BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Media Pembelajaran 2.1.1 Pengertian Media Pembelajaran Menurut Sadiman (2011) “Media pembelajaran adalah segala sesuatu yang dapat menyampaikan atau menyalurkan pesan dari pengirim ke penerima sehingga dapat merangsang pikiran, perasaan, perhatian dan minat serta perhatian siswa sedemikian rupa sehingga proses belajar terjadi”. Sementara itu Gagne dan Briggs dalam Arsyad (2010) mengatakan bahwa “Media pembelajaran meliputi alat yang secara fisik digunakan untuk menyampaikan isi materi pengajaran”. Munadi (2013) juga menyatakan bahwa “Media adalah segala sesuatu yang dapat menyampaikan dan menyalurkan pesan dari sumber secara terencana sehingga tercipta lingkungan belajar yang kondunsif dimana penerima dapat melakukan proses belajar secara efisien dan efektif”. Dari beberapa pengertian yang dikemukakan dapat disimpulkan pengertian media pembelajaran secara umum adalah suatu alat bantu dalam menyampaikan tujuan pembelajaran dalam proses pembelajaran sehingga tercipta lingkungan belajar yang kondusif.
7
8
2.1.2 Manfaat Penggunaan Media Pembelajaran Arsyad (2010) mengemukakan manfaat media pembelajaran adalah sebagai berikut: a. Meningkatkan rasa saling pengertian dan simpati dalam kelas, b. Membuahkan perubahan signifikan tingkah laku siswa, c. Menunjukkan hubungan antara mata pelajaran dan kebutuhan dan minat dengan meningkatnya motivasi belajar siswa, d. Membawa kesegaran dan variasi bagi pengalaman belajar siswa, e. Membuat hasil belajar siswa lebih bermakna bagi berbagai kemampuan siswa, f. Mendorong pemanfaatan yang bermakna dari mata pelajaran dengan melibatkan imajinasi dan partisipasi aktif yang mengakibatkan meningkatnya hasil belajar, g. Memberikan umpan balik yang diperlukan yang dapat membantu siswa menemukan seberapa banyak telah mereka pelajari. h. Melengkapi pengalaman yang kaya akan pengalaman itu konsep-konsep yang bermakna dapat dikembangkan. i. Memperluas wawasan dan pengalaman siswa yang mencerminkan pembelajaran nonverbalistik dan membuat generalisasi yang tepat, dan j. Meyakinkan diri bahwa urutan dan kejelasan pikiran yang siswa butuhkan jika mereka membangun struktur konsep dan sistem gagasan yang bermakna.
Selain itu manfaat media pembelajaran secara umum Sadiman (2011) menjelaskan sebagai berikut: 1) Memperjelas penyajian pesan agar tidak terlalu bersifat verbalistis (dalam bentuk katakata tertulis atau lisan belaka). 2) Mengatasi keterbatasan ruang, waktu dan daya indera, seperti misalnya; a. Objek yang terlalu besar bisa digantikan dengan realita, gambar, film bingkai, film, ataumodel; b. Objek yang kecil dibantu dengan proyektor mikro, film bingkai, film, atau gambar; c. Gerak yang terlalu lambat atau terlalu cepat, dapat dibantu dengan timelapse atau high-speed photography; d. Kejadian atau peristiwa yang terjadi di masa lalu bisa ditampilkan lagi lewat rekaman film, video, film bingkai, foto maupun secara verbal; e. Objek yang terlalu kompleks (misalnya mesin-mesin) dapat disajikan dengan model, diagram, dan lain-lain, dan f. Konsep yang terlalu luas (gunung berapi, gempa bumi, iklim, dan lain-lain) dapat divisualisasikan dalam bentuk film, film bingkai, gambar, dan lain-lain 3) Penggunaan media pendidikan secara tepat dan bervariasi dapat mengatasi sikap pasif anak didik. Dalam hal ini media pendidikan berguna untuk: a. Menimbulkan kegairahan belajar; b. Memungkinkan interaksi yang lebih langsung antara anak didik dengan lingkungan dan kenyataan; c. Memungkinkan anak didik belajar sendiri-sendiri menurut kemampuan dan minatnya.
9
4) Dengan sifat yang unik pada tiap siswa ditambah lagi dengan lingkungan dan pengalaman yang berbeda, sedangkan kurikulum dan materi pendidikan ditentukan sama untuk setiap siswa, maka guru banyak mengalami kesulitan bilamana semuanya itu harus diatasi sendiri. Hal ini akan lebih sulit bila latar belakang lingkungan guru dengan siswa juga berbeda. Masalah ini dapat diatasi dengan media pendidikan, yaitu dengan kemampuannya dalam; a. Memberikan perangsang yang sama; b. Mempersamakan pengalaman; c. Menimbulkan persepsi yang sama
Dari uraian dan pendapat para ahli media pembelajaran di atas dapat disimpulkan bahwa beberapa manfaat praktis dari media pembelajaran adalah dapat memperjelas penyajian pesan dan informasi, dapat meningkatkan dan mengarahkan perhatian anak sehingga dapat menimbulkan motivasi belajar, dapat mengatasi keterbatasan indera, ruang, dan waktu, serta dapat memberikan kesamaan pengalaman kepada siswa tentang peristiwa-peristiwa di lingkungan mereka.
2.1.3 Pengembangan Media Pembelajaran Media yang dikembangkan sendiri oleh pendidik dapat menghindari ketidaktepatan karena dirancang sesuai dengan kebutuhan, potensi sumber daya dan kondisi lingkungan masing-masing. Menurut Asyhar (2010), pengembangan media pembelajaran merupakan: “Kegiatan yang terintegrasi dalam penyusunan dokumen pembelajaran lainnya, seperti kurikulum, silabus dan rencana pelaksanaan pembelajaran (RPP), dan lain-lain. Artinya, setelah dokumen-dokumen pembelajaran tersebut siap disusun, dilanjutkan dengan pengadaan/penyiapan media pembelajarannya sebagai sumber belajar dan alat bantu dalam proses pembelajaran”.
Pengembangan media pembelajaran perlu dilakukan secara sistematik berdasarkan langkah-langkah yang terkait untuk menghasilkan media pembelajaran yang bermanfaat. Menurut Sadiman, dkk (2011) perancangan media pembelajaran melalui 6 tahap kegiatan, yaitu:
10
a. b. c. d. e. f.
menganalisis kebutuhan dan karakteristik siswa; merumuskan tujuan instruksional (instructional objective) dengan operasional dan khas; merumuskan butir-butir materi secara terperinci yang mendukung tercapainya tujuan; mengembangkan alat pengukur keberhasilan; menulis naskah media; mengadakan tes dan revisi.
2.1.4 Jenis Media Perkembangan media pembelajaran mengikuti perkembangan teknologi. Teknologi paling tua yang dimanfaatkan dalam proses belajar adalah percetakan yang bekerja atas dasar prinsip mekanis. Kemudian, lahir teknologi audio-visual yang menggabungkan penemuan mekanis dan elektronis untuk tujuan pembelajaran. Teknologi yang muncul terakhir adalah teknologi mikroprosesor dengan pemakaian komputer.
Berdasarkan
perkembangan
teknologi
tersebut,
Arsyad
(2011)
mengelompokkan media pembelajaran ke dalam empat kelompok, yaitu: 1.
2.
3.
4.
Media hasil teknologi cetak Teknologi cetak adalah cara untuk menghasilkan atau menyampaikan materi, seperti buku dan materi visual statis terutama melalui proses pencetakan mekanis atau fotografis. Media hasil teknologi audio-visual Teknologi audio-visual adalah cara menghasilkan atau menyampaikan materi menggunakan mesin-mesin mekanis dan elektrinik untuk menyajkan pesan-pesan audio dan visual. Media hasil teknologi yang berdasarkan komputer Teknologi berbasis komputer merupakan cara menghasilkan atau menyampaikan materi dengan menggunakan sumber berbasis mikro-prosesor. Perbedaan dari teknologi lainnya adalah karena informasi disimpan dalam bentuk digital dan dapat meliputi tutorial (penyajian materi pelajaran secara bertahap), drills and practice (latihan menguasai materi sebelumnya), permainan dan simulasi (latihan mengaplikasikan pengetahuan dan keterampilan yang baru dipelajari), dan basis data (sumber untuk menambah informasi sesuai dengan keinginan masing-masing Mahasiswa ). Media hasil gabungan teknologi cetak dan komputer. Teknologi gabungan ini adalah cara untuk menghasilkan dan menyampaikan materi dengan menggabungkan pemakaian beberapa bentuk media yang dikendalikan oleh komputer. Teknologi ini dapat digunakan apabila dikendalikan oleh komputer yang memiliki kemampuan yang hebat.
Selain itu, Asyhar (2010) juga mengelompokkan media pembelajaran ke dalam empat jenis, yaitu: 1. Media audio adalah jenis media yang digunakan dalam proses pembelajaran dengan hanya melibatkan pendengaran peserta didik. Pengalaman belajar yang akan didapatkan adalah
11
dengan mengandalkan indera pendengaran. Menurut Munadi (2008), media audio hanya mampu memanipulasi kemampuan suara semata. Pesan dan informasi yang diterimanya berupa pesan verbal seperti bahasa lisan, kata-kata dan lain-lain. Sedangkan pesan nonverbal adalah dalam bentuk bunyi-bunyian, musik, bunyi tiruan dan sebagainya. 2. Media visual, yaitu jenis media yang digunakan hanya mengandalkan indera penglihatan semata, sehingga pengalaman belajar yang diterima peserta didik sangat tergantung pada kemampuan penglihatannya. 3. Media audio-visual, adalah jenis media yang digunakan dalam kegiatan pembelajaran dengan melibatkan pendengaran dan penglihatan sekaligus dalam satu proses. Pesan dan informasi yang dapat disalurkan melalui media ini dapat berupa pesan verbal dan nonverbal yang baik yang mengandalkan penglihatan maupun pendengaran. 4. Multimedia, yaitu media yang melibatkan berbagai indera dalam satu kegiatan pembelajaran. Termasuk dalam media ini adalah segala sesuatu yang memberikan pengalaman belajar secara langsung, baik dengan cara berbuat seperti pengalaman kerja lapangan, maupun dengan cara terlibat seperti permainan, simulasi, bermain peran, teater dan sebagainya.
2.2 Adobe Flash Professional CS6 Madcoms (2013) mengatakan bahwa, “Adobe flash merupakan program animasi berbasis vektor, yang telah banyak digunakan oleh para animator untuk membuat berbagai animasi. Sekarang ini Adobe Flash Professional CS6 telah mampu mengolah teks maupun objek dengan efek tiga dimensi sehingga tampak lebih menarik”. Flash didesain dengan kemampuan untuk membuat animasi 2 dimensi atau 3 dimensi yang handal dan ringan sehingga flash banyak digunakan untuk membangun dan memberikan efek animasi pada logo, movie, game bahkan media pembelajaran. Adapun fitur-fitur dari Adobe Flash Professional CS6 menurut Madcoms (2013) adalah sebagai berikut: 1.
2.
3.
Support untuk HTML5 Terdapat ekstensi baru, dapat membuat konten interaktif HTML5 dengan pembuatan animasi maupun gambar ini di flash. Dapat di export sebagai JavaScript sumber kerangka CreateJS open source. Stage 3D targeting Turbocharge rendering dengan menggunakan direct mode dengan open source starling framework untuk terhubung dengan konten hardware-accelerated 2D. Advanced drawing tools Hasil design artwork-nya lebih tepat dan efisien, dengan smart shapes beserta design tool yang kuat.
12
4.
Industry-leading animation tools Create and edit motion menggunakan timelineand motion editor, dan menggunakan inverse kinematics untuk memuat motion yang alami pada animasi karakternya. 5. Profesional video tools easily incorporate Video terproyeksi, klip video dapat secara efisien terkonversi dengan adanya aplikasi adobe media encoder. 6. XML-based FLA source files Penyatuan proyek lebih mudah dengan implementasi XML berbasis format file FLA. Proyek terkompresi bertindak seperti folder, yang memungkinkan untuk cepat mengelola dan memodifikasi aset. 7. Creative suite integration perform roundtrip Memungkinkan suntingan gambar bitmap dengan Adobe Photoshop CS6software, dan mengintegrasikan erat dengan Adobe Flash Builder 4.6 software. 8. 3D transformation animate 2D objects 3D space dengan rotation tools 3D yang menarik, yang memungkinkan untuk menganimasi sepanjang sumbu x, y, dan z menggunakan apply local atau global transformation ke objek. 9. Spring attribute for the bone tool add Ekspresis, seperti animasi hidup, dengan adanya attributes untuk bone tool. Inverse kinematics engine yang kuat dapat memberikan gerakan hidup. 10. Adobe AIR mobile simulation simulate Common mobile application berinteraksi seperti orientasi layar, adanya gerakan sentuh, dan accelerometer untuk membantu mempercepat pengujian.
Tampilan windows Adobe Flash Professional CS6 ditunjukkan oleh gambar 2.1 sebagai berikut:
Gambar 2.1 Tampilan Welcome Screen Adobe Flash Professional CS6 Sumber: Rahmanisa, 2013
13
Tampilan area kerja Adobe Flash Professional CS6 ditunjukkan oleh gambar 2.2 sebagai berikut:
Gambar 2.2 Area kerja Adobe Flash Professional CS6 Sumber: Bahari, 2013
Tampilan panel tools Adobe Flash Professional CS6 serta bagian-bagian ditunjukkan oleh gambar 2.3 sebagai berikut:
Gambar 2.3 Panel tools Adobe Flash Professional CS6 Sumber:Rahmanisa, 2013
14
2.3 Persepsi Siswa 2.3.1 Pengertian Persepsi Walgito (2010) menjelaskan, “Persepsi merupakan suatu proses yang didahului oleh penginderaan, yaitu merupakan proses diterimanya stimulus oleh individu melalui alat indra atau disebut juga proses sensoris”.
2.3.2 Faktor-Faktor Persepsi Siswa Menurut Walgito (2010), faktor-faktor yang berperan dalam persepsi yaitu: 1.
2.
3.
Objek yang dipersepsi Objek menimbulkan stimulus yang mengenai alat indra atau reseptor. Stimulus dapat datang dari luar individu yang mempersepsi, tetapi juga datang dari dalam diri individu yang bersangkutan langsung mengenai syaraf penerima bekerja sebagai reseptor. Namun, sebagian besar stimulus datang dari luar individu. Alat indra, syaraf, dan pusat susunan syaraf Alat indra atau reseptor merupakan alat untuk menerima stimulus. Di samping itu, syaraf sensoris sebagai alat untuk meneruskan stimulus yang diterima reseptor ke pusat susunan syaraf, yaitu otak sebagai pusat kesadaran. Selain itu syaraf motoris juga diperlukan sebagai alat untuk mengadakan respon. Perhatian Untuk menyadari atau mengadakan persepsi diperlukan adanya perhatian yang merupakan langkah pertama sebagai suatu persiapan dalam rangka mengadakan persepsi. Perhatian merupakan pemusatan atau kosentrasi dari seluruh aktivitas individu yang ditujukan kepada sesuatu atau sekumpulan objek.
Berdasarkan uraian sebelumnya, dapat dilihat bahwa ada beberapa faktor yang berperan agar terjadinya proses persepsi yaitu, objek atau stimulus yang dipersepsikan, alat indra dan syaraf-syaraf serta pusat sususan syaraf, dan perhatian. Dengan memperhatikan faktor-faktor tersebut, seorang guru dapat mengetahui apa yang berperan dalam proses mengajar dan belajar, sehingga timbul persepsi yang baik dari siswa yang diajarkan.
15
2.3.3 Proses Persepsi Proses persepsi terjadi dalam tahap-tahap menurut Walgito (2010) sebagai berikut: 1. 2. 3. 4.
Tahap pertama, merupakan tahap yang dikenal dengan nama proses fisik. Proses ini dimana proses ditangkapnya suatu stimulus oleh alat indra manusia. Tahap kedua, merupakan tahap yang dikenal dengan proses fisiologis yang diteruskannya stimulus diterima oleh reseptor (alat indra) melalui syaraf-syaraf sensoris. Tahap ketiga, merupakan tahap yang dikenal dengan nama proses psikilogik yang timbulnya kesadaran individu tentang stimulus yang diterima reseptor. Tahap keempat, merupakan hasil yang diperoleh dari proses persepsi yaitu berupa tanggapan dan perilaku.
Dapat diketahui bahwa hasil akhir dari proses persepsi yaitu berupa tanggapan ataupun perubahan perilaku. Dikarenakan setiap individu memiliki tanggapan dan perubahan perilaku yang berbeda satu dan lainnya, maka tidak menutup kemungkinan bahwa setiap siswa mempunyai pandangan yang berbeda mengenai media pembelajaran yang telah dibuat.
2.4 Tinjauan Materi 2.4.1 Pengaruh Kalor terhadap Zat Kalor (panas) merupakan salah satu bentuk energi. Sebagai salah satu bentuk energi, kalor dapat berpindah akibat perubahan suhu. Adanya perubahan suhu itu sendiri merupakan petunjuk terjadinya perpindahan atau aliran kalor. Satuan energi dalam SI adalah joule. Dengan demikian satuan SI untuk kalor adalah joule juga. Namun, kalor kadang juga dinyatakan dalam satuan khusus energi panas yang disebut kalori. Secara umum, 1 kalori didefinisikan sebagai berikut. Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1°C.
16
Jika dikonversi dengan joule (J), diperoleh : 1 kal = 4,186 J 1 J = 0,24 kal
2.4.1.1 Pengaruh Kalor terhadap Kenaikan Suhu Zat Jika suatu zat menerima kalor, suhu zat tersebut akan naik. Hasil percobaan menunjukkan bahwa besarnya kenaikan suhu dari zat berbanding lurus dengan banyaknya kalor yang diterima oleh zat tersebut, dan berbanding terbalik dengan massa zat. Besarnya kalor untuk menaikkan suhu satu satuan massa zat bergantung pada jenis zat. Oleh karena itu, kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1°C. Berdasarkan definisi tersebut maka hubungan antara banyaknya kalor yang diserap oleh suatu benda dan kalor jenis benda serta kenaikan suhu benda dituliskan dalam bentuk persamaan berikut.
c=
atau Q = mc∆T
(2.1)
dengan: Q = kalor (kalori atau joule) m = massa benda (gram atau kg) c = kalor jenis (kal
°C
atau J
°C
)
∆T = perubahan suhu (°C) Hasil kali massa m dan kalor jenis c disebut kapasitas kalor dan diberi lambang C. Jadi,
17
C= mc
(2.2)
Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebanding dengan kapasitas kalor benda tersebut, dan sebanding pula dengan perubahan suhunya. Kapasitas kalor dapat didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu sebesar 1°C. Hubungan antara banyaknya kalor yang diserap oleh suatu benda dan kapasitas kalor benda serta kenaikan suhu benda dituliskan dalam bentuk persamaan: mc = C =
atau Q = C ∆T
(2.3)
dengan: Q = kalor (kalori atau joule) C = kapasitas kalor (kal°C
atau J°C )
∆T = perubahan suhu (°C)
2.4.1.2 Pengaruh Kalor terhadap Perubahan Wujud Zat Kalor dapat mengubah wujud zat. Misalnya, es (zat padat) yang dipanaskan (diberi kalor) akan berubah wujudnya menjadi air (zat cair). Demikian pula sebaliknya, air (zat cair) yang didinginkan (diambil kalornya) dalam batas tertentu akan berubah wujud menjadi es (zat padat). Pada umumnya, suhu zat akan naik jika menerima kalor dan akan turun jika melepaskan kalor. Namun, ada suatu kondisi di saat kalor yang diterima suatu zat bukan lagi digunakan untuk menaikkan suhu zat itu, melainkan untuk mengubah wujudnya. Demikian pula, ada suatu kondisi di saat kalor yang dilepaskan suatu zat
18
bukan lagi digunakan untuk menurunkan suhu zat itu, melainkan untuk mengubah wujudnya. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud benda disebut kalor laten (L). Kalor laten (L) adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk mengubah wujud zat itu. Secara matematis dapat dinyatakan : L = Q/m atau Q = mL
(2.4)
dengan Q = kalor dan m = massa zat. Dengan adanya beberapa wujud zat, ada pula beberapa jenis kalor laten, yaitu kalor laten lebur, kalor laten beku, kalor laten didih, dan kalor laten embun.
2.4.2 Pemuaian Zat Pemuaian adalah bertambah besarnya ukuran suatu benda karena kenaikan suhu yang terjadi pada benda tersebut. Kenaikan suhu yang terjadi menyebabkan benda itu mendapat tambahan energi berupa kalor yang menyebabkan molekulmolekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat. Setiap zat mempunyai kemampuan memuai yang berbeda-beda. Gas misalnya, memiliki kemampuan memuai lebih besar daripada zat cair dan zat padat. Adapun kemampuan memuai zat cair lebih besar daripada zat padat.
2.4.2.1 Pemuaian Zat Padat Salah satu peristiwa pemuaian zat padat adalah gelas kosong yang diisi dengan air mendidih menjadi retak. Peristiwa ini terjadi karena bagian dalam gelas
19
memuai terlebih dahulu daripada bagian luar gelas. Pemuaian zat padat dibedakan menjadi tiga, yaitu: pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.
2.4.2.1.1
Pemuaian Panjang
Jika suatu benda berbentuk batang yang panjangnya l0 dipanaskan sehingga suhunya berubah sebesar ∆T, maka benda tersebut akan memuai seperti pada gambar:
∆l
Gambar 2.4 Pemuaian Panjang Sumber: Kamajaya, 2007
Pertambahan panjang ∆l adalah sebanding dengan panjang mula-mula l0, jenis benda dengan koefesien muai panjang α dan perubahan suhu ∆T.
∆l = l 0α∆T
(2.5)
Panjang setelah pemuaian dirumuskan:
lT = l 0 + ∆l lT = l0 + l0α∆T
lT = l 0 (1 + α∆T ) dengan, ∆T = T − T0 Keterangan:
lT = panjang akhir (m) l0 = panjang mula-mula (m)
(2.6)
20
α = koefisien muai panjang ( /0C atau /K) ∆T = perubahan suhu ( 0C atau K) 2.4.2.1.2
Pemuaian Luas
Jika suatu benda berbentuk bujur sangkar tipis dengan sisi l0 dipanaskan sehingga suhunya berubah sebesar ∆T , maka bujur sangkar akan memuai pada kedua sisi seperti gambar:
Gambar 2.5 Pemuaian Luas Sumber: Kamajaya, 2007
Luas benda mula-mula adalah: A0 = l 0
2
Karena setiap sisi memuai sebesar ∆ l , maka akan membentuk bujur sangkar baru dengan sisi (l 0 + ∆l ). Jadi luas terakhir: A = (l 0 + ∆l ) = l 0 + 2l 0 ∆l + (∆l ) 2
2
2
Karena ∆ l cukup kecil, maka nilai (∆l ) ~ 0 sehingga dapat diabaikan. 2
Luas akhir : A = l 0 + 2l 0 ∆l 2
Dengan memasukkan ∆l = l 0α∆T , A0 = l 0 dan β = 2α , maka luas akhir menjadi: 2
21
A = A0 (1 + β∆T )
(2.7)
Perubahan luas akibat pemuaian: ∆A = A − A0
∆A = A0 β∆T
2.4.2.1.3
(2.8)
Pemuaian Volume
Jika benda padat berbentuk balok dipanaskan, maka akan terjadi pemuaian dalam arah memanjang, melebar dan meninggi. Dengan kata lain, benda padat mengalami pemuaian volume. Pemuaian volume berbagai zat bergantung pada koefisien muai volume. Jika suatu benda berbentuk kubus dengan sisi l 0 dipanaskan sehingga suhunya berubah sebesar ∆T , maka kubus akan memuai pada ketiga sisinya. 3 Volume mula-mula adalah V0 = l 0
Setiap sisi memuai sebesar ∆ l , maka akan terbentuk kubus baru dengan sisi (l 0 + ∆l ) Jadi volume akhir benda: V = (l 0 + ∆l )
3
V = l 0 + 3l 0 ∆l + 3l 0 (∆l ) + (∆l ) 3
2
2
3
∆ L cukup kecil, maka nilai (∆l ) dan (∆l ) ~ 0 sehingga dapat diabaikan. 2
3
Volume akhir benda: V = l 0 + 3l 0 ∆l 3
2
∆l = l0α∆T , V0 = l 0 3 dan γ = 3α , maka V = V0 (1 + γ∆T )
(2.9)
22 Perubahan volume akibat pemuaian: ∆V = V − V0
∆V = V0γ∆T
(2.10)
2.4.2.2 Pemuaian Zat Cair Sifat zat cair adalah selalu mengikuti bentuk wadahnya. Jika air dituangkan kedalam botol, bentuk air mengikuti bentuk botol. Jadi berarti wadah adalah volume. Oleh karena itu, zat cair hanya memiliki muai volume (tidak memiliki muai panjang dan muai luas). Volume zat cair bertambah ketika suhu dinaikkan, karena molekul zat cair lebih bebas dibandingkan molekul zat padat maka pemuaian pada zat cair lebih besar dibandingkan pada zat padat.
2.4.2.3 Pemuaian Gas Seperti halnya zat padat dan zat cair, gas juga memuai ketika dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Namun, volume gas bertambah lebih banyak dibandingkan zat padat dan zat cair untuk kenaikan suhu yang sama. Perbedaan lainnya adalah bahwa volume gas sangat dipengaruhi oleh tekanannya.
2.4.3 Perpindahan Kalor Kalor berpindah dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Ada 3 cara perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. 2.4.3.1 Konduksi Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor yang tidak disertai perpindahan atom-atom di dalam penghantar. Misalnya, pada sebatang besi yang salah satu ujungnya dipanaskan, kalor akan mengalir sampai ke ujung lainnya.
23
Jika panjang penghantar adalah l, luas penampangnya A, dan selisih suhu kedua ujung adalah ∆T, jumlah kalor (H) yang mengalir pada benda dirumuskan: H = kA
atau
= kA
(2.11)
Dengan: Q = kalor yang dihantarkan (J) A = luas penampang lintang benda (
)
∆T = perubahan suhu (K) l = jarak antar kedua bagian benda yang berbeda suhunya (m) ∆t = selang waktu yang diperlukan (s) k = konstanta pembanding/konduktivitas termal zat (J/s.m.K) Peristiwa konduksi dapat dianggap sebagai akibat dari perpindahan energi kinetik dari suatu partikel ke partikel lain melalui tumbukan. Partikel yang dipanaskan akan bergetar dengan energi kinetik yang besar, kemudian partikelpartikel itu memberikan sebagian energi kinetiknya kepada partikel di dekatnya. Partikel di dekatnya itu kemudian bergetar pula dan memberikan sebagian energi kinetiknya ke partikel di dekatnya lagi, demikian seterusnya sehingga terjadilah konduksi.
2.4.3.2 Konveksi Perpindahan kalor secara konveksi hanya terjadi pada zat cair dan gas saja (fluida) karena partikel-partikelnya dapat bergerak bebas. Perpindahan kalor secara konveksi merupakan perpindahan kalor yang disertai perpindahan partikel.
24
Persamaanya adalah: H=
= hA∆T
(2.12)
Keterangan: H = perpindahan kalor (W atau J/s) A = luas penampang (
)
h = koefisien konveksi (W/m K) ∆T = perubahan suhu (K) t = waktu (sekon)
2.4.3.3 Radiasi Perpindahan kalor secara radiasi tidak memerlukan medium. Misalnya, pancaran panas matahari yang sampai di bumi melalui ruang angkasa yang hampa, ternyata panasnya masih dapat kita rasakan. Untuk semua benda hitam: H=
= σA
(2.13)
Atau setiap permukaan benda dengan emisivitas (0 ≤ e ≤ 1): H=
= eσA
(2.16)
Keterangan: H = perpindahan kalor (W atau J/s) A = luas penampang (
)
σ = kostanta Stefan-Boltzmann = 5,67 x 10 8 W/
2
25
T = suhu (K) t = waktu (sekon) e = emisivitas benda dengan: e = 0, pemantulan sempurna dan e = 1, penyerapan sempurna
2.4.4
Asas Black Seorang ilmuwan Inggris yaitu Joseph Black mengadakan pengamatan
mengenai kalor. Black menyatakan bahwa jika dua zat yang suhunya berbeda dicampur, zat yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan sejumlah kalor yang akan diserap oleh zat yang suhunya lebih rendah. Jadi, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diserap oleh zat yang suhunya lebih rendah. Kesimpulan itu disebut asas Black yang secara matematis ditulis: =
(2.17)
Persamaan ini disebut hukum kekekalan energi kalor atau asas Black. Jika dinyatakan dalam massa m, kalor jenis c, dan perubahan suhu ∆ , persamaannya dapat ditulis: ∆
=
∆
(2.18)
Atau
(
- )=
(
- )
Dengan: = massa benda yang suhunya lebih tinggi (kg) = massa benda yang suhunya lebih rendah (kg)
(2.19)
26
= kalor jenis benda yang suhunya lebih tinggi (J = kalor jenis benda yang suhunya lebih rendah (J
= suhu benda yang suhunya lebih tinggi (°C)
= suhu benda yang suhunya lebih rendah (°C)
= suhu akhir pencampuran kedua benda (°C)
°C °C
) )
