a. Ambillah alat Muschenbroek seperti pada gambar. Aturlah jarum-jarum penunjuk supaya berkedudukan sama tinggi dengan jalan memutar-mutar sekrup pengatur. Panaskanlah beberapa batang logam dengan sama rata !

b. Amati jarum penunjuk , apa yang terjadi ? ............................................................................................ c. Apakah jarum-jarum itu menunjukkan pada kedudukan skala yang sama ? ......................................... d. Mengapa demikian ? .............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. e. Pada kegiatan di atas logam manakah yang pertambahan panjangnya paling besar ? .......................... Informasi : Logam yang pertambahan panjangnya paling besar, dikatakan koefien muai panjangnya paling besar . f. Logam manakah yang koefisien muai panjangnya paling besar ? ....................................................... g. Logam manakah yang koefisien muai panjangnya paling kecil ? .........................................................

Kesimpulan a. Pada umumnya suatu zat akan memuai bila ........................................................................................ b. Tergantung dari apakah pertambahan panjang suatu logam jika dipanaskan ? ................................... ................................................................................................................................................................ c. Bila panjang logam mula-mula Lo , panjang logam setelah dipanaskan Lt , dan suhu mula-mula t1 , suhu logam setelah dipanaskan t2 , koefien muai panjang  , maka tuliskan hubungan antara besaran-besaran tersebut ! ................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................

Penguatan 1. Pada suhu 0o C panjang baja 50 cm, bila koefien muai panjang baja 0,00001 /o C. Hitunglah panjang baja pada suhu 40 o C ! ...........................................................................................................................

................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2. Sebatang logam pada suhu 25 oC panjangnya 100 cm. Logam tersebut dipanaskan hingga suhunya 50 0C. Bila koefisien muai panjang logam tersebut 0,000012 / o C. Hitunglah pertambahan panjang logam itu ! .............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 3. Sebutkan contoh alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan peristiwa pemuaian ! ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................

Kegiatan 6.2 Pemuaian Zat Cair Dan Gas Tujuan

: Menyelidiki pemuaian zat cair dan gas

Pendahuluan Pada umumnya zat akan memuai bila dipanaskan. Samakah taraf pemuaian tiap zat ? Untuk menjawab pertanyaan di atas lakukan kegiatan di bawah ini.

Alat dan Bahan -

Labu didih Sumbat berlubang satu Pipa kaca Minyak kelapa/goreng Dilatometer 1 buah Air panas Bak / bejana besar

2 buah 2 buah 2 buah secukupnya secukupnya 1 buah

Prosedur Kegiatan Kegiatan 1 a. Ambillah 2 labu didih yang sama besarnya. Isilah yang satu dengan air dingin dan satunya dengan minyak kelapa hampir penuh. b. Masukkan kaca ke dalam sumbat yang berlubang satu dan sumbatkan ke dalam labu-labu itu. Usahakan permukaan air dan permukaan minyak kelapa sama.

c. Masukkan kedua labu itu secara bersama-sama ke dalam bak/bejana yang berisi air panas. Apa yang terjadi ? .......................................................................................................................................... d. Sama tinggikah permukaan zat cair itu ? ........................ Mengapa demikian ? .................................... ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. e. Apa yang terjadi bila beberapa jenis zat cair dipanasi ? ..........................................................................

Kesimpulan Tingkat pemuaian pada zat cair tergantung pada : ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................

Kegiatan 2 a. Masukkan ujung pipa dilatometer ke dalam air dan genggamlah labunya rapat-rapat dengan kedua belah tanganmu. Seperti gambar di bawah ini . b. Apa yang terjadi ? ...................................................................... Mengapa demikian ? ................................................................. .................................................................................................... .................................................................................................... c. Bagaimanakah volume udara dalam labu setelah labu dipegang tangan ? ..................................................................................... .................................................................................................... Kesimpulan : Tingkat pemuaian pada gas tergantung pada : ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................

Diskusi : 1. 2.

3.

Pemuaian zat cair merupakan pemuaian yang bagaimana ? .............................................................. ............................................................................................................................................................. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi pertambahan panjang suatu benda ! .….................................................................................…......................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................... Raksa pada suhu 0oC volumenya 100 cm3 dipanaskan sehingga suhunya menjadi 100oC. Bila koefisien muai ruang raksa 0,000182 /oC. Hitunglah volume raksa pada suhu 100oC ! ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

C. Pemuaian Zat Gas Zat gas yang dipanaskan akan mengalami perubahan volume, yang dinamakan muai ruang (volume). Muai ruang gas dapat diamati dengan dilatometer. Apabila suhu gas dinaikkan, ada dua faktor yang berubah yaitu volume dan tekanan. Untuk mencari hubungan antara suhu, volume dan tekanan, salah satu variabel (besaran ) harus dibuat tetap 1. Pemanasan Gas pada tekanan tetap Pada tekanan tetap, pemanasan gas menyebabkan terjadinya muai ruang gas. Pada tekanan tetap berlaku hubungan sebagai berikut

V t =V o {1+ γ p .∆t}

Keterangan: V o = V o l u m e mula-mula ( m 3 ) V t = Volume akhir ( m3 ) ∆t = kenaikan suhu ( o C ) γ = koefisien muai Volume ( / oC ) o

1 Menurut Gay Lussac, Koefisien muai ruang berbagai gas adalah sama besar yaitu C 1 273 Dengan demikian dapat ditulis persamaan sebagai berikut :

Apabila menggunakan satuan Kelvin (K) dapat ditulis

2.

Pemanasan gas pada volume tetap Pada Volume tetap berlaku hubungan sebagai berikut

Pt =Po {1+ γ T .∆t} keterangan: P o = V o l u m e mula-mula P t = Volume akhir. ∆t = kenaikan suhu γ = koefisien muai Volume Menurut Gay Lussac, Koefisien muai ruang berbagai gas adalah sama besar yaitu 1

273

o

C 1

Dengan demikian dapat ditulis persamaan sebagai berikut :

Apabila menggunakan satuan Kelvin (K) dapat ditulis 3.

Hukum Boyle – Gay Lussac Pada tekanan konstan, Volume V berbanding lurus dengan T. Pada Volume konstan, tekanan P berbanding lurus dengan T. Akibat nya jika P, V dan T berubah, maka PV berbanding lurus dengan T. Sehingga dapat ditulis :

Atau

D.

Pemanfaatan Pemuaian Prinsip pemuaian zat banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari – hari, antara lain sebagai berikut : 1.

Bimetal Bimetal merupakan dua keping logam yang angka muainya berbeda kemudian dijadikan satu. Bimetal jika dipanaskan akan melengkung kearah logam yang angka muainya kecil. Dan jika didinginkan akan melengkung ke arah logam yang angka muainya besar. Penggunaan bimetal antara lain untuk termostat , sakelar otomatis pada lampu sein dan termometer bimetal. a. Termostat. Termostat adalah alat untuk mengatur suhu agar besarnya tetap atau stabil. Penggunaan termostat misalnya pada setrika listrik, Oven dan lemari es Cara kerja termostat adalah pada saat arus listrik dialirkan pada elemen pemanas menyebabkan elemen menjadi panas dan plat besi menjadi panas akibatnya pada suhu tertentu bimetalnya melengkung, sehingga arus listrik terputus, setelah suhu turun, bimetal akan kembali akan ke keadaan semula. Sehingga kontak tersambung lagi dan seterusnya b. Sakelar Otomatis pada lampu sein Jika lampu sein (lampu isyarat belok pada kendaraan bermotor) dihidupkan, maka kontak menyambung dan lampu menyala. Saat itu, keping bimetal menjadi panas dan membengkok sehingga kontak terputus dan lampu mati. Dengan terputusnya arus listrik, bimetal kembali dingin dan lurus sehingga kontak tersambung lagi. Selama sakelar disambungkan lampu akan hidup dan mati secara periodik.

c. Termometer Bimetal Termometer Bimetal dibuat lingkaran dengan logam yang koefisien muai panjang di bagian luar. Ketika suhu naik, termomater bimetal akan melengkung sehingga jarum bergerak ke kanan. Sebaliknya, jika suhu turun, termometer bimetal kembali lurus dan jarum bergerak ke kiri 2.

Pengelingan Mengeling yaitu menyambung dua pelat dengan menggunakan paku keling. Cara pengelingannya dengan memanaskan paku, kemudian dimasukkan kedalam lubang pelat, selanjutnya paku keling dipukul hingg melebar dan menjepit pelat dengan sangat kuat. Pengelingan biasanya digunakan pada pembuatan badan kapal, penyambungan besi jembatan, pembuatan tangki badan pesawat.

3.

Pemasangan Bingkai Besi pada Roda Pedati atau Delman Zaman dahulu, roda pedati dibuat dari kayu yang dibingkai dengan besi dan karet. Untuk memasang bingkai besi diusahakan dalam keadaan panas karena dalam keadaan dingin bingkai tidak dapat masuk roda. Setelah dipanaskan, bingkai mengalami pemuaian sehingga besar lingkaran dalam bingkai membesar dan dapat masuk pada roda pedati. Saat dingin, bingkai besi akan mengerut dan menempel pada roda dengan kuat.

4.

Pemasangan kaca jendela Pemasangan kaca jendela dilakukan dengan tidak tepat tetapi agak longgar, pemasangan kaca dengan tepat pada bingkainya maka saat udara panas, kaca memuai akan menyebabkan kaca dapat pecah.Karena pemuaian kaca lebih besar dari pada pemuaian bingkai jendela. Dari prinsip pemuaian ini, pemasangan kaca jendela atau kaca pintu dibuat agak longgar untuk mengantisipasi pemuaian yang terjadi pada kaca.

5.

Pemasangan Rel Kereta Api dan Jembatan Jika kamu perhatikan rel kereta api, maka terlihat sambungannya tidak berimpit, tetapi ada rongga atau jarak antara rel yang satu dengan yang lain. Hal ini untuk mngatasii kemungkinan terjadinya pemuaian pada siang hari sehingga rel tersebut tidak melengkung. Pada jembatan juga akan mengalami pemuaian, jika terkena panas matahari. Sambungan antara jembatan satu dengan jembatan lain diberi celah atau rongga. Hal itu untuk mengatasi kemungkinan pemuaian pada besi jembatan.

EVALUASI I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat ! 1. 2.

3.

4.

Alat berikut ini digunakan untuk mengetahui pemuaian pada zat padat adalah .... a. barometer c. dilatometer b. termoskop d. Musschenbrock Koefisien muai panjang adalah .... a. angka yang menunjukkan berkurang panjangnya tiap 1 cm zat bila suhunya naik sebesar 1OC b. angka yang menunjukkan bertambah panjangnya tiap 1 cm suatu zat bila suhunya naik sebesar 1OC c. angka yang menunjukkan bertambah panjangnya tiap 1 cm suatu zat bila suhunya turun sebesar 1OC d. angka yang menunjukkan berkurang panjangnya tiap 1 cm zat bila suhunya tetap pada 1OC Kuningan panjang mula-mula 100 cm dengan koefisien muai panjang 0,000019/ OC dipanaskan dari suhu 10 OC sampai 110 OC akan bertambah panjang sebesar ... cm. a. 0,0038 c. 0,19 b. 0,0019 d. 0,38 Sebatang logam panjangnya 50,00 cm pada suhu 10 OC dan 50,05 cm pada suhu 110 OC. Maka koefisien muai panjang baja itu adalah ... / OC. a. 0,0005 c. 0,00005 b. 0,00005 d. 0,000005

5.

Sebatang plat besi berbentuk persegi panjang dengan panjang 20 cm dan lebar 10 cm pada suhu 10OC dan koefisien muai panjang logam itu 0,000012 / OC. Maka pada suhu 260 OC luas pelat akan bertambah luas sebesar ... m2. a. 0,0001248 c. 1,248 b. 0,001248 d. 2,248 6. Koefisien muai volume adalah angka yang menunjukkan .... a. bertambahnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 K b. bertambahnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 OC c. berkurangnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 OC d. berkurangnya volume setiap 2 cm3 suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 OC 7. Koefisien muai panjang kuningan 0,000019 /oC, maka koefisien muai volume kuningan tersebut adalah ... / oC. a. 0,000057 c. 0,0000095 b. 0,000038 d. 0,0000019 8. Perhatikan pemasangan kabel listrik pada transmisi jarak jauh dibuat agak kendur seperti pada gambar berikut Hal ini dilakukan agar .... a. memberi toleransi pemuaian ketika arus listrik mengalir b. kawat tidak memuai ketika mendapatkan panas matahari c. kawat tidak mudah putus karena memuai ketika suhu panas d. kawat tidak mudah putus karena menyusut ketika suhu dingin 9. Zat cair akan lebih cepat memuai daripada zat padat. Hal ini terjadi pada peristiwa .... a. ketika termometer dimasukkan ke dalam air mendidih skalanya bertambah b. panci yang berisi penuh air akan tumpah ketika air mendidih c. panci lebih cepat panas daripada air d. air lebih cepat panas daripada panci 10. Sebuah tangki berisi alkohol sebanyak 1000 cm3 pada suhu 0 OC dengan koefisien muai volume sebesar 0,00120 / OC. Jika dipanaskan sampai 80 OC pada tekanan tetap, maka volume gas menjadi ... cm3. a. 96 c. 1096 b. 904 d. 1120 11. Penerapan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari dapat berupa seperti berikut, kecuali .... a. pemasangan sambungan rel kereta api b. pemasangan kaca jendela c. pengelingan d. pengeringan pakaian 12. Berikut ini gambar bimetal terbuat dari logam A dan B.

Pernyataan yang tidak tepat dari gambar itu yaitu .... a. koefisien muai panjang logam A lebih kecil dari logam B b. koefisien muai panjang logam B lebih kecil dari logam A c. bimetal akan melengkung ke arah logam B bila didinginkan d. koefisien muai volume logam B lebih kecil dari logam A 13. Alat-alat di rumahmu yang menggunakan prinsip kerja termostat adalah .... a. setrika listrik dan TV b. pemanas nasi dan lampu pijar c. lemari es dan lampu pijar d. setrika listrik dan pemanas nasi 14. Sebatang besi yang panjangnya 10 m dipanaskan dari 25 °C menjadi 100 °C. Jika koefisien muai panjang besi 0,000012 /°C, maka pertambahan panjang batang besitersebut adalah .... a. 6 mm b. 9 mm c. 12 mm d. 18 mm 15. Perhatikan tabel berikut!

Jika panjang benda mula-mula sama dan benda-benda tersebut dipanaskan pada suhu yang sama secara bersamaan, maka logam yang pertambahan panjangnya terbesar adalah .... a. kuningan b. tembaga c. baja d. kaca

II. Jawablah dengan singkat, jelas dan benar! 1. Sebatang besi panjangnya 100 cm pada suhu 10oC, setelah dipanasi sampai 110 oC panjangnya menjadi 100,05 cm. Suatu logam jenis lain yang koefisien muai panjang-nya 3 kali koefisien muai panjang besi panjangnya awalnya 120 cm pada suhu 0 oC. Tentukan panjang logam tersebut jika dipanasi sampai 40 oC! ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 2. Sebuah jendela kaca pada malam hari luasnya menyusut 0,80 cm2. Koefisien muai panjang kaca 0,000006/ oC . Tentukan suhu pada malam itu jika luas kaca pada suhu 36 oC adalah 1000 cm2. ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 3. Sebuah gelas kaca bervolume 500 cm3 penuh berisi alkohol pada suhu 0o. Jika dipanasi sampai 50 oC, berapa volume alkohol yang tumpah? (Koefisien muai volume alkohol 0,00120 / oC dan koefisien muai volume gelas 0,000027 / oC) ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 4. Sampai suhu berapa suatu gas yang suhunya 0 oC volumenya 100 cm3 harus dipanas-kan agar volumenya menjadi 2 kali volume semula, sedangkan tekanannya tetap? ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 5. Jelaskan prinsip pemuaian yang terjadi pada termostat dan pemasangan bingkai besi pada roda! ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

KALOR Kompetensi Dasar 3.2 Mendeskripsikan peran kalor dalam mengubah wujud zat dan suhu suatu benda serta penerapanya dalam kehidupan sehari-hari

A. Pengertian Kalor Kalor adalah perpindahan energi antara suatu benda dengan lingkunganya ( atau dari suatu benda ke benda lain ) karena perbedaan suhu diantara keduanya. Satuan kalor dalam system SI adalah Joule, satuan lain yang sering digunakan adalah kalori. 1 Kalori ( Kal ) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1 oC. Tara Kalor Mekanik 1 kalori = 4,2 Joule 1 Joule = 0,24 kalori Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan 1 kg zat untuk menaikkan suhunya 1C. Alat untuk mengukur besarnya kalor jenis suatu benda disebut Kalorimeter Daftar kalor jenis beberapa zat

B. Kalor dapat Mengubah Suhu Benda Besarnya kalor untuk mengubah suhu sebanding dengan massa zat, penurunan/kenaikan suhu dan kalor jenis zat. Dirumuskan :

Q = m . c . ∆t Keterangan : Q = kalor, satuannya joule ( J ) m = massa, satuannya kg c = kalor jenis, satuannya J/kgC t = selisih suhu, satuannya C Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat sebesar 1C. Hubungan antara kapasitas panas (H), massa (m), dan kalor jenis (C).

H=m.c

Sehingga

Q= H . t

Satuan kapasitas panas : Joule / C atau Kkal/C atau kal/C Azas Black ( Hukum Kekekalan Energi Kalor ), menyatakan :

”Besarnya kalor yang dilepas suatu benda sama dengan besarnya kalor yang diserap benda lain”

C. Kalor Dapat Merubah Wujud Zat Skema perubahan wujud zat Perhatikan gambar berikut :

Cair

2 1

6 5

1. melebur 2. membeku 3. menyublim

4. menyublim 5. Menguap 6. mengembun

3

Padat

Gas 4

Perubahan wujud yang memerlukan kalor : melebur, menguap, menyublim (padat menjadi gas). Perubahan wujud yang melepas kalor : membeku, mengembun, menyublim (gas menjadi padat).

1.

Melebur memerlukan kalor Selama berlangsung perubahan wujud, tidak terjadi perubahan suhu (suhu tetap). Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah satu satuan massa zat padat menjadi cair pada titik leburnya disebut kalor lebur (L). Besarnya kalor lebur dapat dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan : Q = kalor yang diserap/dilepas (joule) m = massa zat (kg). L = kalor lebur (joule / kilogram) Jika zat cair didinginkan akan membeku, pada saat membeku zat melepaskan kalor. Banyaknya kalor yang dilepaskan oleh satu satuan massa zat cair menjadi padat disebut kalor beku. kalor lebur = kalor beku titik lebur = titik beku 2.

Menguap memerlukan kalor Zat cair yang mendidih jika dipanaskan terus-menerus akan berubah menjadi uap. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap seluruhnya pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Besarnya kalor uap dapat dirumuskan:

Keterangan Q = kalor yang diserap/dilepaskan (joule) m = massa zat (kg) U = kalor uap (joule/kg) Jika uap didinginkan akan berubah bentuk menjadi zat cair, yang disebut mengembun. Pada waktu mengembun zat melepaskan kalor, banyaknya kalor yang dilepaskan pada waktu mengembun sama dengan banyaknya kalor yang diperlukan waktu menguap dan suhu di mana zat mulai mengembun sama dengan suhu di mana zat mulai menguap. kalor uap = kalor embun titik didih = titik embun

Proses penguapan zat dapat dipercepat dengan cara .... 1. diberi kalor/dipanaskan 2. memperluas permukaan zat 3. meniupkan udara di permukaan zat. 4. memperkecil tekanan udara di atas permukaan zat.

Kegiatan 7.1 Kalor Dapat Mengubah Suhu Benda Tujuan

: Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kalor yang diserap/dilepas suatu Benda.

Pendahuluan Bila kita memanaskan air, apa yang terjadi pada air tersebut ? Bagaimana jumlah kalor yang kita butuhkan bila jumah air yang kita gunakan semakin banyak ? Setelah melakukan percobaan ini, kalian akan mengetahui hubungan antara jumlah zat yang dipanaskan dengan jumlah kalor yang digunakan.

Alat Dan Bahan     

Gelas kimia 500 ml Termometer 110 C Pengaduk Statif dan klem Kaki tiga

   

Kasa Lampu spirtus Stop watch/jam henti Air

Kegiatan 1 Isi gelas kimia dengan jumlah 50 ml, kemudian susunlah alat seperti gambar disamping. b. Catat suhu awal pada tabel 1 c. Nyalakan lampu spiritus, catat dengan teliti kenaikan suhu setiap menit, selama 4 menit sambil mengaduk. Isikan data ke dalam tabel 1 d. Bagaimana suhu air ketika dipanaskan ? .............................................................. e. Apakah jumlah kalor yang diterima bertambah ? ................................................. Mengapa ? ............................................................................................................................................ f. Bagaimana hubungan kenaikan suhu dengan jumlah kalor yang digunakan ? Tabel 1 No Waktu Suhu ( oC ) 1. Awal 2. 1 menit 3. 2 menit 4. 3 menit 5. 4 menit

Kegiatan 2 a. Ulangi percobaan 1 tetapi dengan jumlah air 100 ml dan datanya catat pada tabel 2 berikut: No 1. 2. 3. 4. 5.

Tabel 2 Waktu Suhu ( oC ) Awal 1 menit 2 menit 3 menit 4 menit

b. Samakah kenaikan suhunya setiap menit bila dibandingkan dengan percobaan 1 ? ........................................................ Mengapa demikian ? ........................................................... ............................................................................................... c. Bagaimana caranya agar kenaikan suhu setiap menit sama dengan percobaan 1 ? ....................................................... d. Menurut pendapatmu, bagaimana hubungan antara massa air dengan kalor yang digunakan ? ....................................

Kegiatan 3 a. Ulangi percobaan 1 tetapi dengan air 50 ml diganti dengan olie 50 ml dan datanya catat pada tabel 2 berikut: Tabel 3 b. Samakah kenaikan suhunya setiap menit bila No Waktu Suhu ( oC ) dibandingkan dengan percobaan 1) ? 1. Awal ........................................................ 2. 1 menit Mengapa demikian ? 3. 2 menit .......................................................... 4. 3 menit ............................................................................................. 5. 4 menit . c. Bagaimana caranya agar kenaikan suhu setiap menit sama d. Menurut pendapatmu, bagaimana hubungandengan antara percobaan jenis zat cair kalor yang digunakan ? 1)dengan ? ....................................................... Kesimpulan : .............................................................................................. Banyak kalor yang digunakan zat untuk menaikkan suhu sebanding dengan : ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................

Kegiatan 7.2 Kalor Dapat Mengubah Wujud Zat Tujuan

: Mengamati perubahan wujud zat karena pengaruh kalor

Pendahuluan Apabila es dibiarkan di udara terbuka, es tersebut akan mencair. Apakah suhu es selalu 0 oC ? Apakah saat es mencair terjadi perubahan suhu ? Bagaimana suhu air pada saat mendidih ? Untuk mengetahui lebih jelas marilah kita lakukan percobaan berikut !

Alat Dan Bahan        

Gelas kimia 300 ml Pengaduk Statif dan klem Kaki tiga + kasa Termometer 10 – 110 oC Pembakar spiritus Stop watch / jam henti Es

Prosedur

es

No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Tabel 1 Waktu Awal 1 menit 2 menit 3 menit 4 menit 5 menit 6 menit 7 menit

a. Masukkan es ke dalam gelas kimia, kira-kira seperempat bagian ( es dipotong kecil-kecil ) b. Susunlah alat-alat seperti gambar di samping c. Catatlah penunjukan termometer bila sudah tidak bergerak turun lagi suhu ini suhu awal dan masukkan dalam tabel. d. Biarkan es mencair seluruhnya. Catat suhu es yang sedang mencair setiap satu menit. e. Bila es telah mencair semua, nyalakan lampu spiritus. Catat kenaikan suhunya setiap satu menit sampai air mendidih.

Suhu (oC)

f. Berapa suhu awalnya ? ................................................... g. Mengapa es mencair ? .................................................... .......................................................................................... h. Selama es dalam proses mencair, apakah ada perubahan suhu ? ........................................................... i. j.

Pada suhu berapakah es mencair ? ................................. Setelah dipanaskan, pada suhu berapakah air tidak menunjukkan kenaikan suhu lagi ? ................................. k. Bagaimana keadaan air tersebut ? .................................. .......................................................................................... l. Berdasarkan data dalam tabel, buatlah grafik dengan sumbu mendatar adalah waktu t (menit) dan sumbu tegak adalah suhu t ( oC ) m. Pada suhu berapa es suhunya tetap ? n. o. Pada suhu berapa air suhunya tetap ?

Informasi : Mencair/melebur adalah perubahan wujud dari padat ke cair Menguap adalah perubahan wujud dari cair ke gas

Kesimpulan : Buatlah kesimpulan dari percobaan di atas . ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... Diskusi : Mengapa suhu es pada suhu tertentu tetap ? ........................................................................................ ................................................................................................................................................................. Mengapa suhu air pada suhu tertentu tetap ? ....................................................................................... ................................................................................................................................................................. Apa yang dimaksud dengan kalor laten ? .............................................................................................. ................................................................................................................................................................. Selama tidak terjadi perubahan wujud, kalor yang diserap digunakan untuk apa ? .............................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................

Latihan 1. Suatu cairan yang bermassa 5 kg didinginkan dari 70°C ke 40°C. Jika jumlah kalor yang dilepaskan adalah 180.000 J, berapakah kalor jenis cairan tersebut? .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... 2. Berapa kalor yang diperlukan untuk memanaskan 2 kg air yang suhunya 30°C menjadi 100°C, jika kalor jenis air 4.200 J /kg°C. .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... 3. Air dengan massa 1,50 kg pada suhu 30°C dipanaskan sampai dengan suhu 100°C. Berapakah kalor yang diperlukan jika kalor jenis air 4.200 J/kgoC ? .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... 4. Berapa kalor yang diperlukan untuk melebur 1,50 kg es 0°C menjadi 1,50 kg air 0°C, jika kalor lebur es 336.000 J/kg ? .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... 5. Berapa kalor yang diperlukan untuk mengubah 2,0 kg es suhu -5°C menjadi uap air seluruhnya pada suhu 100°C, jika kalor jenis es 2.100 J/kg°C, kalor jenis air 4.200 J/kg °C, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor uap 2.260.000 J/kg ? .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................

D.

Perpindahan Kalor Kamu telah mengetahui bahwa kalor merupakan salah satu bentuk energi dan dapat berpindah apabila terdapat perbedaan suhu. Secara alami kalor berpindah dari zat yang suhunya tinggi ke zat yang suhunya rendah. Bagaimana kalor dapat berpindah? Apabila ditinjau dari cara perpindahannya, ada tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu: 1. konduksi (hantaran), 2. konveksi (aliran), dan 3. radiasi (pancaran).

1.

Perpindahan kalor secara Konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi adalahperpindahan kalor pada suatu zat tanpa disertai dengan perpindahan molekul-molekul zat tersebut. Berdasarkan daya hantar kalor, benda dibedakan menjadi dua, yaitu: a) Konduktor Konduktor adalah zat yang memiliki daya hantar kalor baik. Contoh : besi, baja, tembaga, aluminium, dll b) Isolator Isolator adalah zat yang memiliki daya hantar kalor kurang baik. Contoh : kayu, plastik, kertas, kaca, air, dll Dalam kehidupan sehari-hari, dapat kamu jumpai peralatan rumah tangga yang prinsip kerjanya memanfaatkan konsep perpindahan kalor secara konduksi, antara lain : setrika listrik, solder. Mengapa alat-alat rumah tangga seperti setrika, solder, panci, wajan terdapat pegangan dari bahan isolator? Hal ini bertujuan untuk menghambat konduksi panas supaya tidak sampai ke tangan kita.

Kegiatan 7.3 Konduksi Tujuan : Mengamati perpindahan kalor secara konduksi Pendahuluan Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak menggunakan kalor yang berasal dari sumbernya. Untuk menggunakan kalor kita harus dapat memindahkannya dari sumber ke benda yang memerlukan, misalnya api ke sayur yang sedang dimasak. Ada tiga cara perpindahan kalor yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Marilah kita selidiki konduksi kalor melalui percobaan berikut ini.

Alat Dan Bahan    

Batang besi Batang aluminium Batang tembaga Batang internit

 Lilin  Logam bukan besi  Sepotong kayu  Tabung reaksi

 Pembakar spiritus  Statif dan klem  Termometer  Sumbat karet

Kegiatan

a. b. c. d.

Susunlah alat-alat seperti gambar di atas. Panaskan sepotong logam dengan membakar pada salah satu ujungnya. Sentuhlah pada bagian-bagian yang diberi tanda A, B , C berturut-turut. Apa yang kamu rasakan ? ...................................................................................................................................... Menurut pendapatmu dari manakah kalor berpindah ? ..........................................................

e.

Besi kita gambarkan terdiri dari susunan atom-atom yang rapat dan teratur. Bila ujung A dipanaskan lama kelamaan ujung B menjadi panas. Jelaskan apa yang terjadi pada atomatom besi dalam percobaan tersebut ? ...................................................................................... ...................................................................................................................................................... Apakah perpindahan kalor ini disertai perpindahan zat-zat pada besi ? ....................................

f.

Informasi: Perpindahan kalor semacam ini di sebut perpindahan kalor secara konduksi .

Kesimpulan .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................

2.

Perpindahan kalor secara Konveksi

Perpindahan kalor dengan disertai perpindahan molekulnya dinamakan konveksi. Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis zat. Kamu dapat memahami peristiwa konveksi, antara lain: a. Pada zat cair karena perbedaan massa jenis zat, misal system pemanasan air, sistem aliran air panas. b. Pada zat gas karena perbedaan tekanan udara, misal terjadinya angin darat dan angin laut sistem ventilasi udara, untuk mendapatkan udara yang lebih dingin dalam ruangan dipasang AC atau kipas angin, dan cerobong asap pabrik.

Kegiatan 7.4 Konveksi Pada Zat Cair Tujuan : Mengamati perpindahan kalor secara konveksi Pendahuluan Konveksi adalah perpindahan kalor yang biasa terjadi pada zat cair dan gas. Apakah perbedaan antara konveksi dan konduksi ? Bagaimana terjadinya konveksi ? marilah kita selidiki melalui kegiatan berikut:

Alat dan Bahan     

Gelas kimia Statif dan klem Kasa Kontak asap Serbuk gergaji

    

Lampu/spiritus Kaki tiga Lilin Alat konveksi dalam zat cair Air

   

Pinset/penjepit Pipa kaca berlubang Kalium permanganat ( KMnO4 ) Obat nyamuk

Kegiatan 1 a. Isikan gelas kimia dengan air. b. Tempatkan gelas tersebut di atas kaki tiga c. Masukkan zat warna kalium permanganat ke dalam gelas melalui pipa kaca. Tutup ujung pada kaca rapat-rapat dengan ibu jari, angkatlah pipa kaca, sehingga air dalam gelas kimia tetap bening. d. Dengan nyala api kecil, panaskan bagian gelas tepat di bawah butir zat pewarna. e. Apa yang terjadi pada air yang berwarna ? ............................... ..................................................................................................... f. Bagaimana arah gerak air berwarna selanjutnya ? ...................................................................... g. Mengapa hal itu terjadi ? ..............................................................................................................

Informasi : Gerakan air berwarna yang panas dari bawah menunjukkan peristiwa konveksi.

Kesimpulan : Buatlah kesimpulan dari kegiatan di atas !

............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................

Kegiatan 2 a. Susunlah alat seperti gambar di samping ! b. Isikan tabung reaksi yang cukup besar dengan dengan air ¾ bagian. Kemudian masukkan sepotong es yang sudah diberi pemberat, sehingga tenggelam. Panaskan air pada bagian ujung tabung ( lihat gambar di samping ) c. Apakah yang terjadi beberapa saat ? .......................................... d. Bagaimanakah es yang ada di dasar tabung ? .............................. Mengapa demikian ? ...................................................................

Kesimpulan : Coba simpulkan tentang air sebagai penghantar kalor ! ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................

Kegiatan 3 a.

Isi alat konveksi zat cair dengan air secukupnya dan masukkan serbuk gergaji secukupnya. b. Panaskan alat tersebut pada salah satu sudut bawah dengan lampu spiritus c. Setelah beberapa saat, amati apakah yang terjadi ? ....................................... d. Bagaimanakah gerakan serbuk gergaji itu selanjutnya ? ................................. e. Mengapa hal ini dapat terjadi ? .......................................................................

Kesimpulan : Coba simpulkan tentang perpindahan kalor pada zat cair ! ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................

Kegiatan 7.5 Konveksi Pada Udara Tujuan : Mengamati perpindahan kalor secara konduksi Kegiatan 1

a. b. c. d.

Nyalakan lampu lilin dan letakkan di bawah salah satu cerobong pada alat konveksi gas ( perhatikan gambar di atas ) Bakarlah obat nyamuk sehingga berasap dan letakkan di atas cerobong yang lain. Apa yang terjadi ? ................................................................................................................................... Bagaimana aliran asap selanjutnya ? ..................................................................................... Mengapa demikian ? ..............................................................................................................

Kesimpulan Coba simpulkan tentang perpindahan kalor pada zat gas ! ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ Berikan contoh dalam kehidupan sehari-hari tentang peristiwa konveksi . ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................

Kegiatan 2 a. Susunlah alat seperti gambar di samping. Tutuplah sebuah tabung reaksi kosong dengan sumbat karet berlubang dua yang dilengkapi dengan termometer. b. Panasi tabung bagian atas ( perhatikan gambar ) c. Amati termometer, cepatkah naiknya suhu ? ................ Mengapa demikian ? ........................................................ Kesimpulan Coba simpulkan tentang udara sebagai penghantar kalor ................................................................................................

3. Perpindahan kalor secara Radiasi Radiasi adalah perpindahan kalor secara langsung atau tanpa zat perantara. Alat yang digunakan untuk mengetahui adanya radiasi kalor atau energi pancaran kalor disebut termoskop. Sifat radiasi berbagai permukaan dapat diselidiki dengan menggunakan alat termoskop diferensial. Permukaan benda hitam, kusam, dan kasar merupakan pemancar dan penyerap kalor yang baik. Permukaan benda putih, mengkilap dan halus merupakan pemancar dan penyerap kalor yang buruk.

Kegiatan 7.6

Radiasi Tujuan : Mengamati perpindahan kalor secara radiasi. Pendahuluan Perpindahan kalor yang ketiga adalah radiasi atau pancaran. Apakah radiasi memerlukan zat perantara ? Samakah jumlah kalor yang dipancarkan oleh suatu zat yang permukaannya berwarna hitam dan putih ? Dengan termoskop deferensial dan kubus leslie, kita akan mencoba mencari jawaban dari pertanyaan-pertanyaan di atas.

Alat Dan Bahan  Termoskop deferensial  Kubus leslie  Air panas

Kegiatan a. b.

c.

d. e. f.

Sediakan termoskop deferensial seperti gambar di samping. Samakah tinggi permukaan zat cair yang terdapat di dalam kedua kaki termoskop deferensial tersebut ? ............................................................................................... Tempatkan kubus leslie yang berisi air panas dekat termoskop. Hadapkan bidang kubus yang berwarna hitam kepada salah satu bola, dan bidang kubus putih ke bola yang lainnya. Amati permukaan air dalam termoskop. Apa yang terjadi ? ....................................................................................................

Mengapa demikian ? ............................................................................................................... ................................................................................................................................................... Dari manakah kedua bola itu menerima kalor ? .......................................................................

g.

................................................................................................................................................... Samakah kalor yang diterima oleh kedua bola termoskop tersebut ? ..................................... Mengapa demikian ? ...............................................................................................................

Informasi : Kalor yang berasal dari air yang terdapat di dalam kubus lelslie memancar ke bola-bola termoskop deferensial, peristiwa ini di sebut radiasi.

Kesimpulan : Buatlah kesimpulan berdasarkan kegiatan di atas ! ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................

Penguatan 1.

2. 3.

4. 5.

Antara warna hitam dan warna putih manakah yang baik sebagai penyerap kalor ? .............. Mengapa demikian .................................................................................................................... ................................................................................................................................................... Bila kita berada di bawah sinar matahari, tubuh kita terasa bagaimana ? ................................ Baju berwarna apa yang baik agar tubuh kita tidak terlalu panas jika berada di tempat yang panas ? ................................................ Mengapa demikian ? ................................................... .................................................................................................................................................... Antara matahari dan bumi terdapat ruang hampa. Berarti perpindahan kalor dari matahari ke bumi secara apa ? ...................................................................................................................... Berikan contoh sehari-hari tentang radiasi. ................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

EVALUASI I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat! 1.

Apabila suatu benda diberi kalor, maka benda itu akan .... a. menyusut volumenya b. pasti berubah wujud c. pasti bertambah suhunya d. bisa berubah wujud atau bertambah suhunya 2. Salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena ada perbedaan suhu disebut... a. kalorimeter c. kalori b. kalor d. penguapan 3. Satu kalori ialah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan .... a. 1 gram air b. 1 gram air sehingga suhunya naik 1 OC dengan tekanan udara luar 76 cmHg c. 1 kg air sehingga suhunya naik 1 OC dengan tekanan udara luar 76 cmHg d. 1 g air sehingga suhunya naik 14, 5 OC-15,5 OCdengan tekanan udara luar 76 cmHg 4. Benda yang diberi kalor akan mengalami .... a. pasti perubahan suhu dan wujud zat b. perubahan suhu saja c. perubahan wujud saja d. bisa perubahan wujud atau perubahan suhu 5. Pernyataan berikut yang tepat adalah .... a. kalor yang diperlukan air dan minyak goreng sama banyaknya untuk kenaikan suhu yang berbeda b. kalor yang diperlukan air lebih banyak dibandingkan dengan minyak goreng pada kenaikan suhu yang sama c. kalor yang diperlukan air lebih banyak dibandingkan dengan minyak goreng pada kenaikan suhu yang berbeda d. kalor yang diperlukan minyak goreng lebih banyak daripada air pada kenaikan suhu yang sama 6. Air bermassa 100 gram suhu mula-mula 30 OC dipanasi hingga suhunya 100 OC. Jika kalor jenis air 1 kal/g OC maka besarnya kalor yang diperlukan adalah ... kal. a. 3000 c. 10000 b. 7000 d. 13000 o 7. Alkohol sebanyak 1 kg bersuhu 10 C diberi kalor sebesar 24 kJ. Jika kalor jenis alkohol sebesar 2400 J/kg OC. Maka suhu akhir alkohol adalah ... OC a. 10 c. 30 b. 20 d. 40 8. Pinsip kerja lemari es yaitu .... a. pengambilan kalor dari benda secara terus menerus dengan bantuan freon b. pengambilan kalor dari benda sampai freon habis c. penambahan kalor benda secara terus menerus dengan bantuan freon d. penambahan kalor ke benda melalui freon dari suhu 0 OC-40 OC air membeku menjadi es 9. Sepotong es akan dipanaskan sampai menimbulkan uap untuk membuktikan .... a. adanya kalor pada benda c. kalor dapat pindah ke benda b. kalor dapat mengubah wujud zat d. adanya perpindahan kalor pada setiap zat 10. Air dimasukkan ke lemari es untuk diambil kalornya hingga terbentuk es yang padat disebut .... a. mengembun c. menyublim b. menguap d. membeku 11. Air diberi kalor sehingga air itu menampakkan gelembung-gelembung air. Peristiwa itu disebut .... a. memanas c. menguap b. mendidih d. mencair 12. Titik didih suatu zat akan sama dengan .... a. titik uap zat lain c. titik embun zat lain b. titik uap zat itu sendiri d. titik embun zat itu sendiri 13. Banyaknya kalor yang diperlukan selama mendidih bergantung pada .... a. berat zat dan kalor uap c. massa zat dan kalor uap b. berat jenis zat dan kalor embun d. massa jenis zat dan kalor embun 14. Sepotong es dimasukkan ke dalam bejana, kemudian dipanaskan. Es berubah menjadi air. Apabila terus-menerus dipanaskan, air mendidih, dan menguap. Kesimpulan yang benar adalah .... a. melebur menguap memerlukan kalor b. menguap dan mengembun memerlukan kalor c. membeku dan melebur memerlukan kalor

d. melebur dan mengembun melepaskan kalor 15. Air 5 kg dipanaskan dari 0 oC menjadi 100 oC sehingga mendidih dan menguap. Apabila kalor uap air 2,3 × 106 J/kg, maka kalor yang dibutuhkan untuk menguap adalah .... a. 1,15 × 109 joule c. 1,15 × 107 joule b. 1,15 × 108 joule d. 1,15 × 106 joule 16. Ada beberapa cara mempercepat penguapan seperti berikut, kecuali .... a. pemanasan atau menaikkan suhu b. memperluas permukaan atau bidang penguapan c. meniupkan udara di atas permukaan d. menambah tekanan di atas permukaan 17. Kalor dapat berpindah dengan cara .... a. konduksi, induksi, dan radiasi c. konduksi, induksi, dan konveksi b. konduksi, konveksi, dan radiasi d. konveksi, induksi, dan radiasi 18. Peristiwa berikut ini yang menunjukkan adanya perpindahan kalor secara konduksi adalah .... a. terjadinya angin darat dan angin laut b. sampainya energi panas dari Matahari ke bumi c. mencairnya es di daerah kutub d. memanaskan setrika listrik 19. Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu bergantung pada hal-hal berikut ini,kecuali .... a. tekanan pada zat b. kenaikan suhu zat c. massa zat d. jenis zat 20. Berikut ini yang termasuk proses perubahan wujud zat yang melepaskan kalor adalah pada saat zat a. membeku dan menguap c. menguap dan melebur b. membeku dan mengembun d. melebur dan mengembun

II. Jawablah dengan singkat dan jelas! 1.

2. 3.

4. 5.

Tentukan besarnya kalor yang diperlukan untuk mengubah 100 g es bersuhu -10 °C menjadi uap pada suhu 100°C. (kalor jenis es 0,5 kal/g °C, kalor lebur es 80 kal/g, kalor jenis air 1 kal/g °C, dan kalor uap air 542 kal/g). Apakah yang dimaksud dengan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Berikan masing-masing dua contoh! Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 50 kg es bersuhu -5°C menjadi uap seluruhnya bersuhu 120 °C jika kalor jenis es 0,55 kal/g °C, kalor jenis air 1 kal/g °C, kalor lebur es 80 kal/g dan kalor uap air 540 kal/g? Berapa kalor yang diperlukan untuk mengubah 100 gram es bersuhu -2 °C menjadi uap bersuhu 150 °C?. Jika kalor jenis es = 2.100 J/kg oC, kalor lebur es = 340.000 J/kg, kalor jenis air 4.200 J/kg oC Gambar berikut menunjukkan grafik antara suhu dan waktu dari sebongkah es yang dipanaskan, Jika kalor jenis es = 2.100 J/kg oC, kalor lebur es = 340.000 J/kg, kalor jenis air 4.200 J/kg 0C dan massanya 300 gram, berapakah jumlah kalor yang diperlukan untuk meleburkan es menjadi air pada titik leburnya ( proses A – D ) ?

GERAK

Kompetensi Dasar 5.1 Menganalisis data percobaan gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan serta penerapanya dalam kehidupan sehari-hari

A. Pengertian Gerak Gerak adalah perubahan kedudukan terhadap acuan tertentu . Menurut konsep fisika :  Benda dikatakan bergerak bila kedudukannya berubah terhadap benda lain  Benda dikatakan diam bila kedudukannya tidak mengalami perubahan (kedudukannya tetap terhadap benda lain)  Gerak mempunyai pengertian relatif ditinjau terhadap benda lain yang dipakai sebagai acuan. Contoh : Seseorang duduk dikursi Bus yang bergerak menjauhi terminal, maka :  Bus bergerak terhadap terminal  Seseorang duduk dikursi bus, bergerak terhadap terminal  Seseorang duduk dikursi Bus, diam terhadap Bus.

B. Macam-Macam Gerak 1) Gerak menurut keadaannya a. Gerak sebenarnya Contoh : - Bus bergerak terhadap terminal - Kereta api bergerak terhadap stasiun b. Gerak Semu Contoh : - Pohon-pohon ditepi jalan tampak bergerak berlawanan arah dengan mobil yang sedang kita naiki 2) Gerak menurut lintasannya a. Gerak lurus yaitu gerak yang menghasilkan lintasan garis lurus Contoh : - Gerak benda yang jatuh lurus dari suatu ketinggian - Gerak troli meluncur pada papan luncur b. Gerak melingkar yaitu gerak yang lintasannya berupa lingkaran atau bagian dari Contoh : - Gerak bulan mengelilingi bumi - Mobil bergerak melalui tikungan c. Gerak parabola yaitu gerak yang lintasannya berupa parabola Contoh : - Gerak bola yang dilempar keatas

lingkaran.

C. Kelajuan Dan Kecepatan A B …………………..…………………………..……………………………………………………….. Suatu benda bergerak dari titik A ketitik B, maka dikatakan benda mengalami perubahan kedudukan dari titik A ketitik B. Berarti pula benda mengalami perpindahan dari titik A ketitik B yang secara fisika tidak sama dengan perpindahan dari titik B ketitik A. Perpindahan dari titik A ketitik B berarti berubah kedudukan menuju ketitik B Perpindahan dari titik B ketitik A berarti berubah kedudukan menuju ketitik A Panjang kedudukan benda antara titik A dan titik B disebut jarak A ke B, yang besarnya sama dengan panjang kedudukan benda antara titik B dan titik A. Kelajuan

=

Jarak Waktu

Kelajuan merupakan besaran yang tidak dipengaruhi arah Kecepatan =

Pepindahan Waktu

Kecepatan merupakan besaran yang dipengaruhi arah

Kedua besaran mempunyai satuan SI yang sama yaitu m/s. Kelajuan dan kecepatan dilambangkan dengan (v ), jarak tempuh dan perpindahan dilambangkan (s), sedangkan waktu tempuh ( t ), maka :

v = kelajuan atau kecepatan ( m/s ) s = jarak atau perpindahan ( m ) t = waktu tempuh ( s ) Keterangan : Kelajuan merupakan nilai dari kecepatan atau besarnya kecepatan. Contoh : Nilai yang terukur pada spedometer D. Gerak Lurus (1) Gerak Lurus Beraturan (GLB) Benda dikatakan bergerak lurus beraturan, jika : - lintasan geraknya berupa garis lurus - kecepatannya tetap ( kecepatan tetap berarti pada selang waktu yang sama, jarak tempuhnya sama ) Contoh : mobil yang bergerak dengan laju tetap dijalan tol lurus (2) Gerak Lurus Tidak Beraturan (GLTB) Benda dikatakan bergerak lurus tidak beraturan, jika : - lintasan geraknya berupa garis lurus - kecepatannya berubah secara tidak teratur - dalam persoalan fisika biasanya kecepatan geraknya merupakan kecepatan rata-rata. Berlaku rumus :

(3) Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Benda dikatakan bergerak lurus berubah beraturan, jika : - lintasan geraknya berupa garis lurus - kecepatannya berubah secara teratur (kecepatan berubah berarti timbul percepatan atau perlambatan) Percepatan yaitu perubahan kecepatan tiap satuan waktu Rumus Percepatan atau Perlambatan

a Δv t vt

= = = =

percepatan atau perlambatan ( m/s² ) perubahan kecepatan ( m/s ) waktu tempuh ( s ) kecepatan pada saat t (kecepatan akhir) dengan satuan ( m/s ) vo = kecepatan mula-mula ( m/s ) Dari persamaan diatas, dapat diperoleh rumus sbb :

vt = vo + a.t St = vo.t + ½.a.t2 vt2 = vo2 + 2.a. St

( St = jarak yang ditempuh ( m ) )

Pada GLBB ada dua kemungkinan yang terjadi yaitu :  

Jika kecepatan benda bertambah secara teratur disebut gerak lurus dipercepat beraturan Contoh : Orang naik sepeda dijalan menurun tanpa dikayuh Jika kecepatan benda berkurang secara teratur disebut gerak lurus diperlambat beraturan Contoh : Sebuah kelereng dilempar keatas pada bidang miring

Kegiatan 9.1 Gerak Lurus Tujuan

: Membuat grafik hubungan v-t pada gerak GLB dan GLBB

Pendahuluan Benda yang bergerak pasti mempunyai lintasan dan kecepatan . Gerak yang mempunyai lintasan lurus disebut gerak lurus. Gerak Lurus yang mempunyai kecepatan tetap disebut gerak lurus beraturan (GLB) . Dalam keadaan normal tidak ada satupun benda yang melakukan gerak lurus beraturan.

Alat Bahan -

Mobil mainan yang memakai baterei Papan Luncur Ticker timer Pita pewaktu ketik Catu daya Trolly

Kegiatan 1 Gerak Lurus Beraturan (GLB)

a. b. c. d. e.

Susunlah alat-alat seperti gambar di atas ! Ambillah pita pewaktu ketik kira-kira 1 m. Hidupkan Catu Daya dan mobil mainan tersebut, biarkan mobil berjalan sampai pita pewaktu habis. Ambillah pita pewaktu dan potonglah pita tersebut setiap lima titik ! Bagaimana panjangnya potongan-potongan pita tersebut ? ...........................................................

Informasi : Waktu tiap 5 titik atau ketukan selalu sama. f.

Tempelkan potongan-potongan pita tersebut secara berjajar searah sumbu x dan berdiri searah sumbu y . .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................

g.

Hubungkan antara titik-titik bagian atas sendiri pada pita ketik tersebut ! Berbentuk apakah garis tersebut ? .......................................................................................................................................

Kesimpulan Jika tingginya potongan pita menyatakan besarnya kecepatan ( V ) dan lebar pita menyatakan waktu ( t ) maka, tulislah kesimpulan dari kegiatan diatas ? ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................

Kegiatan 2 Gerak Lurus Berubah Beraturan a. Susunlah alat-alat seperti di bawah ini !

b. c. d. e.

Hidupkan Catu Daya kemudian lepaskan trolly hingga meluncur. Ambillah pita pewaktu ketik dan potong-potonglah setiap 5 titik. Bagaimanakah panjang potongan-potongan pita ketik tersebut ? ......................................................... Tempelkan potongan-potongan pita tersebut ke dalam sumbu grafik secara berdiri dan berjajar. ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

f. Hubungkan titik-titik pada bagian atas sendiri pada pita tersebut ! Berbentuk garis apakah hubungan antara titik tersebut ? .............................................................................................................................

Kesimpulan Tulislah kesimpulan dari kegiatan diatas . ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................

Informasi Grafik 1 f ) merupakan grafik hubungan antara kecepatan dengan waktu pada GLB Grafik 2 e) merupakan grafik hubungan antara kecepatan dengan waktu pada GLBB

EVALUASI I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat! 1.

Jika suatu benda bergerak maka …. a. kedudukan benda dan titik acuan tidak berubah b. kedudukan benda dan titik acuan tetap c. kedudukan benda tetap terhadap titik acuan d. kedudukan benda berubah terhadap titik acuan 2. Ketika kita naik kereta api yang sedang berjalan maka pohon-pohon seolah–olah bergerak. Gerakan pohon tersebut disebut .… a. gerak relatif c. gerak lurus b. gerak semu d. gerak ganda 3. Benda bergerak dengan lintasan lurus dan kecepatannya tetap disebut .... a. gerak lurus beraturan c. gerak lurus tidak beraturan b. gerak dipercepat beraturan d. gerak diperlambat beraturan 4. Resti berjalan 6 meter ke barat, kemudian 8 meter ke selatan. Besarnya perpindahan Resti adalah ... a. 2 m c. 10 m b. 14 m d. 14 m 5. Besaran yang menyatakan besarnya jarak perpindahan tiap satuan waktu adalah …. a. kecepatan c. jarak b. percepatan d. gerak 6. Satuan kecepatan dalam SI adalah …. a. ms c. km/jam b. detik d. m/s 7. Benda yang bergerak lurus beraturan mempunyai .… a. percepatan c. kecepatan tetap b. kecepatan berbeda d. waktu tetap 8. Alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan suatu benda adalah …. a. voltmeter c. speedoracer b. hydrometer d. speedometer 9. Eko mengendarai sepeda motor menempuh jarak 108 km dalam waktu 2 jam, maka kecepatannya adalah … m/s. a. 110 c. 54 b. 60 d. 15 10. Budi pergi ke sekolah naik sepeda. Jarak dari rumah ke sekolah 1,8 km dan kecepatan sepedanya konstan sebesar 3 m/s. Jika masuk sekolah jam 07.00, paling lambat Budi harus berangkat ke sekolah pukul …. a. 06.54 c. 06.30 b. 06.45 d. 06.50 11. Grafik hubungan antara jarak terhadap waktu pada gerak lurus beraturan adalah .…

12. Perhatikan mobil mainan pad bidang miring dan bidang datar kasar seperti pada gambar berikut!

Dengan mengamati gerakan mobil tersebut, jenis gerakan mobil pada.... Gambar I Gambar II A. GLBB diperlambat Gerak Lurus Beraturan B. GLBB dipercepat Gerak Lurus Beraturan C. GLBB diperlambat GLBB dipercepat D. GLBB dipercepat GLBB diperlambat 13. Sebuah benda mula-mula diam kemudian dipercepat 3 m/s2. Setelah 5 detik kecepatanya menjadi … m/s. a. 0, 6 b. 1,67 c. 2 d. 15

14. Perhatikan gambar berikut !

Gerakan kelapa jatuh ( gambar I ) dan gerak bola yang dilempar vertikal ke atas oleh seorang siswa ( gambar II )memiliki jenis gerak ….

a. b. c. d.

gambar I GLBB dipercepat Gerak lurus beraturan GLBB diperlambat GLBB diperlambat

gambar II GLBB diperlambat GLBB dipercepat GLBB dipercepat Gerak lurus beraturan

15. Sebuah kelereng bergerak dari keadaan diam. Setelah 8 sekon kecepatannya menjadi 9,6 m/s. Percepatan kelereng sebesar … m/s2. a. 76 b. 7,7 c. 12 d. 1,2 16. Sebuah mobil berjalan 20 m/s direm hingga berhenti dalam waktu 4 detik. Jarak yang ditempuh selama pengereman adalah … meter. a. 5 b. 20 c. 40 d. 80 17. Grafik hubungan antara kecepatan v dan waktu t pada gerak lurus diperlambat beraturan adalah

18. Hubungan jarak dan waktu dari suatu benda bergerak lurus adalah sebagai berikut.Kecepatan ratarata gerak benda tersebut adalah ....

Kecepatan rata-rata gerak benda tersebut adalah .... a. 4 m/s b. 5 m/s c. 7 m/s d. 7,5 m 19. Arni berangkat ke sekolah naik sepeda dengan kecepatan 5 m/s. Jarak rumah Arni dengan sekolah 12 km. Sekolah dimulai pukul 07.00. Agar tiba di sekolah 15 menit sebelum dimulai, Arni harus berangkat dari rumah pukul .... a. 06.20 c. 06.10 b. 06.05 d. 06.00 20. Berikut ini adalah contoh gerak benda. (1) bola jatuh bebas (2) bola menggelinding di atas pasir (3) bola menuruni bidang miring (4) bola dilempar vertikal ke atas Gerak di atas yang termasuk gerak lurus berubah beraturan dipercepat adalah .... a.(1) dan (2) c.(1) dan (3) b.(2) dan (3) d.(2) dan (4

II. Jawablah dengan singkat dan jelas! 1.

Apa yang dimaksud dengan: a. gerak d. kecepatan b. gerak relatif e. kelajuan c. gerak semu f. percepatan

g. perlajuan h. Gerak Lurus Beraturan i. Gerak Lurus Berubah Beraturan

2.

3.

4. 5. 6. 7. 8.

9.

Berikut ini rekaman pita ketukan dari GLB.

Jika jarak 5 ketukan adalah 2 cm, hitung kecepatan benda, nyatakan dalam satuan SI! Dua buah mobil A dan B mula-mula terpisah sejauh 100 m, bergerak dengan kecepatan konstan masing-masing 4 m/s dan 6 m/s. Hitung kapan dan di mana mobil A berpapasan dengan mobil B, jika: a. mobil A dan B bergerak searah b. mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan c. mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan akan tetapi mobil A berangkat 4 sekon lebih dahulu Sebuah bus menambah kecepatan dari 20 m/s menjadi 40 m/s dalam waktu 4 sekon. Berapa percepatan yang dialami bus selama selang waktu itu? Bus Trans Jakarta melaju dengan kecepatan konstan 108 km/jam selama 2 jam. Tentukan jarak yang ditempuhnya! Pesawat tempur F-16 melintas di udara dengan kecepatan tetap 216 km/jam. Berapakah waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak 500 km ? Dua buah mobil A dan B mula-mula terpisah sejauh 500 m, bergerak dengan kecepatan konstan masing-masing 20 m/s dan 30 m/s. Hitung kapan dan di mana mobil A berpapasan! Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam direm sehingga kecepatannya berkurang secara teratur menjadi 18 km/jam dalam waktu 5 detik. Berapa jarak yang ditempuh selama detik 5 detik tersebut ? Perhatikan grafik di bawah! Tentukan besar percepatan dan jarak yang ditempuh!

10. Sebuah motor melaju pada jalan lurus dengan kecepatan 50 km/jam. Tiba-tiba pengendara melihat ada orang yang menyeberang jalan sehingga dia mengerem. Setelah 5 sekon sejak pengereman dilakukan, kecepatan motor menjadi 14 km/jam. Hitunglah percepatan motor tersebut !