tugas 3 instrumen perpindahan kalor (inkuiri training)

INSTRUMEN KOGNITIF, AFEKTIF DAN PSIKOMOTORIK

PADA SUB MATERI PERPINDAHAN KALOR DENGAN

MENGGUNAKAN MODEL PEMBELAJARAN

INKUIRI LATIHAN KELAS X SMA

DISUSUN OLEH :

Nita Ariany Purba

4111121015

Fisika Dik C 2011

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN

2014

INSTRUMEN KOGNITIF

No Sub Materi Indikator Ranah

Kognitif

Soal Kunci Skor

1. Perpindahan

Kalor

Mendefenisikan

pengertian

perpindahan kalor.

C1 Perpindahan kalor melalui zat perantara dimana

partikel-partikel zat perantara tersebut tidak

berpindah merupakan perpindahan kalor secara…

A. konveksi

B. radiasi

C. konduksi

D. induksi

E. emisi

Jawaban C :

Perpindahan kalor secara

konduksi adalah perpindahan

kalor melalui zat perantara

dimana partikel-partikel zat

perantara tersebut tidak

berpindah.

5

2. Perpindahan

Kalor

Memahami

aplikasi

perpindahan kalor

di dalam

kehidupan sehari-

hari.

C2 Bagian dalam dinding termos dibuat mengkilap

dengan tujuan untuk mencegah perpindahan kalor

secara…

A. konveksi

B. radiasi

C. konduksi

D. induksi

E. emisi

Jawaban B :

Bagian dalam dinding termos

dibuat mengkilap dengan

tujuan untuk mencegah

perpindahan kalor secara

radiasi. Lapisan tersebut

memantulkan radiasi kembali

ke dalam termos

5


Kognitif

Soal Kunci Skor

3. Perpindahan

Kalor

Menentukan besar

perpindahan kalor

konveksi

C3 Suhu kulit seseorang tanpa pakaian kira-kira 320C.

Jika orang tersebut berada dalam ruangan yang

bersuhu 220C dan luas permukaan tubuhnya 1,6 m2.

Berapakah kalor yang dilepaskan tubuh orang

melalui konveksi selama 5 menit? h = 7,1 Js-1m-2K-1 !

A. 34080 J

B. 35080 J

C. 33088 J

D. 32890 J

E. 35000 J

Jawaban 15

4. Perpindahan

Kalor

Menganalisis

koefisien konduksi

termal pada sebuah

batang

C4 Dua batang P dan Q dengan ukuran yang sama tetapi

jenis logam yang berbeda dilekatkan seperti terlihat

pada gambar. Ujung kiri P bersuhu 900C dan ujung

kanan Q bersuhu 00C.

900C 00C.

Jawaban : C

Misal suhu pada bidang batas

adalah T, maka :

Hp = HQ

( )p = ( )Q

2(90 0C – T) =1(T - 0C)

20

P Q


Kognitif

Soal Kunci Skor

Jika koefisien konduksi termal P adalah 2 kali

koefisien konduksi termal Q, maka suhu pada bidang

batas P dan Q adalah.

A. 45 0C

B. 55 0C

C. 60 0C

D. 75 0C

E. 80 0C

180 – 2T = T

3T = 180

Maka,

T = 180 0C / 3

T = 60 0C

5. Perpindahan

Kalor

Memprediksi

benda-benda yang

bersifat konduktor

dan isolator

C5 Lima buah sendok yang terbuat dari bahan berbeda

diletakkan di sebuah gelas yang berisi air mendidih

dimana sendok tersebut antara lain terbuat dari bahan

aluminium, besi, kaca, kayu dan plastik. Sendok

manakah yang ujung nya lebih cepat panas?

A. plastik C. kayu E. kaca

B. besi D. aluminium

Jawaban : D

Ujung sendok yang paling

cepat panas adalah sendok

aluminium karena sendok

aluminium adalah konduktor,

besi juga konduktor tetapi

koefisien konduktivitasnya

lebih besar dari pada besi.

25


Kognitif

Soal Kunci Skor

6. Perpindahan

Kalor

Merancang suatu

percobaan

mengenai

perpindahan kalor

secara konveksi di

dalam kehidupan

sehari-hari

C6 Untuk melakukan suatu percobaan disediakan alat

dan bahan sebagai berikut:

1. Gelas Beker (1 buah)

2. Air (secukupnya)

3. Kacang Hijau (secukupnya)

4. Pemanas (spritus)

5. Kaki Tiga

Dari alat dan bahan diatas, pada saat air sudah

mendidih kacang hijau akan mengalami…….

A. naik keatas ke permukaan air

B. tetap berada di bawah

C. berputar di bawah

D. berputar diatas

E. naik turun ke permukaan air

Jawaban : A

Prosedur Kerja :

Percobaan perpindahan kalor

secara konveksi

1. Mengambil gelas beker,

mengisi dengan air

sampai hampir penuh.

2. Memasukkan kacang

hijau ke dalam gelas

beker.

3. Memanaskan air dalam

gelas beker tersebut tepat

pada bagian kanan bawah

dengan menggunakan

pemanas spiritus serta

bantuan kaki tiga.

30


Kognitif

Soal Kunci Skor

Mengamati apa yang terjadi !

Gambar Percobaan Perpindahan Kalor

secara Konveksi dalam Zat Cair


Kognitif

Soal Kunci Skor

Maka, pada saat air sudah mendidih kacang

hijau akan naik keatas ke permukaan air

karena yang pada awalnya kacang hijau

yang berada di bawah ketika di panaskan

kacang hijau tersebut mulai matang

kemudian akan naik keatas permukaan.

Dimana kacang hijau diumpakan seperti air

yang sedang dimasak, aliran-aliran air dari

bawah akan bergerak keatas ketika air yang

berada dibawah memanas. Perpindahan

panas ini disebut perpindahan kalor secara

konveksi yaitu perpindahan panas melalui

zat perantara dan diikuti perpindahan

partikelnya.

RUBRIK PENILAIAN KOGNITIF

No Jenis tes Jawaban Skor

1. Pilihan Ganda Jika jawaban benar 5

Jika jawaban salah 0





4. Pilihan Ganda Jika Jawaban benar 20






Skor Nilai Akhir untuk Tes Kognitif :

RUBRIK PENILAIAN KOGNITIF

No Aspek yang dinilai

Skor

(0 - 100) Keterangan

1. Pemahaman siswa pada saat menjelaskan tentang

perpindahan kalor di dalam kehidupan sehari-hari

2. Penilaian lembar jawaban (LKS) tentang masalah

perpindahan kalor yang diberikan.

TOTAL SKOR KOGNITIF

Penilaian lembar tabel pengamatan mengenai pemahaman siswa mengenai perpindahan kalor.

Sangat baik (sesuai dengan yang dipelajari ) = >75

Baik (kurang sesuai dengan yang dipelajari) = 75 > x > 50

Tidak baik (Tidak merangkum ) = 50

Penilaian lembar jawaban (LKS) tentang masalah perpindahan kalor yang diberikan.

Sangat baik (Menyelesaikan tugas LKS sesuai dengan permintaan soal ) = >75

Baik ( Menyelesaiakan tugas LKS tidak sesuai dengan permintaan soal ) = 75>x>50

Tidak baik (Tidak menyelesaiakn tugas LKS ) = 0

Penilaian Akhir Adalah :

INSTRUMEN AFEKTIF (SIKAP)

NO PERTANYAAN PILIHAN

1. Apakah kamu selalu datang tepat waktu sebelum

pelajaran dimulai?

A. ya

B. tidak

C. kadang-kadang

2. Apakah kamu mengerjakan tugas yang diberikan

guru secara mandiri?

A. ya

B. tidak

C. kadang-kadang

3. Apakah kamu mengumpulkan tugas tepat pada

waktu yang telah ditentukan guru?

A. ya

B. tidak

C. kadang-kadang

4. Apakah kamu berdiskusi dengan baik didalam

kelompok untuk menemukan jawaban dari masalah

yang diberikan guru?

A. ya

B. tidak

C. kadang-kadang

5. Apakah kamu menanggapi pendapat orang lain

dengan baik dan mengajukan pertanyaan dengan

baik?

A. ya

B. tidak

C. kadang-kadang

6. Apakah kamu aktif dalam bertanya ataupun

menjawab pertanyaan guru mengenai materi

pelajaran yang sedang dipelajari?

A. ya

B. tidak

C. kadang-kadang

RUBRIK PENILAIAN AFEKTIF (SIKAP)

Format Penilaian Afektif (sikap)

No Nama

Siswa

Aspek yang dinilai Jumlah

Nilai Kerja Sama Jujur Disiplin Tanggung

Jawab

Komunikasi Perilaku Santun

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1

2

3

4

dst

KriteriaPenilaian :

No Aspek Sikap Keterangan Skala Sikap

1. Kerja Sama A. Berdiskusi dengan baik dalam menyelesaikan masalah serta

saling membantu antar anggota kelompok.

B. Melakukan diskusi tapi tidak saling membantu dalam

menyelesaikan masalah.

C. Tidak ada kerja sama antar anggota tim dalam melakukan

diskusi.

3 = keterangan a

2 = keterangan b

1 = keterangan c

2. Jujur A. Mengerjakan tugas secara mandiri tanpa mencotek pekerjaan

orang lain.

B. Mengerjakan tugas secara mandiri namun masih terdapat

sedikit mencotek pekerjaan orang lain.

C. Mengerjakan tugas dengan cara mencontek pekerjaan orang

lain.

3 = keterangan a

2 = keterangan b

1 = keterangan c

3. Disiplin A. Selalu datang tepat waktu ketika proses pembelajaran akan

dimulai.

B. Pernah datang tidak tepat waktu ketika proses pembelajaran

akan dimulai

C. Tidak datang tepat waktu ketika proses pembelajaran akan

dimulai

3 = keterangan a

2 = keterangan b

1 = keterangan c

4. Tanggung Jawab A. Merapikan dan mengembalikan alat dan bahan yang

No Aspek Sikap Keterangan Skala Sikap

digunakan pada saat pratikum ketempat semula.

B. Merapikan alat dan bahan yang digunakan pada saat pratikum

tanpa mengembalikan ketempat semula.

C. Tidak merapikan dan mengembalikan alat dan bahan yang

digunakan pada saat pratikum ketempat semula.

3 = keterangan a

2 = keterangan b

1 = keterangan c

5. Komunikasi A. Mengajukan pertanyaan dan mengajukan pendapat pada saat

proses pembelajaran.

B. Mengajukan pertanyaan dan mengajukan pendapat ketika

didorong oleh guru pada saat proses pembelajaran.

C. Tidak mengajukan pertanyaan dan mengajukan pendapat

walaupun sudah di dorong oleh guru pada saat proses

pembelajaran.

3 = keterangan a

2 = keterangan b

1 = keterangan c

6. Perilaku Santun A. Mengemukakan pertanyaan dan pendapat dengan

menggunakan tutur kata yang baik dan benar.

B. Mengemukakan pertanyaan dan pendapat dengan

menggunakan tutur kata yang kurang baik dan benar.

C. Mengemukakan pertanyaan dan pendapat dengan

menggunakan tutur kata yang tidak baik dan benar.

3 = keterangan a

2 = keterangan b

1 = keterangan c

Keterangan : Skor maksimum = 18 Nilai % = x 100%

Baik = 3

Kurang Baik = 2

Tidak baik = 1

90-100 : Sangat Baik (A)

80-89 : Baik (B)

70-79 : Cukup Baik (C)

50-69 : Kurang Baik (D)

50 : Tidak Baik (E)

INSTRUMEN PSIKOMOTORIK

LEMBAR KERJA SISWA

I. Judul : Perpindahan Kalor

II. Tujuan :

1. Menganalisis peristiwa perpindahan kalor konduksi, konveksi dan

radiasi.

2. Menerapkan peristiwa perpindahan kalor secara konduksi,

konveksi dan radiasi pada kehidupan sehari-hari

III. Alat dan Bahan

No Alat dan Bahan Jumlah

1. Pembakar Spritus 1 buah

2. Paku 1 buah

3. Gelas Beker 1 buah

4. Kasa 1buah

5. Korek Api 1 kotak

6. Kaki Tiga 1 buah

7. Kacang Hijau Secukupnya

9. Lilin 1 buah

10. Air Secukupnya

IV. Teori Dasar

1. Konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi (hantaran) adalah perpindahan kalor melalui

zat perantara dimana partikel-partikel zat perantara tersebut tidak berpindah. Ada zat

yang daya hantar panasnya baik, ada pula zat yang daya hantar panasnya buruk.

Gambar 1. Perpindahan kalor secara konduksi

Pada gambar diatas jika ujung batang logam dipanaskan dengan api, ternyata

ujung logam yang kita pegang akhirnya menjadi panas. Hal tersebut membuktikan

adanya perpindahan kalor dari ujung batang logam yang dipanaskan ke ujung batang

yang kita pegang.

Berdasarkan daya hantar panasnya maka zat dikelompokkan menjadi dua yaitu

konduktor dan isolator.

a. Konduktor (zat yang dapat menghantarkan panas dengan baik) antara lain:

tembaga, alumunium, besi, dan baja.

b. Isolator (zat yang kurang baik menhantarkan panas), antara lain : kaca, karet,

kayu, dan plastik.

Secara sistematik banyaknya kalor H yang mengalir dari ujung bersuhu T1 ke

ujung suhu T2 dapat dinyatakan dengan persamaan:

H = Perambatan kalor tiap satuan waktu(kal/det)

K = Koefisien konduksi termal (Kal/m )

= Perbedaan Suhu ( )

A = Luas Penampang(m2)

L = Panjang(m)

2. Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi (aliran) adalah perpindahan kalor karena aliran

zat yang dipanaskan. Konveksi hanya terjadi pada zat yang dapat mengalir, yaitu zat

cair dan zat gas.

a. Konveksi dalam zat cair

Bila air dipanaskan, air akan memuai sehingga massa jenisnya berkurang. Karena

massa jenisnya berkurang maka air ini menjadi lebih ringan dan naik ke atas.

Tempatnya kemudian digantikan oleh air yang lebih dingin dari atas, yang turun

karena massa jenisnya lebih besar. Gerakan atau sirkulasi air tersebut dinamakan arus

konveksi.

Gambar 2. Konveksi kalor di dalam air

b. Konveksi dalam udara

Arus konveksi pada udara atau gas terjadi ketika udara panas naik dan udara yang

lebih dingin turun. Konveksi udara dapat dilihat pada gambar di bawah. Jika lilin

dinyalakan akan terjadi aliran udara panas dalam alat. Dengan menggunakan asap dari

obat nyamuk yang dibakar, aliran udara terlihat. Udara panas akan naik dan udara

dingin akan turun.

Penerapan konsep konveksi kalor dalam udara pada kehidupan sehari-hari dapat

dilihat pada terjadinya angin laut, angin darat dan pembuatan cerobong asap pada

tangki pabrik.

Gambar 3. Peristiwa konveksi dalam udara

Banyaknya kalor yang merambat tiap satuan waktu secara konveksi dapat

dinyatakan persamaan yaitu :

H= h.A. T H = Perambatan kalor tiap satuan waktu(Kal/det)

h = Koefisien konveksi (Kal/m deto C)

A = Luas penampang (m2)

= Perbedaan Suhu ( )

3. Radiasi

Antara bumi dengan matahari terhadap ruang hampa yang tidak memungkinkan

terjadinya konduksi dan konveksi. Akan tetapi panas matahari dapat kita rasakan.

Dalam hal ini kalor tidak mungkin berpindah dengan cara konduksi ataupun konveksi.

Perpindahan kalor dari matahari ke bumi terjadi lewat radiasi (pancaran). Jadi radiasi

adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara. Alat yang digunakan untuk mengetahui

adanya radiasi (pancaran) kalor dinamakan termoskop.

Gambar 4. Radiasi

Dua buah bola lampu dihubungkan dengan pipa U berisi alkohol yang diberi

warna. Bola lampu A dihitamkan, sedangkan bola lampu B tidak. Bila pancaran kalor

jatuh pada bola A, tekanan gas di dalam bola A, bertambah besar dan permukaan

alkohol di bawah B akan naik. Bila A dan B bersama-sama diberi pancaran kalor,

permukaan alkohol di bawah A tetap turun dan permukaan alkohol di bawah B naik.

Hal ini menunjukkan bahwa bola hitam menyerap kalor lebih banyak daripada bola

lampu yang tidak dihitamkan. Benda yang permukaannya hitam kusam memancarkan

atau menyerap kalor lebih baik dari pada benda yang permukaannya putih mengkilap.

Banyaknya kalor yang dipancarkan tiap satuan luas, tiap satuan waktu dapat

dinyatakan dengan :

W= e. . T4 W = Energi kalor tiap satuan luas tiap satuan waktu (Watt / m2 K)

e = Emisivitas, besarnya tergantung sifat permukaan benda.

= Konstanta stefan – Boltzman = 5,672. 10 -8 wat m2 K4

T = Suhu Mutlak (K)

V. Prosedur Percobaan

1. Percobaan perpindahan kalor secara konduksi.

a. Nyalakan api pada lilin

b. Ambillah paku, kemudian panaskan salah satu ujungnya sedangkan ujung

yang lainnya kamu pegang.

Gambar Percobaan Perpindahan Kalor secara Konduksi

2. Percobaan perpindahan kalor secara konveksi

a. Ambillah gelas beker, isilah dengan air sampai hampir penuh.

b. Masukkan kacang hijau ke dalam gelas beker.

c. Panaskan air dalam gelas beker tersebut tepat pada bagian kanan bawah

dengan menggunakan pemanas spiritus serta menggunakan kaki tiga.

d. Amati apa yang terjadi.

3. Percobaan perpindahan kalor secara radiasi

a. Nyalakan api pada lilin dengan menggunakan korek api.

b. Lalu dekatkan tangan ada dengan lilin yang menyala namun tangan tidak

ditempelkan pada lilin yang menyala tersebut.

VII. Pertanyaan

1. Ketika paku sudah dipanaskan agak lama apa yang kamu rasakan? Mengapa hal

itu dapat terjadi?

2. Apa yang terjadi pada kacang hijau waktu air dipanaskan? Mengapa bisa

demikian?

Gambar Percobaan Perpindahan Kalor secara Konveksi dalam Zat Cair

Gambar Percobaan Perpindahan Kalor secara Radiasi

3. Apa yang kamu rasakan ketika tangan mu agak lama berada di dekat lilin yang

menyala? Mengapa hal itu terjadi ?

VIII. Kesimpulan

Buatlah kesimpulan dari hasi percobaan mu !

KUNCI JAWABAN

LEMBAR KERJA SISWA

Jawaban Pertanyaan :

1. Berdasarkan kegiatan di atas, ternyata ujung besi yang kamu pegang lama kelamaan

terasa semakin panas. Hal ini disebabkan adanya perpindahan kalor yang melalui paku.

Dimana paku merupakan benda bersuhu rendah yang mendapat energi dari sumber

panas. Lilin merupakan sumber panas dan memiliki suhu yang tinggi. Karena memiliki

suhu yang tinggi kemudian mengalirkan panas ke paku sebagai benda bersuhu rendah.

Pada eksperimen dapat diketahui bahwa panas merambat tanpa zat penghantarnya

bergerak. Perpindahan kalor ini disebut perpindahan panas secara konduksi.

2. Pada saat air sudah mendidih kacang hijau akan naik keatas ke permukaan air karena

yang pada awalnya kacang hijau yang berada di bawah ketika di panaskan kacang hijau

tersebut mulai matang kemudian akan naik keatas permukaan. Dimana kacang hijau

diumpakan seperti air yang sedang dimasak, aliran-aliran air dari bawah akan bergerak

keatas ketika air yang berada dibawah memanas. Perpindahan panas ini disebut

perpindahan kalor secara konveksi yaitu perpindahan panas melalui zat perantara dan

diikuti perpindahan partikelnya.

3. Semakin lama tangan didekat kan pada lilin yang menyala maka tangan semakin terasa

panas. Dimana tangan merasakan panas dari lilin walaupun tidak ada besi atau benda

penghantar panas lain dari lilin ke tangan. Walaupun tangan tidak menempel ke lilin

tangan tetap terasa panas karena perpindahan kalor yang tejadi dimana energi kalornya

berpindah dari satu tempat ke tempat lain tanpa dibutuhkan zat perantara. Perpindahan

kalor dengan cara ini disebut radiasi.

Kesimpulan

Berdasarkan percobaan dapat diketahui bahwa Perpindahan kalor terjadi secara

konduksi, konveksi dan radiasi. Perpindahan kalor secara konduksi yaitu perpindahan kalor

melalui zat perantara dimana partikel-partikel zat perantara tersebut tidak berpindah,

sedangkan perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor karena aliran zat

yang dipanaskan. Konveksi hanya terjadi pada zat yang dapat mengalir, yaitu zat cair dan zat

gas beda halnya dengan perpindahan kalor secara radiasi yaitu perpindahan kalor tanpa zat

perantara. Salah satu contoh prinsip perpindahan kalor di dalam kehidupan sehari-hari ialah

pada saat memasak air dan termos air panas.

RUBRIK PENILAIAN PSIKOMOTORIK

Keterangan :

Skor Kriteria

3

1. Mampu memilih dan merangkai alat tanpa bertanya pada guru dengan baik

2. Menggunakan alat sesuai dengan langkah kerja tanpa bimbingan guru

3. Membuat data percobaan dengan rinci

4. Membuat kesimpulan dengan baik , yaitu singkat padat dan jelas

2

1. Mampu memilih dan merangkai alat dengan baik tetapi bertanya pada guru

2. Menggunakan alat sesuai langkah kerja dengan bimbingan guru

3. Data percobaan yang di buat tidak terlalu rinci

4. Membuat kesimpulan dengan baik, tetapi terlalu panjang

1

1. Memilih alat dan merangkai alat dengan bertanya pada guru serta bimbingan dari

guru

2. Menggunakan alat sesuai langkah kerja dengan bimbingan guru dan praktek

terlebih dahulu oleh guru

3. Data percobaannya tidak terinci

4. Membuat kesimpulan kurang baik

Penilaian akhir :

tugas 3 instrumen perpindahan kalor (inkuiri training)

Documents