7
BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Penelitian sebelumnya Penelitian yang relevan sebelumnya dilakukan oleh Zulkhaidir mahasiswa Program Studi Pendidikan Fisika Jurusan Tarbiyah STAIN Palangka Raya
pada tahun 2010/2011 mengadakan penelitian dengan
judul “Penerapan Media Animasi Menggunakan Macromedia Flash Pada Pokok Bahasan Zat Dan Wujudnya Kelas VII-2 Semester 1 Di MTsN-1 Model Palangka Raya Tahun Ajaran 2010/2011”. Hasil penelitiannya menyatakan bahwa: 1. Kegiatan
guru
dalam
menerapkan media
animasi
menggunakan
macromedia flash pokok bahasan zat dan wujudnya menunjukkan hasil yang cukup baik dengan skor rata-rata 3,22 kategori cukup baik, sehingga dapat dikatakan,
bahwa penerapan media animasi menggunakan
macromedia flash dapat diterapkan dan dikelola dengan cukup baik. Dimana dalam pembelajaran ini yang lebih dominan adalah penggunaan media yang digunakan oleh guru. Sedangkan untuk metode pembelajaran kurang dominan. 2. Siswa yang tuntas hasil belajarnya berjumlah 30 orang dari 37 orang siswa (81,08% siswa tuntas). Siswa yang tidak tuntas hasil belajarnya berjumlah 7 orang (18,92% siswa tidak tuntas). Penerapan media animasi
8
menggunakan
macromedia
flash
ternyata
cukup
efektif
untuk
meningkatkan minat dan hasil belajar sebagian besar siswa. Dari 24 TPK yang dirumuskan untuk Tes Hasil Belajar, 17 TPK tuntas, 7 TPK tidak tuntas. 7 TPK yang tidak tuntas disebabkan karena masih ada sebagian kecil siswa yang tidak dapat mengerjakan soal-soal tes hasil belajar Persamaan penelitian yang peneliti lakuakan dengan peneliti sebelumnya adalah pada penggunaan media yang sama yakni berupa media animasi. Perbedaan yang ada yakni pada jumlah rumusan masalah .Peneliti kali ini menambahkan rumusan masalah tentang bagaimana respon siswa setelah menggunakan media animasi. B. Media Pembelajaran Kata “media” berasal dari bahasa Latin dan merupakan bentuk jamak dari kata “medium” yang secara harfiah berarti “perantara atau pengantar”.7 Media dalam dunia pendidikan adalah alat yang digunakan sebagai perantara untuk menyampaikan pesan dan dapat merangsang pikiran, perasaan dan kemajuan audiens (siswa) sehingga dapat mendorong terjadinya proses belajar mengajar.8 Media dalam proses belajar mengajar cenderung diartikan sebagai manusia, hewan, benda, alat-
7
Asnawir dan Basyiruddin Usman, Media Pembelajaran, Jakarta : Ciputat Pers, 2002, h.11 8
Ahmad Sabri, Strategi Belajar Mengajar dan Micro Teaching, Jakarta : Quantum Teaching, 2005, h 112
10
alat grafis, lingkungan sekitar atau peristiwa yang dapat membantu pengetahuan siswa atau peserta didik. Media dapat menyampaikan sesuatu yang sulit digambarkan atau yang sulit dihadirkan dalam proses belajar mengajar. Dan hal-hal bersifat abstrak juga dapat ditampilkan dengan kehadiran media. Penggunaan media dalam proses belajar mengajar juga dapat membangkitkan keinginan dan minat yang baru, motivasi dan rangsangan kegiatan belajar, dan bahkan membawa pengaruh-pengaruh psikologis terhadap siswa. Media juga dapat membantu siswa membangkitkan pemahaman penyajian data dengan menarik dan terpercaya, memudahkan penafsiran data dan memadatkan informasi. Belajar mengajar adalah proses komunikasi. Kegiatan belajar mengajar di kelas merupakan suatu dunia komunikasi tersendiri di mana guru dan siswa bertukar pikiran untuk mengembangkan ide dan pengertian. Dalam komunikasi sering timbul dan terjadi penyimpanganpenyimpangan sehingga komunikasi tersebut tidak efektif dan efisien, antara
lain
disebabkan
oleh
adanya
kecenderungan
verbalisme,
ketidaksiapan siswa, kurangnya minat dan kegairahan, dan sebagainya. Usaha yang dilakukan untuk mengatasi keadaan demikian adalah penggunaan media secara terintegrasi dalam proses belajar mengajar, karena fungsi media dalam kegiatan tersebut di samping sebagai penyaji stimulus informasi, sikap dan lain-lain, juga untuk meningkatkan keserasian dalam penerimaan informasi.
11
Penggunaan media dalam proses belajar mengajar mempunyai nilai-nilai praktis sebagai berikut : (a) media dapat mengatasi berbagai keterbatasan pengalaman yang dimiliki siswa; (b) media dapat mengatasi ruang kelas; (c) media memungkinkan adanya interaksi langsung antara siswa dengan lingkungan; (d) media menghasilkan keseragaman pengamatan; (e) media dapat menanamkan konsep dasar yang benar, konkrit, dan realistis; (f) media dapat membangkitkan keinginan dan minat yang baru; (g) media dapat membangkitkan motivasi dan merangsang siswa untuk belajar; (h) media dapat memberikan pengalaman yang integral dari suatu yang kongkrit sampai kepada yang abstrak.9 C. Jenis dan Karakteristik Media Pembelajaran Ada beberapa jenis media pembelajaran yang biasa digunakan dalam proses belajar mengajar. Pertama, media grafis seperti gambar, foto, grafik, bagan atau diagram, poster, kartun, komik dan lain-lain. Media grafis sering juga disebut media dua dimensi, yakni media yang mempunyai ukuran panjang dan lebar. Kedua, media tiga dimensi yaitu dalam bentuk model seperti model padat (solid model), model penampang, model susun, model kerja, mock up, diorama dan lain-lain. Ketiga, media proyeksi seperti slide, film strips, film, penggunaan OHP dan lain-lain.10 Pemilihan media untuk kepentingan pengajaran sebaiknya memperhatikan kriteria-kriteria sebagai berikut : 9
Asnawir dan Basyiruddin Usman, Media Pembelajaran. h. 14-15
10
Nana Sudjana dan Ahmad Rivai, Media Pengajaran, Bandung : Sinar Baru Algesindo, 2002. h. 3-4
12
a.
Media yang dipilih hendaknya selaras dan menunjang tujuan pembelajaran yang telah ditetapkan.
b.
Aspek materi menjadi pertimbangan yang dianggap penting dalam memilih media.
c.
Kondisi siswa dari segi subjek belajar menjadi perhatian yang serius bagi guru dalam memilih media yang sesuai dengan kondisi anak.
d.
Ketersedian media di sekolah atau memungkinkan bagi guru mendesain sendiri media yang akan digunakan.
e.
Media yang dipilih seharusnya dapat menjelaskan apa yang akan disampaikan kepada siswa secara tepat.
f.
Biaya yang dikeluarkan dalam pemanfaatan media harus seimbang dengan hasil yang dicapai.11 Dari jenis-jenis dan karakteristik media sebagaimana di atas,
kiranya patut menjadi perhatian dan pertimbangan bagi guru ketika akan memilih dan mempergunakan media dalam pengajaran. Karakteristik media yang mana yang dianggap tepat untuk menunjang pencapaian tujuan pengajaran, itulah media yang seharusnya dipakai. D. Komputer Sebagai Media Pembelajaran Komputer adalah sebuah alat yang melaksanakan pekerjaanpekerjaan sains secara cermat dan logic dengan kecepatan tinggi dalam memecahkan masalah-masalah tanpa petunjuk manusia, bekerja atas dasar
11
Asnawir dan Basyiruddin Usman, Media Pembelajaran. h. 15-16
13
instruksi logic yang terdapat dalam memory. 12 Komputer pada mulanya hanya berfungsi sebagai alat super kalkulator, namun perkembangan berikutnya penggunaan computer semakin meningkat pesat baik dalam lingkup penelitian maupun sebagai alat bantu langsung dalam proses belajar mengajar, kemampuan computer untuk secara cepat berinteraksi denagn individu, menyimpan dan memproses sejumlah besar informasi dan bergabung dalam media lain untuk menampilkan serangkaian besar stimulasi audio visual menjadikan komputer media yang dominan dalam bidang pembelajaran.13 Komputer termasuk salah satu media pembelajaran. Pengunaan komputer dalam
pembelajaran
merupakan
aplikasi teknologi dalam
pendidikan. Pada dasarnya teknologi dapat menunjang proses pencapaian tujuan pendidikan. Namun sementara ini, komputer sebagai produk teknologi khususnya di sekolah-sekolah kurang dimanfaatkan secara optimal, hanya sebatas word processing saja. Kini yang perlu diperhatikan adalah bagaimana menjadikan teknologi komputer dapat bermanfaat bagi kemajuan pendidikan. Pengajaran fisika berbantuan komputer dapat dibuat lebih menarik lagi dengan menggunakan program adobe flash, Microsoft office excel, photoshop,
corelDRAW
yang
kemudian
dipadukan
dalam
program
powerpoint. Program-program ini yang dapat memberi kesan gambar tiga dimensi, warna yang lebih tajam, animasi dan simulasi yang dipadukan dengan teks dan suara. Sehingga gejala-gejala fisis dapat ditampilkan dengan lebih menarik dan berkesan. Penggunaan komputer ini diharapkan dapat 12
M.Husnan dkk,pengenalan Mikrokomputer dalam pendidikan,Bandung;Angkasa, 1986, h.1 Ronald Anderson, Penilaian dan Pengembangan Media untuk Pembelajaran, Jakarta: CV.Rajawali,1987, h.195 13
14
menjadi salah satu alat untuk menyusun dan mengembangkan bahan ajar yang menarik, inovatif dan merangsang serta menantang rasa ingin tahu siswa yang kemudian dapat meningkatkan hasil belajar siswa. 14 E.
Animasi Dalam Pembelajaran 1. Animasi Animasi menurut Andi merupakan suatu tampilan yang bergerak. 15 Animasi atau lebih akrab disebut dengan film animasi, adalah film yang merupakan hasil dari pengolahan gambar tangan sehingga menjadi gambar yang bergerak. Pada awal penemuannya, film animasi dibuat dari berlembar-lembar kertas gambar yang kemudian di"putar" sehingga muncul efek gambar bergerak. Dengan bantuan komputer dan grafika komputer, pembuatan film animasi menjadi sangat mudah dan cepat. Bahkan akhir-akhir ini lebih banyak bermunculan film animasi 3 dimensi daripada film animasi 2 dimensi. Setelah perkembangan teknologi komputer di era 80-an, proses pembuatan animasi 2 dimensi menjadi lebih mudah. Yang sangat nyata dirasakan adalah kemudahan dalam proses pembuatan animasi. Untuk penggarapan animasi sederhana, mulai dari perancangan model hingga pengisian suara/dubbing dapat dilakukan dengan mempergunakan satu personal komputer. Setiap kesalahan dapat dikoreksi dengan cepat dan dapat dengan cepat pula diadakan perubahan. Sementara dengan teknik
14
Winarno, 2009. Komputer Sebagai Media Pembelajaran Fisika. http://www.fisikavisikuwhynarnoe.blogspot.com, (on line 20 Novermber 2009) 15 Andi Pramono, Presentasi Multimedia Dengan Macromedia Flash, Yogyakarta :Andi,2004, h.101
15
konvensional, setiap detail kesalahan terkadang harus diulang kembali dari awal.16 2. Animasi Dalam Pembelajaran Fisika Animasi menurut Large adalah rentetan pertukaran gambar dengan cepat, sehingga memberikan kesan bahwa rentetan gambar tersebut hidup. Animasi yang baik diperoleh dengan tiga hal yang harus diperhatikan dalampembuatannya, tiga hal tersebut menurut mayer adalah gambar-gambarnya, tampilan geraknya, dan simulasinya. Gambar-gambar diperlukan
sebagai
ahan
dasar
bagi
animasi,
gambar
yang
baikmenghasilkan animasi yang baik pula, sedangkan gambar yang kurang baik akan menghasilkan animasi yang kurang baik pula. Agar animasi memiliki tampilan yang nyata diperlukan pengaturan terhadap framenya.17 Animasi memberikan efek yang penting dalam pengajaran. Animasi dapat menyebabkan ketertarikan siswa, memberikan motivasi pada siswa, dan memberikan stimulus visual pada suatu topic yang diajarkan. Animasi merupakan informasi tambahan dan memperjelas pengetahuan yang komplek atau fenomena komplek.18 Animasi dapat memberikan gambaran yang nyata proses atau fenomena fisika pada siswa. Dengan animasi siswa akan memperoleh gambaran yang nyata sehingga proses penerimaan siswa akan lebih bermakna. Karena fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang
16
Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia http://id.wikipedia.org/wiki/Animasi ( on line 30 Maret 2010 ) 17 Vermaat, 2004 18 Ibid
bebas,
Animasi.
16
menyajikan fenomena abstrak, maka penggunaan animasi pada mata pelajaran ini dapat membantu memudahkan penyerapan fisika oleh siswa. A. Deskripsi Materi Kalor 1. Kalor Sebagai Transfer Energi Kalor merupakan energi yang ditransfer dari satu benda ke yang lainnya karena adanya perbedaan temperatur.19 Temperatur air akan naik jika satu ketel air dingin diletakkan di atas kompor, jadi isa dikatakan kalor mengalir darikompor ke air dingin. Dua buah benda yang erbeda temperaturnya jika diletakkan saling bersentuhan, kalor akan mengalir seketika dari yang panas ke yang dingin. 20 Benda yang panas partikel-partikelnya bergerak lebih cepat sehingga memiliki energi kinetik yang lebih besar daripada partikel-partikel dalam benda yang lebih dingin. Ketika benda panas menyentuh benda dingin, partikel-partikel dalam benda panas menumbuk partikel-partikel dalam benda dingin. Tumbukan-tumbukan memindahkan energi dari partikel-partikel benda panas ke partikel-partikel benda dingin. Energi termal partikel-partikel dalam benda dingin bertambah sehingga suhunya naik. Pada akhirnya, kelajuan parikel benda panas sama dengan kelajuan partikel benda dingin. Kedua benda ini dikatakan mencapai keseimbangan termal. 2.
19 20
Kapasitas kalor dan Kalor Jenis
Douglas C. G, Fisika Edisi Kelima Jilid 1, Jakarta: Erlangga,2011, hal.490 Ibid, h.487
17
Teko yang berisi air ketika dipanaskan, makin besar nyala api makin besar kalor yang diberikan api pada air dalam teko. Tentu saja kenaikan suhu air lebih besar dalam selang waktu yang sama. Jadi, hubungan antara kalor yang diberikan (Q) dengan kenaikan suhu (T) adalah sebanding.21 Semakin banyak kalor yang diberikan semakin besar kenaikan suhunya. Hubungan antara kalor (Q) dan massa air (m) adalah sebanding. 22 Semakin besar massa air yang dipanaskan, semakin banyak kalor yang dibutuhkan. Secara matematis percobaan di atas dapat ditulis : Q m T . Kegiatan di atas terjadi hanya pada satu jenis zat, yaitu air. Kalor (Q) yang sama diberikan pada sejumlah massa yang sama dari dua jenis zat yang berbeda, ternyata memanaskan 1 kg air dengan kenaikan suhu 1
memerlukan kalor hampir 5 kali dari memanaskan 1kg
minyak goreng dengan kenaikan suhu yang sama. Kalor yang dibutuhkan untuk memasakan suatu zat selain faktor m dan T, kalor (Q) juga bergantung pada jenis zat, yang kemudian dikenal dengan kalor jenis zat (c). Kalor yang diserap/dilepaskan secara matematis dapat ditulis:23 Q = mcT.
21
Agus. T, dkk, Fisika Untuk SLTP Kelas 2 Kurikulum 1994 Semester 1 dan Semester 2, Jakarta: Bumi Aksara, 1999, hal.5 22 Ibid, hal.6 23 Marthen Kanginan, IPA Fisika Untuk SMP Kelas VII, Jakarta: Erlangga, 2006, hal.134
18
Keterangan:
Q = banyak kalor yang dibutuhkan (J atau kal) m = massa benda (kg) c = kalor jenis benda (J/kg K)
T = kenaikan suhu benda (K) Kalor jenis dapat didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg suatu zat sebesar 1 K atau 10C. Dari persamaan di atas untuk kalor jenis secara matematis dapat dijabarkan sebagai berikut:24 c = Q/m. T Keterangan:
c = kalor jenis benda (J/kg K) Q = banyak kalor yang dibutuhkan (J atau kal) m = massa benda (kg)
T = kenaikan suhu benda (K) Bila energi panas ditambahkan pada suatu zat, maka temperatur itu akan naik, misalnya: air sattu panci yang dipanaskan hingga mendidih memerlukan kalor tertentu. Jumlah energi panas Q yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat adalah sebanding dengan perubahan temperatur dan massa zat itu.25 Secara matematis dapat ditulis:
C = Q/T.
Keterangan:
C = kapasitas kalor (J/kg K) Q = banyak kalor yang dibutuhkan (J atau kal)
24 25
1998, al.598
Ibid Paul A.Tippler, Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1, Jakarta: Erlangga,
19
T = kenaikan suhu benda (K).26 2. Pengaruh Kalor Terhadap Perubahan Wujud Zat Zat dapat berubah dari satu wujud ke wujud lain apabila dipanaskan atau didinginkan.27 Benda (suatu zat) pada umumnya jika diberi kalor terus menerus, maka dalam waktu tertentu zat tersebut wujudnya akan berubah menjadi wujud yang lain. Pada saat terjadi perubahan wujud zat, ternyata tidak terjadi kenaikan suhu meskipun pada zat tersebut ada kalor yang diberikan. Kalor yang ada digunakan untuk mengubah wujud zat, misalnya dari padat menjadi cair, bila diamati tidak nampak adanya pengaruh kalor (yang biasanya ditandai dengan perubahan suhu) disebut kalor laten (artinya kalor tersembunyi) dan dilambangkan dengan L. 28 a) Mencair dan Membeku Es (padat) yang dipanaskan berubah menjadi air (cair) dinamakan mencair.29 Ketika zat dipanaskan, partikel-partikel diberikan energi lebih banyak dan mulai bergetar cepat. Pada kondisi tertentu, partikel-partikel bergetar kuat sehingga susunan teraturnya rusak. Pada kondisi ini zat padat mencair. Suhu ketika zat padat mencair disebut dengan titik leleh. 30 Kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat padat menjadi cair dinamakan kalor laten lebur atau kalor lebur. 31
26 27
29 30
Ibid Encyclopedia Sains, h.16 28 Supiyanto, Fisika UntukSMU/MA……………, hal.160 Ibid Ibid
31
Supiyanto, Fisika UntukSMU/MA……………, hal.148
20
Kalor yang dilepaskan pada waktu zat membeku dinamakan kalor laten beku atau kalor beku. Untuk zat yang sama, kalor lebur sama dengan kalor bekunya. Selanjutnya kedua jenis kalor laten ini kalor lebur diberi simbol Lf. Jika banyak kalor yang diperlukan oleh zat bermassa m kg untuk melebur adalah Q joule, maka sesuai definisi di atas secara matematis dapat ditulis:32 Lf =
.
atau
Q = m.Lf
Keterangan: Q = kalor (J) m = massa (kg) Lf = kalor lebur (J/kg) b)
Menguap, Mendidih, dan Mengembun Penguapan ialah proses perubahan zat cair menjadi gas.33 Perubahan
keadaan zat membutuhkan suatu perpindahan energi molekul-molekul dalam keadaan cair ergerak pada semua arah dan menabrak satu dengan yang lainnya pada kecepatan yang berbeda-beda. Menguapkan suatu zat cair memerlukan kalor, misalnya spiritus atau alkohol diteteskan pada tangan. Spiritus akan menguap dengan cepat dan tangan akan terasa dingin. Untuk menguap spiritus memerlukan kalor. Kalor tersebut diambil dari tangan sehingga tangan terasa dingin karena kalor mengalir meninggalkan tangan.
32
33
Ibid Sri Soeyati, Ensiklopedia Fisika,zat dan perubahannya buku 2, Jakarta: ganeca Exact, 2007,h.11
21
Faktor-faktor yang dapat mempercepat proses penguapan antara lain:34 (1). Pemanasan (2). Tiupan udara di atas permukaan, (3). Memperluas permukaan (4). Mengurangi tekanan di permukaan. Mendidih adalah suatu peristiwa lain yang memperlihatkan bahwa pada waktu menguap diperlukan kalor. Jika penguapan terjadi di permukaan zat cair saja yang dapat terjadi pada setiap suhu, maka mendidih adalah penguapan yang terjadi di seluruh bagian zat cair akibatnya dimana-mana timbul gelembung yang kemudian naik dan hanya terjadi pada titik didih. 35 Pada waktu mendidih suhu zat tetap, sekalipun pemanasan terus dilakukan. Kalor yang diberikan pada zat digunakan untuk mengubah wujud dari cair menjadi wujud uap. Suhu tetap ini disebut titik didih yang besarnya sangat bergantung pada tekanan di permukaan zat itu. Titik didih zat pada tekanan 1 atm desebut titik didih normal. Kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat cair menjadi uap pada titik didih normalnya disebut kalor laten uap atau kalor uap. Kalor uap disebut juga kalor didih. Zat yang berubah wujud dari gas menjadi cair maka zat tersebut melepaskan kalor. Kalor yang dilepaskan untuk mengubah 1 kg uap menjadi cair pada titik didih
34
hal.139
35
Marthen Kanginan, IPA Fisika Untuk SMP Kelas VII, Jakarta: Erlangga, 2006, Ibid, hal.141
22
normalnya dinamakan kalor laten embun atau kalor embun. Dari kedua istilah tersebut yang paling sering digunakan adalah kalor uap/ kalor embun (diberi simbol Lv). Banyak kalor yang diperlukan untuk mendidihkan zat bermassa m kg adalah sebagai berikut:36 Lv =
atau
Q = m.Lv
Keterangan: Q = kalor (J) m = massa (kg) Lv = kalor didih (J/kg) Proses pengembunan merupakan kebalikan dari prsose penguapan. Pengembunan ialah proses perubahan gas menjadi zat cair.37Molekul-molekul uap air bertumbukan dengan molekul-molekul yang dalam keadaan bergerak tenang pada permukaan wadah yang dingin. Molekul-molekul uap air melepaaskan energy geraknya sehingga tidak berada dalam keadaan gas. Molekul-molekul ini mengembun. c) Menyublim Suatu zat kadang-kadang dapat berubah wujud dari padat langsung menjadi gas, proses ini disebut menyublim sebagai contoh kamper.38 Kebalikan dari proses menyublim adalah deposisi yakni perubahan wujud dari gas menjadi padat, misalnya pembentukan salju di atmosfer.39
36
37
Ibid Sri Soeyati, Ensiklopedia Fisika,zat dan perubahannya buku 2, Jakarta: ganeca Exact, 2007,h.12 38 Supiyanto, Fisika UntukSMU/MA……………, hal.160 39 Marthen Kanginan, IPA Fisika………………………………………………......., hal.79
23
Diagram perubahan wujud zat ditunjukkan pada Gambar di bawah ini: GAS
1
2 3
4 5
PADAT
CAIR
6 Gambar 1. Perubahan Wujud Zat Keterangan: 1 = Menyublim 4 = Mengembun
2 = Menguap
3 = Deposisi
5 = Mencair
6 = Membeku
3. Azas Black Secangkir air teh panas didinginkan biasanya dilakukan dengan mencampurkan air dingin ke dalam teh panas tersebut. Setelah keseimbangan termal tercapai, diperoleh air hangat. Air
panas dalam pencampuran
melepaskan energi sehingga suhunya turun dan air dingin menerima energi sehingga suhunya naik. Jika Pertukaran kalor hanya terjadi antara air panas dan air dingin (tidak ada kehilangan kalor ke udara sekitar dan ke cangkir), maka sesuai dengan prinsip kekekalan energi: kalor yang dilepaskan oleh air panas (Qlepas) sama dengan kalor yang diterima air dingin (Qterima).40 Kekekalan energi memainkan peranan penting, kehilangan kalor sebanyak
40
Paul A. Tippler, Fisika Untuk Sains …………………………………...……..., hal.601
24
satu sistem sama dengan kalor yang didapat oleh bagian yang lain dengan kata lain kalor yang hilang sama dengan kalor yang didapat.41
Qlepas = Qterima. Qlepas = m c (T1 – T2) dan Qterima = m c (T2 – T1) Keterangan:
Qlepas \= Energi panas yang keluar atau yang dilepas Qterima \= Energi panas yang masuk atau yang diterima m = massa zat c = massa jenis zat T1 = Temperatur awal T2 = T emperatur akhir
4. Perpindahan Kalor
Kalor berpindah dari satu tempat atau benda ke yang lainnya dengan tiga cara, konduksi, konveksi, dan radiasi. Benda panas jika disentuhkan dengan benda dingin, tak lama kemudian suhu benda panas turun sedangkan suhu benda dingin naik. Hal ini terjadi karena benda panas memberikan kalor kepada benda dingin. Jadi kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, ditunjukkan pada Gambar 2. berikut ini:42
41
Douglas C. G, Fisika Edisi Kelima Jilid 1, Jakarta: Erlangga,2011, hal.494 42 Ibid, hal.159
25
Gambar 2. Kalor Berpindah dari Suhu Tinggi ke Suhu Rendah a) Perpindahan Kalor Secara Konduksi Konduksi kalor hanya terjadi jika ada perbedaan temperature. Proses perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel zat tersebut.43 Misalnya, sebuah tongkat logam dipakai untuk mengatur kayu perapian, atau sebuah sendok perak diletakkan ke dalam semangkuk sop, maka ujung dari logam tersebut akan segera menjadi panas meskipun tidak bersentuhan langsung dengan sumber panas. Kalor dialirkan dari ujung yang panas ke ujung yang lain. Pemanasan pada ujung zat menyebabkan partikel pada ujung itu bergetar lebih cepat dan suhunya naik, atau energi kinetiknya bertambah. Contoh perpindahan kalor secara konduksi ketika sendok dengan bahan yang berbeda dimasukkan dalam gelas yang berisi air panas maka ujung sendok akan panas. Partikel-partikel dengan energi kinetik lebih besar ini memberikan sebagian energi kinetiknya pada partikel-partikel tetangganya secara terus menerus. Dalam logam, kalor dipindahkan melalui elektron-elektron bebas yang terdapat dalam struktur atom logam. Oleh karena elektron bebas mudah berpindah, pertambahan energi ini dengan cepat dapat diberikan ke elektronelektron lain yang letaknya lebih jauh melalui tumbukan. b) Perpindahan Kalor Secara Konveksi
43
Supiyanto, Fisika UntukSMU/MA……………, hal.163
26
Konveksi adalah proses dimana kalor ditransfer dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat yang lain.44 Sedangkan konduksi meliatkan molekul yang hanya bergerak dalam jarak yang kecil dan bertumbukan, konveksi melibatkan pergerakan molekul dalam jarak yang besar. Tungku dengan udara yang dipaksa, dimana udara dipanaskan dan kemudian ditiup oleh kipas angin ke dalam ruangan, merupakan satu contoh konveksi yang dipaksakan. Konveksi alami juga terjadi dan satu contoh yang banyak dikenal adalah bahwa udara panas akan naik. Misalnya udara diatas radiator memuai pada saat dipanaskan, dan kerapatannya akan berkurang, karena kerapatannya menurun, udara tersebut naik, sama seperti sebatang kayu yang diceburkan ke dalam airakan terapung ke atas karena massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis air . Arus samudra yang hangat atau dingin seperti Gulf stream yang sejuk menunjukkan konveksi alami dalam skala besar. Angin merupakan contoh konveksi yang lain.
c) Perpindahan Kalor Secara Radiasi Semua kehidupan di dunia bergantung pada transfer energi dari matahari, dan energi matahari ditransfer ke bumi melalui ruang yang
44
Douglas. C. Giancoli, Fisika Edisi .……………………………….., hal.504
27
hampa.45 Kalor dari matahari dapat sampai ke bumi melalui ruang hampa tanpa zat perantara disebut radiasi.46 Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Gambar 3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi
Perpindahan kalor dapat terjadi melalui ruang hampa karena energi kalor dibawa dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Hanya sebagian kecil saja dari spektrum gelombang elektromagnetik yang diamati langsung oleh indera mata yaitu cahaya tampak, sedangkan bagian yang lain tidak dapat diamati secara langsung. Perpindahan kalor secara radiasi dapat dilihat pada contoh lainnya dalam kehidupan sehari-hari kita, misalnya pada saat duduk di depan perapian, tungku pemanas, dan semacamnya, maka badan akan merasakan panas.
Penerapan konsep perpindahan kalor dalam kehidupan sehari-hari yaitu:47
45
Ibid, h.507
46 47
Mikrajuddin. A, Fisika 1 B………………., hal. 506 Agus. T, dkk, Fisika Untuk SLTP ……………………., hal.23-24
28
1. Termos merupakan peralatan rumah tangga yang dapat mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Termos mempunyai dinding rangkap yang berlapis perak di bagian dalamnya. Ruang antara kedua dinding tersebut merupskan daerah hampa udara. Es di dalam termos dapat bertahan lama karena tidak memperoleh kalor dari luar.
Gambar 4. Termos Mengurangi Kehilangan Kalor Konduksi, Konveksi, dan Radiasi. 2. Setrika memindahkan kalor ke pakaian yang disetrika secara konduksi. Gagang strika yang terbuat dari bahan kayu, plastic atau ebonit sehingga sukar menghantarkan panas. Bagian dalam setrika terdapat elemen panas. Panas yang dihasilkan setrika listrik dipindahkan ke pakaian dengan cara konduksi. 3. Panci umumnya terbuat dai bahan logam agar dapat memasak bahan makanan dengan cepat dan aman, karena bahana logam mampu mengalirkan kalor secara konduksi.
29
4. Pada tungku-tungku pemanas yang menggunakan kayu bakar selalu dibuat cerobong yang tinggi, selain untuk mengeluarkan asap cerobong itu berfungsi juga untuk mengalirkan udara. Pembakaran di bawah cerobong membuat massa jenis udara menjadi kecil sehingga udara naik ke atas maka asap (butir-butir padat) ikut terbawa ke atas tidak mengganggu lokasi. 5. Angin laut dan angin darat yang dimanfaatkan nelayan untuk berlayar menangkap ikan, pada malam hari suhu udara di darat lebih rendah daripada suhu di daratan sehingga udara di atas laut naik dan tempatnya digantikan udara diatas daratan dan terjadilah angin darat. Pada siang hari udara di atas daratan lebih tinggi daripada udara di atas lautan sehingga udara di atas daratan naik dan tempatnya digantikan oleh udara di atas laut dan terjadilah angin laut.48
48
Agus. T, dkk, Fisika Untuk SLTP , hal.23-24
