energik dari suatu zat ke partikel-partikel yang berdekatan yang kurang energik, sebagai akibat dari interaksi antara partikel-partikel tersebut Cengel
Turner, 2005 dalam Suparno, 2009.
3. Pemahaman Tentang Perpindahan Kalor Secara Konveksi
Tabel 3. Pemahaman Siswa Tentang
Perpindahan Kalor Secara Konveksi
Siswa Pemahaman Awal
Pertanyaan Pemahaman
Akhir A
Siswa mengaku lupa tentang apa yang dimaksud dengan perpindahan kalor secara
konveksi dan juga tidak ingat contoh konveksi. Siswa tidak memahami B
Konveksi adalah aliran
panas, contohnya saat
memanaskan air.
Pemahaman tidak lengkap
Proses alirannya bagaimana?
Adanya aliran dari sumber panas. Energinya akan mengalir ke suhu yang
lebih rendah. Mengalir begitu saja?
Iya Kalau mengalir begitu
saja, akan menumpuk di ujung?
Tidak, air dingin yang di atas akan turun dan terkena panas dari sumber
panas. Mengapa dapat turun ke
bawah? Karena adanya perbedaan suhu, yang
panas naik ke atas dan yang dingin akan ke bawah sehingga yang dingin akan
terkena sumber panas. Hubungan suhu yang
berbeda dengan air yang naik turun itu bagaimana?
diam lama Tidak tahu
Pemahaman tidak lengkap
Air tersusun atas apa? Molekul
Saat dipanasi, molekul yang dipanasi akan
bagaimana? diam
Misalnya, balon yang berisi gas, jika dipanaskan
akan terjadi apa? Akan memuai, mengembang,
volumenya bertambah terus meletus Kalau di air sama tidak
dengan gas di balon tadi? Sama, soalnya kalau mendidih itu bisa
sampai tumpah. Karena molekul- molekulnya mengembang jadinya
volumenya bertambah. Massa jenis air yang di
bawah terkena panas dengan air yang masih
dingin di atasnya sama tidak, jika massanya
sama? Karena volumenya beda, maka massa
jenisnya beda.
Siswa Pemahaman Awal
Pertanyaan Pemahaman
Akhir
Lebih besar massa jenis yang airnya panas atau
yang lebih dingin? Air yang dingin
Kalau massa jenis air yang lebih dingin lebih besar
dari pada yang lebih panas maka airnya akan
bagaimana? diam
Misalnya, minyak dan air dicampur, akan terjadi
apa? Minyaknya jadi di atas, airnya di bawah
Kenapa begitu? Karena massa jenis minyak lebih kecil
dari pada air Jadi, apa yang terjadi pada
air yang dipanaskan tadi? Air yang dipanaskan volume
molekulnya bertambah sehingga massa jenisnya lebih kecil dari molekul yang
di atasnya yang belum terkena panas, sehingga air yang lebih panas akan naik
dan yang lebih dingin akan turun. Air dingin yang turun ini
bagaimana? Akan terkena sumber panas sehingga
volumnya juga bertambah dan air panas yang naik tadi dingin lagi, jadi
volumenya lebih kecil dari yang bawah sehingga air yang di atas turun lagi dan
yang di bawah akan naik karena massa jenisnya berbeda, begitu seterusnya.
Syaratnya terjadinya konveksi apa?
Adanya adanya perbedaan suhu dan adanya perbedaan massa jenis.
Jadi, perpindahan panas secara konveksi itu apa?
Perpindahan energi karena adanya perbedaan suhu. Perpindahan energi
terjadi melalui aliran. Saat dipanaskan molekulnya memuai sehingga akan
mempengaruhi besarnya massa jenis sehingga terjadi perpindahan energi.
Siswa mengakomodasi pemahamannya sehingga menjadi
lebih lengkap
C Konveksi itu
seperti memanaskan
air.
Pemahaman tidak lengkap
Dapat dijelaskan tidak bagaimana perpindahan
panasnya? Bagaimana ya? Tidak tahu
Pemahaman tidak lengkap
Misalnya ada air didalam panci, air itu tersusun dari
apa? Partikel
Kalau panci bagian bawah dipanasi, partikel air yang
di bawah bagaimana? Panas. Kalau panas, partikelnya
memuai dan volumenya jadi tambah besar
Siswa Pemahaman Awal
Pertanyaan Pemahaman
Akhir
Volume partikel yang di atas dengan yang di
bawah sama tidak? Enggak, besar yang bawah
Massa jenis air yang di bawah gimana kalau
volume partikel yang di bawah lebih besar?
Llebih kecil yang bawah
Kalau massa jenis air yang di bawah lebih kecil dari
pada yang di atas, airnya jadi bagaimana?
air yang di bawah naik,trus air yang di atas turun. Air dari atas yang turun itu
kan jadi dipanasi, trus naik lagi
Kenapa? Karena massa jenisnya lebih kecil dari
yang atas Air yang di atas kemana?
Turun lagi. Naik turun gitu makanya bisa berbuih
Prosesnya ini berhenti sampai kapan?
Sampai mendidih, suhu semua air sama Jadi, perpindahan kalor
secara konveksi itu apa? Perpindahan energi panas karena
perbedaan suhu dan massa jenis Siswa mengakomodasi
pemahamannya sehingga menjadi lebih lengkap
D Konveksi itu
contohnya air yang dipanasi.
Pemahaman tidak lengkap
Coba digambar
Siswa menjelaskan bahwa saat air dipanaskan, air mengalir naik turun
naik turun Mengapa airnya dapat
mengalir naik turun naik turun?
Karena ada perbedaan suhu antara air yang di bawah dengan air yang di atas.
Suhunya lebih tinggi yang di bawah karena dipanasi lebih dulu, terus air
yang di bawah akan naik. Air yang di atas
bagaimana? Akan turun, gantian dengan air yang di
bawah. Mengapa bisa airnya naik
turun? Pengaruh suhunya yang tidak sama
bagaimana? Air itu zat cair, kalau air dipanasi
molekulnya memuai. Kalau memuai volumenya jadi semakin besar, jadinya
massa jenisnya makin kecil
Mengapa massa jenisnya semakin kecil?
Kan massanya tetap sama tapi volumenya lebih besar, jadi massa
jenisnya lebih kecil, karena massa jenis sama dengan massa per volume.
Api Air
Siswa Pemahaman Awal
Pertanyaan Pemahaman
Akhir
Massa jenis yang di bawah dengan yang di
atas sama tidak? Beda, lebih kecil yang di bawah
daripada yang di atas, karena suhu air yang di bawah lebih tinggi, jadinya air
yang di bawah naik ke atas, air yang di atas turun ke bawah. Seperti air dan
minyak, minyaknya di atas dan air di bawah soalnya massa jenis minyak
lebih kecil dari air.
Air yang di bawah akan naik dan yang di atas akan
turun, lalu berhenti begitu saja?
Air yang dari atas yang ke bawah tadi dipanasi, jadinya makin panas dan
massa jenisnya lebih kecil dari yang atas, terus naik lagi, yang atas jadi lebih
dingin dan turun lagi. Naik turun naik turun terus sampai suhunya sama.
Energinya disimpan di mana dan berpindahnya
bagaimana? Energinya disimpan di molekul airnya,
jadinya perpindahan energinya diikuti oleh perpindahan airnya.
Konveksi juga dapat terjadi pada gas atau
tidak? Bisa, waktu menyalakan lilin, tangan
kita kalau di taruh di atasnya akan terasa panas.
Bagaimana proses perpindahan kalornya?
Udara yang di atas api dipanaskan dan molekulnya mengembang, jadi massa
jenis udara menurun dan udaranya naik, jadi tangan kita terasa panas.
Jadi kesimpulannya, perpindahan kalor secara
konveksi itu apa? Perpindahan energi yang disertai oleh
perpindahan molekul. Molekulnya bepindah karena adanya perbedaan
suhu, ada yang suhunya lebih tinggi dan ada yang lebih rendah, sehingga ada
perbedaan massa jenis. Molekul yang suhunya kebih tinggi akan memuai
sehingga massa jenisnya lebih kecil dari molekul yang suhunya lebih rendah,
sehingga molekul yang massa jenisnya lebih kecil akan naik dan molekul yang
massa jenisnya lebih besar akan turun, dan naik turun terus sampai suhu zatnya
sama. Memahami
Pemahaman keempat siswa tentang perpindahan kalor secara konveksi, yaitu siswa A tidak memahami, siswa B dan C tidak lengkap, dan siswa D
memahami dengan baik. Siswa A dikatakan tidak memahami karena tidak ingat sama sekali mengenai konveksi, bahkan contohnya juga tidak ingat. Siswa B,
C, dan D sama – sama dapat menyebutkan contoh konveksi, yaitu saat memanaskan air. Pemahaman siswa B dan C dikatakan tidak lengkap karena
tidak dapat menjelaskan proses perpindahan energinya. Tetapi setelah diberi beberapa pertanyaan, siswa B dan C mengakomodasi pemahamannya sehingga
lebih lengkap. Siswa D memahami konsep perpindahan kalor secara konveksi dengan
baik. Pada awalnya, ia hanya menyebutkan contoh konveksi, yaitu air yang dipanaskan. Setelah diberi beberapa pertanyaan, ia memperbaharui dan
mengubah pemahamannya menjadi lebih lengkap tentang perpindahan kalor secara konveksi yang tadinya hanya menyebutkan contoh dan penjelasan
bahwa airnya naik tun naik turun saat dipanaskan hingga menjelaskan bahwa konveksi adalah perpindahan energi yang disertai oleh perpindahan molekul.
Molekulnya bepindah karena adanya perbedaan suhu, ada yang suhunya lebih tinggi dan ada yang lebih rendah, sehingga ada perbedaan massa jenis.
Molekul yang suhunya lebih tinggi akan memuai sehingga massa jenisnya lebih kecil dari molekul yang suhunya lebih rendah, sehingga molekul yang
massa jenisnya lebih kecil akan naik dan molekul yang massa jenisnya lebih besar akan turun, dan naik turun terus sampai suhu zatnya sama. Hal ini
sesuai dengan teori yang menjelaskan bahwa konveksi terjadi karena partikel zat yang bertemperatur lebih tinggi berpindah tempat secara mengalir sehingga
dengan sendirinya terjadi perpindahan panas melalui perpindahan massa. Aliran fluida dapat berpangsung sendiri akibat perbedaan massa jenis karena
perbedaan temperatur Naga, 1991. Energi sebenarnya disimpan di dalam partikel-partikel fluida dan diangkut sebagai gerakan massa partikel-partikel
tersebut Kreith, 1985.
4. Pemahaman Tentang Perpindahan Kalor Secara Radiasi
