Lks Suhu Dan Kalor [PDF]

Citation preview

MENGANALISIS PENGARUH KALOR TERHADAP SUATU ZAT



PENYELIDIKAN :



LKS 01



Siapkan 3 wadah, misalnya 3 baskom. Masukan air panas ke dalam baskom 1 (airnya jangan terlalu panas,nanti tanganmu bisa melepuh). Masukan juga air dingin ke dalam baskom 2. Campurkan air panas dan air dingin, lalu masukkan ke dalam baskom 3. Silahkan masukkan tangan kananmu ke dalam baskom 1 dan tangan kirimu ke dalam baskom 2. Diamkan selama beberapa saat. Setelah itu, masukkan kedua tanganmu ke dalam baskom 3. 1. Apa yang kamu rasakan pada tangan kananmu? ................................................................................................................... 2. Apa yang kamu rasakan pada tangan kirimu? .................................................................................................................. 3. Bandingkan suhu yang kamu ukur dengan perasaan dan dengan logika berpikirmu. Apa kesimpulanmu. ................................................................................................................ ... 4. Ulangi penyelidikanmu lalu ukur masing masing baskom dengan menggunakan



5. 6. 7. 8. 9.



thermometer.  Suhu pada baskom 1 = ................0C  Suhu pada baskom 2 = ................0C  Suhu pada baskom 3 = ................0C Apa kesimpulanmu .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... Apa yang dimaksud dengan suhu ? .................................................................................................................................... Alat untuk mengukur suhu ? ................................................................................................ Termometer memiliki 2 titik tetap yaitu ..............................dan ................ Perbandingan skala antara celcius,reamur,dan fahreinheit adalah :



C : R : ( F - ......) = ...............:................. : ................



10. Sebuah termometer menunjukkan suhu 300 C. Berapakah suhu termometer tersebut jika dinyatakan dalam skala fahrenheit? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................



ANALISIS 1.



Assajjad siswa kelas X membuat sebuah termometer. Ia mencelupkan thermometernya kedalam es yang sedang mencair, ternyata menunjukkan angka 200A sedangkan jika jika dicelupkan kedalam air yang sedang mendidih termometernya menunjukkan angka 1600A, sebuah benda diukur dengan termometer Reamur menunjukkan angka 480R. Hitunglah suhu benda ini jika



2.



diukur dengan termometer A buatan Assajjad? Setelah dikalibrasi sebuah termometer mempunyai jarak antara kedua titik tetapnya 21 cm. Saat digunakan untuk mengukur suhu air hangat pada suatu gelas ternyata ketinggian kolom cairan pengisian dari TTB adalah 16 cm. Saat digunakan untuk mengukur suhu suatu larutan mempunyai ketinggian kolom cairan sebesar 7 cm dari TTBnya. Berapakah suhu air hangat dan larutan tersebut menurut skala celcius? .................................................................................................................. ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ .................................................................................................................................



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



DISKUSI 1. 2.



Manakah yang lebih besar pertambahan suhu 10C atau 10F ? Sebuah termometer menunjukkan suhu -3 saat dipakai untuk mengukur suhu air es. Jika jarak antara kedua titik tetapnya adalah 14 cm. Berapakah ketinggian kolom cairan dari TTBnya? ............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. ..............................................................................................................................



Tanggal



Nilai



Pemuaian zat Eksperimen Menyelidiki kecepatan pemuaian dari berbagai zat cair



LKS 02



Analisis 1.



Pada suhu 32 0C panjang batang aluminium 25 m. Berapakah panjang batang jika suhu aluminium dinaikkan menjadi 600 ?( α = 1,2 x 10-5/0C)



2.



Luas permukaan kaca rumah pada suhu 250C adalah 4 m2. Berapa pertambahan luas kaca tersebut jika suhunya dinaikkan hingga 750C? Koefisien muai luas kaca adalah



3.



18 x 10-6/ 0C. Hitunglah banyaknya air yang tumpah ketika sebuah bejana yang penuh berisi 1000 cm3 air pada suhu 270 C dipanaskan hingga 1000C. Anggap koefisien ruang bejana 9



4.



x 10-6/ 0C dan koefisien muai air 2 x 10-4/0C. Fluida manakah yang lebih tepat sebagai bahan pengisi termometer, alkohol atau



5.



raksa? Jelaskan!. Sebuah pelat tipis terdiri dari bahan besi yang koefisien muai panjangnya 11 x 10 -6 / 0



C, jika pada suhu 280C luasnya 6 m2, tentukanlah pertambahan luas dan luas akhir



plat tersebut setelah suhunya dinaikkan menjadi 1000C.



.



Konsep Pemuaian panjang : Jika zat padat dipanaskan maka zat tersebut akan mengalami pertambahan panjang (pemuaian panjang). Dalam proses ini ......................(α) yang didefenisikan sebagai bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang benda sebesar ∆l meter jika suhunya berubah sebesar ∆T0C. Pemuaian zat cair: Zat cair hanya mengalami perubahan ............... .umumnya volume zat cair...................ketika suhunya dinaikkan dan massanya tetap. Akibatnya, ketika suhu zat cair bertambah, massa jenis zat............ketika air yang berada dalam wadah , sehingga permukaan zat cair akan turun. Perlahan – lahan zat cair akan bertambah sehingga permukaan air akan naik karena permukaan air lebih besar dari zat padat. Salah satu sifat unik yang dimiliki air yaitu pada rentang pemanasan antara suhu 00C sampai 40C, volume air akan menyusut dan pemanasan pada suhu diatas 4 0C maka volume air kembali akan memuai. Sifat seperti ini disebut .....................air. Coba gambarkan hubungan antara volume suhu pada grafik dibawah ini:



Volume



Suhu 4oc Pemuaian gas: Keadaan gas ditentukan oleh 3 faktor yaitu ..............(P), .....................(V) dan ................. (T). Jika suhu dinaikkan maka ketiga besaran tersebut atau dua diantaranya akan mengalami perubahan. Hubungan antara ketiga besaran tersebut telah diselidiki dan dirangkum menjadi 3 buah hukum yaitu : 1. Hukum ........... 2. Hukum ............. 3. Hukum ............. Tanggal



Nilai



Menganalisis cara perpindahan kalor, konduksi,konveksi, dan radiasi.



Eksperimen 01



LKS O3



Pengamatan Perpindahan Kalor Tujuan: Mengamati perpindahan kalor dan benda yang dapat melepas dan menerima kalor Alat dan Bahan 1. Gelas 2. Wadah air 3. Air Petunjuk Kerja 1. Siapkanlah segelas air dingin, segelas air panas, termometer, dan sebuah wadah plastik. 2. Ukurlah suhu air pada masing-masing kedua gelas. 3. Campurkan air dari dari kedua gelas tersebut ke dalam wadah air



4. Selang beberapa saat, ukurlah suhu air campuran tersebut. Pertanyaan: 1. Berapakah suhu air dingin dari hasil pengukuranmu?



2. Berapakah suhu air panas dari hasil pengukuranmu? 3. Berapakah suhu air campuran? 4. Samakah suhu air antara sebelum dicampur dan sesudah dicampur? 5. Apa yang dapat kamu simpulkan dari kegiatan tersebut?



Analisis 1 1. Sebuah ruangan ber AC memiliki kaca jendela yang luasnya 2m x 1,2 m dan tebalnya 3,5 mm. Suhu didalam ruang 200C dan suhu diluar ruang 300C. Hitunglah laju konduksi kalor jika konduktivitas termal kaca 0,8 W/mK! 2. Sebatang besi bermassa 2 kg diberi kalor sebanyak 9000 joule. Suhu mula- mula batang besi itu 250C, hitunglah suhu batang besi tersebut setelah menerima kalor ini ? (kalor jenis besi 450 J/kg.K



Eksperimen 02 1. Sediakan sendok makan dari logam dan air panas dalam gelas lalu masukkan salah satu ujung sendok dan ujung satunya dipegang. Apa yang kamu rasakan? 2. Melakukan eksperimen dengan menggunakan logam aluminium, besi,dan tembaga. Digunakan pula pembakar spiritus dan beberapa batang lilin. Logam dipanaskan dengan sebatang lilin yang diletakkan di salah satu ujung batang sedangkan ujung lain tidak di panaskan.



a. Bagaimana arah perambatan kalor yang terjadi?



................................................................................................................. b. Berikanlah analisis singkat dari sudut pandang atomik tentang terjadinya laju konduksi pada logam. c. Pada logam yang manakah lilin lebih cepat mencair?jelaskan alasanmu!



Analisis 2 Jelaskan bagaimana perpindahan kalor secara konduksi 1. 2.



Sebatang aluminium dengan panjang 0,400 m dan diameter 6,00 x 10-3 m digunakan untuk mengaduk larutan gula-air bersuhu 108 0C. Jika ujung lain batang bersuhu 280C, berapakah kalor yang mengalir sepanjang batang dalam 5 menit? Konduktivitas termal aluminium 200 W/mK .



Eksperimen 03 1.



Sediakan sebuah lilin lalu bakar. Rasakan panas disekitar lilin mulai dari sisi



samping kemudian disisi atas. Sisi manakah yang paling panas? Mengapa? 2. Melakukan pemanasan air didalam sebuah wadah logam menggunakan bunsen pembakar



a. Setelah beberapa saat dipanaskan bagian air yang mana yang memiliki massa jenis lebih tinggi dan yang lebih rendah? b. Jelaskan mengapa terjadi perbedaan massa jenis pada air yang dipanaskan



Analisis s3



1. Jelaskan bagaimana perpindahan kalor secara konveksi 2. Suhu kulit seseorang kira-kira 320C. Jika orang tersebut memiliki luas permukaan tubuh kira-kira 1,6 m2 dan berada dalam ruang yang bersuhu 22 0C. Tentukan kalor yang dilepaskan tubuh orang itu melalui konveksi selama 5 menit. (h = 7,0 Wm-2k-1)



Eksperimen 04 1. Sediakan 2 buah kotak dari bahan kertas berbeda warna (hitam dan warna lain). Buat lubang kecil pada bagian atasnya. Tancapkan termometer pada masing – masing kotak melalui lubang yang telah dibuat. Tempatkan masing – masing kotak dibawah sinar matahari. Apa yang terlihat pada masing – masing termometer yang menancap tersebut?



Analisis 4 1. Jelaskan bagaimana perpindahan kalor secara radiasi 2. Sebuah benda mempunyai luas permukaan 5 cm2 dan suhunya 7270C. Benda tersebut meradiasikan energi sebesar 300 joule tiap menit.Hitunglah emivitas benda tersebut. (   5,67 x10 8 Wm 2 K 1 ) . Tanggal



Nilai



MENERAPKAN AZAS BLACK DALAM PEMECAHAN MASALAH



Penyelidikan



LKS 04



1. Masukkan es kedalam gelas kimia dan tempatkan termometer batang di antara es tersebut 2. Untuk selang waktu 1 menit, catatlah suhu es seperti yang ditunjukkan oleh termometer batang. Lakukan hal ini hingga semua es menjadi air



3. Setelah semua es mencair, panaskan air di dalam gelas kimia tersebut menggunakan lilin. Catatlah perubahan suhu untuk tiap menitnya, lakukan hal ini hingga air mendidih dan menjadi uap 4. Simpulkan apa yang anda dapatkan !



ANALISIS KONSEP



1. Berapakah besar panas yang dibutuhkan untuk mengubah 25g es yang bersuhu -20oC agar menguap semua pada suhu 100oC?diketahui panas jenis air 1kal/g.K,panas jenis es 0,5 kal/g.K,panas laten lebur air 80kal/g, dan panas laten penguapan air 540kal/g. 2. Panas tubuh yang diperoleh oleh manusia sangat bergantung pada aktivitas yang dilakukannya. Yang paling rendah adalah saat tidur, yaitu sekitar 65 kkal/jam dan yang paling tinggi saat bekerja keras, yaitu sebesar 1400 kkal/jam. Saat hari cukup panas(37oC),aktivitas normal tubuh manusia menghasilkan panas sebesar 275 kkal/jam. Jika seseorang beraktivitas normal pada hari yang cukup panas selama 3 jam, berapa banyak air yang diminumnya agar tidak mengalami dehidrasi, diketahui kalor laten penguapan air 580 kal/g. 3. Ketika tangan anda diletakkan dekat uap air anda merasakan panas sekali tetapi jika jarak tangan anda sedikit lebih jauh akan terasa hangat. Mengapa? Jelaskan.



Diskusi Diskusi . 1.



Gas 2 4



Padat



3



1 5



Cair



6 telah kita ketahui bahwa secara umum terdapat 3 fase zat yaitu padat, cair,dan gas. Kebanyakan, zat dapat mengalami ketiga fase tersebut,tetapi ada juga zat-zat yang tidak mengalami ketiga fase.Sebutkan dan jelaskan nama-nama proses yang ditunjukkan oleh nomor 1 hingga 6 dengan contohnya.apakah terjadi pelepasan atau penyerapan kalor dalam setiap proses ini?



PENYELIDIKAN: A. Judul Percobaan: Menentukan kalor jenis logam B. Alat dan bahan: Termometer, gelas ukur, Stopwatch, air,minyak kelapa , Pembakar bunsen, Neraca teknis, kubus logam, kalorimeter C. Prosedur 1. Siapkan alat dan bahan, serta susunlah alat seperti gambar dibawah ini.



2. Timbang kubus logam, mlogam = ........ 3. Isi gelas kimia dengan air hingga ¼ bagian, kemudian gantung kubus logam dalam gelas kimia hingga logam tercelup seluruhnya dan panaskan hingga mendidih. Ukur suhunya, T1= ...... 4. Timbang kalorimeter kosong, mkal = ..... 5. Isi kalorimeter dengan air hingga ¼ bagian, kemudian timbang, mk+a=... 6. Ukur suhu kalorimeter + air, T2 = ..... 7. Angkat kubus logam dari air panas kemudian masukkan ke dalam kalorimeter 8. Aduk air dalam kalorimeter sampai suhunya tidak lagi berubah, catat suhunya, T3 =....... 9. Catat semua data yang diperoleh di atas D. Hasil Pegukuran mkal.= ..................... gram ckal (kalor jenis kalorimeter) = 0,22 kal/gram C0 mair = ...................... gram (mair = mkal+air – mkal) cair = 1,00 kal/gram C0 mlogam = ................... gram T1 (suhu logam panas) = .......0C T2 (suhu awal kalorimeter dan air) =........0C T3 (suhu setimbang sistem) = ........0C Dengan menggunakan asas Black, yaitu kalor yang dilepaskan logam sama dengan kalor yang diterima air dan kalorimeter, maka hitunglah kalor jenis logam tersebut. ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________



Tanggal



Nilai