Modul Fisika - Suhu dan Kalor 10 DESKRIPSI Dalam modul ini akan dibahas materi suhu dan kalor yang terdiri dari pengertian suhu, pengertian kesetimbangan termal, cara penentuan kuantitatif skala suhu, cara kalibrasi thermometer, hubungan konversi skala suhu dan hal- hal yang berkaitan dengan suhu dan kalor. Modul ini disusun berdasarkan pendekatan pembelajaran sainstific. Dimana pada proses pembelajaran ada proses 5 M yaitu mengamati, menanya, mencoba, menalar dan mengasosiasi.
19
Embed
DESKRIPSI - srimayanty.weebly.com · 3.5 Menganalisis pengaruh kalor dan perpindahan kalor yang meliputi karakteristik termal suatu bahan, kapasitas, dan konduktivitas kalor pada
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 10
DESKRIPSI
Dalam modul ini akan dibahas materi
suhu dan kalor yang terdiri dari
pengertian suhu, pengertian
kesetimbangan termal, cara
penentuan kuantitatif skala suhu,
cara kalibrasi thermometer,
hubungan konversi skala suhu dan hal-
hal yang berkaitan dengan suhu dan
kalor. Modul ini disusun berdasarkan
pendekatan pembelajaran sainstific.
Dimana pada proses pembelajaran ada
proses 5 M yaitu mengamati,
menanya, mencoba, menalar dan
mengasosiasi.
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 11
PRASYARAT
Untuk mempelajari modul ini anda
perlu memahami ketiga besaran pokok
dalam mekanika dan dapat mengoperasikan
persamaan sistematis yang berkaitan
dengan konsep-konsep dalam
menyelesaikan persoalan materi suhu dan
kalor yang diberikan.
Anda juga harus melakukan percobaan
dengan benar untuk menemukan konsep
yang berkaitan dengan materi suhu dan
kalor dengan benar.
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 12
Sebelum memulai belajar perhatikan terlebih
dahulu tujuan yang ingin dicapai dalam
pembelajaran pada tiap bab.
Pahami setiap materi secara teliti.
Lakukan pengamatan sesuai lembar kerja yang
ada agar proses pembelajaran bisa lebih efektif.
Kerjakan evaluasi sebagai sarana latihan,apabila
perlu anda konsultasikan pada guru.
Kerjakan tes formatif dengan baik,benar dan
jujur sesuai dengan kemampuan anda,setelah
mempelajari modul ini.
Catatlah kesulitan yang anda alami dalam modul
ini untuk ditanyakan kepada guru saat kegiatan
tatap muka.
Bacalah referensi lain yang berhubungan dengan
materi modul agar anda mendapatkan
pengetahuan tambahan.
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 13
Kegiatan Belajar
1. Kegiatan Belajar
a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran setelah mempelajari
3.5 Menganalisis pengaruh kalor dan perpindahan kalor yang
meliputi karakteristik termal suatu bahan, kapasitas,
dan konduktivitas kalor pada kehidupan sehari-hari.
4.5 Merencanakan dan melakukan percobaan tentang
karakteristik termal suatu bahan, terutama terkait
dengan kapasitas dan konduktivitas kalor, beserta
presentasi hasil dan makna fisisnya.
KOMPETENSI DASAR
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 14
URAIAN MATERI
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 15
Apa yang anda rasakan ketika tangan anda menyentuh es? Bagaimana jika yang anda sentuh adalah api? Mengapa demikian? Mengapa rel kereta api dipasang terpisah dengan rel lainnya?
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 16
SUHU DAN KALOR
KEGIATAN BELAJAR 1
amu pernah menyentuh es? Apa yang anda rasakan ketika tangan anda menyentuh es atau tangan anda
dimasukkan ke dalam kulkas? Bagaimana jika yang anda sentuh adalah api? Ketika menyentuh es, tangan anda terasa dingin, sebaliknya ketika menyentuh api, tangan anda terasa panas. Panas, hangat, sejuk, dingin sebenarnya menyatakan apa? Untuk lebih jelas lagi, pada bab ini kamu akan mempelajari tentang suhu dan kalor.
K
gambar 1. Es dalam gelas gambar 2. Api
Benda yang panas memiliki suhu yang lebih tinggi sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang lebih rendah. Ukuran
panas dan dinginnya suatu benda ini disebut dengan suhu. Ketika campuran air panas dan air dingin mencapai suhu yang sama maka campuran air panas dan air
dingin berada dalam kesetimbangan termal.
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 17
Ukuran panas atau dinginnya suatu benda yang hanya didasarkan pada sentuhan atau indera peraba manusia sebenarnya tidak jelas. Contohnya seorang bayi bisa saja menjerit kesakitan ketika menyentuh air yang tidak terlalu panas bagi orang dewasa. Oleh karena itu diperlukan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengukur suhu secara pasti dan dapat dipercaya oleh semua orang.
PERMASALAHANMengapa indra perasa Anda (kulit) tidak dapat menjadi alat pengukur suhu (panas). Diskusikan hal tersebut dengan tema sebangku Anda. Buatlah kesimpulannya!
gambar 4. Termometer digital gambar 3. Termometer air raksa
gambar 4. Termometer bimetal
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 19
www.berpendidikan.com
gambar 5. Bagian-bagian termometer
Termometer seperti gambar di atas terdiri dari tabung kaca, di mana terdapat alcohol atau air raksa pada bagian tengah tabung. - Ketika suhu meningkat, alcohol atau air raksa
yang berada di dalam wadah memuai sehingga panjang kolom alcohol atau air raksa bertambah.
- Sebaliknya ketika suhu menurun, panjang kolom alcohol atau air raksa berkurang. Pada bagian luar tabung kaca terdapat angka-angka yang merupakan skala termometer tersebut.
Angka yang ditunjukkan oleh ujung atas kolom alcohol atau air raksa menyatakan nilai suhu benda yang diukur.
untuk dapat menjawab permasalahan di atas, maka lakukanlah percobaan berikut!
Alat dan bahan
Alat dan bahan
1. Siapkan semua alat yang digunakan dalam percobaan. 2. Masukkan termometer celcius dan termometer X ke dalam wadah
pertama berupa air panas yang sudah disediakan terlebih dahulu. 3. Diamkan beberapa saat sehingga permukaan air raksa pada
kedua termometer tidak naik lagi, catat suhu yang ditunjukkan pada termometer celcius (ta) dan tandai suhu yang ditunjukkan oleh termometer X dengan spidol pada kertas milimiter yang tertempel pada termometer X (ta’).
CARI TAHU
Permasalahan
Bintang hendak mengukur suhu air dengan menggunakan termometer, tetapi ia tidak dapat menggunakan termometer tersebut karena termometer yang digunakan belum berskala. Bagaimakah kalian membantu
Bintang untuk memberi skala pada termometer tersebut?
Percobaan
Air panas Termometer X Kertas Milimiter
Air Keran Spidol Termometer Celcius
Langkah Percobaan
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 21
4. Keluarkan termometer dan bersihkan termometer, masukkan ke dalam wadah kedua berupa air keran yang sudah disediakan.
5. Diamkan beberapa saat sehingga permukaan air raksa pada kedua termometer tidak naik lagi, catat suhu yang ditunjukkan pada termometer celcius (tb) dan tandai suhu yang ditunjukkan oleh termometer X dengan spidol pada kertas milimiter yang tertempel pada termometer X (tb’).
6. Hitunglah jarak antara ta’ dan tb’ yang ditunjukan oleh termometer X dengan melihat pada skala termometer X (misalnya 17mm). pada skala ini dimana 1 mm= 2˚ X jika 17 mm=34˚X
7. Tetapkan besar suhu atas (ta’) dan suhu bawah (tb’) dengan selisih skala suhu atas dan bawah sesuai dengan pada langkah 6
8. Campurkan air panas dan air keran kemudian masukan termometer ke dalam wadah tersebut dan diamkan beberapa aat. Catat skala yang ditunjukan pada termometer X dan konversikan ke dalam suhu (misalnya 12 mm berarti sama dengan 24˚X)
9. Hitunglah besar suhu tersebut dengan rumus yang sudah anda peroleh.
Analisis
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 22
Proses pemberian skala pada termometer dinamakan kalibrasi.
Cara-cara mengkalibrasi termometer dengan langkah-langkah berikut.
a. Menentukan titik tetap bawah (titik lebur) Masukkan ujung bawah termometer secara tegak lurus ke dalam bejana yang berisi air murni. Tunggu beberapa saat sehingga permukaan air raksa pada pipa kapiler sudah tidak berubah lagi. Tuliskan skala yang ditunjukan pada termometer celcius (termometer pembanding) dan berilah tanda pada termometer yang belum berskala dengan spidol sebagai titik tetap bawah
b. Menentukan titik tetap atas (titik didih) Masukkan ujung bawah termometer secara tegak lurus ke dalam bejana yang berisi air panas. Tunggu beberapa saat sehingga permukaan air raksa pada pipa kapiler sudah tidak berubah lagi. ilah tanda pada termometer yang belum berskala dengan spidol sebagai titik tetap atas.
c. Menghitung jarak antara titik tetap atas dan titik tetap bawah dengan memperhatikan pada kertas milimiter blok yang telah ditempel pada termometer berskala.
d. Selanjutnya menetapkan konversi skala milimiter ke dalam skala suhu (misalnya 1 mm = 2˚C). kemudian tetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah, dimana selisih suhu antara titik tetap atas dan titik tetap bawah merupakan hasil konversi skala millimeter ke dalam skala suhu sebelumnya.
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 23
Mari Mencari Informasi Ada beberapa skala suhu yang digunakan antara lain skala Celcius, skala Fahrenheit, skala Kelvin, dan skala Reamur. Carilah perbedaan skala-skala suhu tersebut!
.
Bagaimana kita mengkonversikan berbagai skala suhu?
Kita telah mempelajari 4 skala thermometer yaitu Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin. Perbandingan konversi thermometer disajikan dalam tabel berikut:
˚C ˚R ˚F K Titik didih air 100 80 212 373 Titik beku air 0 0 32 273 Perbandingan 5 4 9 5
Skala Celcius
- Titik tetap atas menggunakan titik didih air murni,
- Titik tetap bawah menggunakan titik beku air murni.
- Suhu titik beku air murni adalah nol derajat,
- Suhu titik didih air murni adalah 100 derajat
Skala Fahrenheit
- Suhu titik beku air murni adalah 32 derajat fahrenheit
- Suhu titik didih air murni adalah 212 derajat fahrenheit
Skala Reamur
- Suhu titik beku air murni adalah nol reamur,
- Suhu titik didih air murni adalah 80 derajat reamur
Skala Kelvin
- Satuan kelvin merupakn salah satu dari 7 unit dasar SI,
- Tidak seperti skala derajat yang lain, kelvin tidak ditulis sebagai derajat
Modul Fisika - Suhu dan Kalor 24
CONTOH SOAL Suhu sebuah benda 280˚F. tentukan: a. Suhu pada skala celcius. b. Suhu pada skala reamur, c. Suhu pada skala kelvin.
Sebuah thermometer X mempunyai titik beku 20˚C titik didih 200˚C. segelas air dengan suhu 50˚C. tentukan:
a. Suhu air jika diukur dengan thermometer X b. Suhu air pada skala reamur c. Suhu air pada skala Fahrenheit d. Suhu air pada skala kelvin
𝑡𝑑 𝑋 − 𝑡𝑥 𝑡𝑑 𝑋 − 𝑡𝑏 𝑋
= 𝑡𝑑 𝑌 − 𝑡𝑌
𝑡𝑑 𝑌 − 𝑡𝑏 𝑌
Konversi secara umum dapat ditentukan
dengan:
Keterangan: 𝑡𝑑 𝑋 = titik didih thermometer X 𝑡𝑏 𝑋 = titik beku thermometer X 𝑡𝑑 𝑌 = titik didih termomter Y 𝑡𝑏 𝑌 = titik beku thermometer Y 𝑡𝑥 = suhu yang ditunjukan oleh termometer X 𝑡𝑌 = suhu yang ditunjukan oleh termometer Y