Pemahaman Tentang Perpindahan Kalor Secara Konduksi

dengan pengalaman yang baru, yaitu saat diberi pertanyaan. Sedangkan siswa D mengalami miskonsepsi karena mengatakan bahwa kalor adalah perpindahan energi yang dipengaruhi perbedaan suhu. Siswa D salah konsep bahwa kalor adalah perpindahan energi, bukan suatu energi yang berpindah karena adanya perbedaan suhu. Setelah diberi pertanyaan yang sama mengenai pengertian kalor, siswa D konsisten dengan jawaban yang ia berikan.

2. Pemahaman Tentang Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Tabel 2. Pemahaman Siswa Tentang Perpindahan Kalor Secara Konduksi Siswa Pemahaman Awal Pertanyaan Pemahaman Akhir A Konduksi adalah perpindahan kalor melalui zat perantara. Pemahaman tidak lengkap Benda yang dipanasi tadi, kenapa bagian yang tidak diberi kalor ikut panas? Karena kalor dari bagian yang diberi dipanasi merambat melalui perantara benda itu menuju bagian yang tidak dipanasi Merambatnya bagimana? Tidak tahu Pemahaman tidak lengkap B Konduksi adalah hantaran, seperti besi yang dipanaskan maka ujung lainnya yang dipegang akan terasa panas. Pemahaman tidak lengkap Mengapa bisa ikut panas? Prosesnya bagaimana? Energinya berpindah melewati atom- atomnya. Bagaimana energinya berpindah dari atom satu ke atom satunya? Kurang tahu, tahunya cuma energinya berpindah lewat atom-atomnya. Atomnya berpindah juga gak? Yang berpindah cuma panasnya, atom- atonya enggak Pemahaman tidak lengkap C Konduksi adalah perpindahan panas melalui perantara. Pemahaman tidak lengkap Maksudnya melalui perantara itu bagaimana? Melewati zatnya, seperti logam yang dipanaskan tadi, panasnya lewat di logamnya. Bagaimana proses berpindahnya? Bagaimana ya? Gak tahu Pemahaman tidak lengkap D Konduksi adalah perpindahan energi yang tidak disertai dengan perpindahan mediumnya. Pemahaman tidak lengkap Maksudnya tidak disertai dengan perpindahan mediumnya itu bagaimana? Misalnya kawat yang dipanasi, energinya berpindah lewat kawatnya sepanjang kawat tersebut. Energinya berpindahnya bagaimana? Energinya berpindah melalui molekulnya. Molekulnya ikut berpindah tidak? Tidak, molekulnya tetap, tidak berpindah, yang berpindah energinya Siswa Pemahaman Awal Pertanyaan Pemahaman Akhir Energinya berpindahnya seperti air mengalir dan akan mengumpul di ujung atau bagaimana? Merata, kalau energinya cukup itu bisa sampai semua bendanya ikut suhunya sama. Kan energinya melalui molekulnya, itu bagaimana? Energinya berpindah dari molekul yang dipanasi ke molekul sebelahnya sampai ujung yang tidak dipanasi. Mengapa energinya bisa berpindah dari molekul 1 ke molekul sebelahnya? Karena adanya perbedaan suhu antara molekul yang dipanasi dengan yang tidak dipanasi. Jadi molekul pada ujung yang suhunya lebih panas akan mengalirkan energi ke molekul lebih dingin. Misalnya molekul yang dipanasi ini molekul 1, lalu energinya berpindah ke molekul 2 di sebelahnya, energi yang di molekul 1 ini bagaimana? Berkurang, biar sama dengan molekul 2-nya, energinya dilepaskan. Dilepaskan semua atau tidak? Tidak semua, hanya sebagian Lalu energi dari molekul 2 yang berpindah ke molekul 3 bagaimana? Apakah dilepaskan sebagian lagi? Iya sebagian juga, kan kawatnya dipanasi terus, suhunya meningkat. Jadi molekul 1 ini menyalurkan energi terus ke molekul 2, molekul 2 ke molekul 3, dan seterusnya sampai suhu seluruh kawat sama. Hubungan suhu yang meningkat dengan energi yang berpindah bagaimana? Kalau suhunya meningkat energi di molekul 1 ini bertambah terus jadinya bisa menyalurkan energinya ke molekul sebelahnya. Jadi energinya itu energi dari molekulnya ya? Iya Energi apa itu? Kurang paham kalau itu Pemahaman tidak lengkap Kalau kawat ini tidak dipanasi, sebenarnya molekul yang di dalam kawat bergerak tidak? Tetap bergerak, tapi gak berarti. Pada benda padat jarak antar molekulnya dekat, molekulnya bergeraknya hanya sedikit-sedikit dan gak sampai tukar posisi. Kan molekulnya bergerak sedikit-sedikit, kalau dipanasi molekulnya jadi bagaimana? Geraknya lebih cepat Siswa Pemahaman Awal Pertanyaan Pemahaman Akhir Kalau molekul yang dipanasi bergerak lebih cepat, pengaruh ke molekul sebelahnya bagaimana? Nabrak-nabrak molekul sebelahnya, terus molekul sebelahnya ikut geraknya cepat dan nabrak molekul sebelahnya lagi sampai ujung yang tidak dipanasi. Mengapa bisa nabrak- nabrak? Zat padat itu molekul-molekulnya berdekatan, jadinya bisa nabrak- nabrak. Kalau molekulnya bergerak itu punya apa? Kecepatan dan energi kinetik Mengapa punya energi kinetik? Karena punya kecepatan Molekul yang dipanasi ini tadi kecepatannya bagaimana? Geraknya makin cepat Kalau geraknya makin cepat, energi kinetiknya bagaimana? Energi kinetiknya makin besar karena energi kinetik = 2 2 . Kalau molekulnya bergerak makin cepat, hubungannya dengan suhu kawat bagaimana? Kalau makin cepat, energi kinetiknya makin besar, jadi ujung yang tidak dipanasi semakin cepat panas. Jadi, energi yang dipindahkan dari molekul 1 ke molekul sebelahnya itu energi apa? Energi kinetiknya Energinya dipindahkan semua atau tidak? Hanya sebagian Dapat dijelaskan lagi tidak proses perpindahan kalor pada kawat yang dipanasi tadi? Molekul di ujung kawat yang dipanasi akan bergerak lebih cepat, terus nanti tumbukan dengan molekul di sebelahnya. Molekul yang ditumbuk bergerak lebih cepat lagi dan menumbuk molekul di sebelahnya lagi, gitu terus sampai menumbuk molekul di ujung kawat yang tidak dipanasi, sampai suhu seluruh kawat sama. Energi yang dipindahkan itu energi kinetik dari molekulnya. Jadi kesimpulannya, perpindahan kalor secara konduksi itu apa? Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan energi kinetik melalui medium dan tidak disertai perpindahan mediumnya yang dipengaruhi oleh tumbukan molekul. Terjadi tumbukan karena suhu molekul yang naik akan lebih cepat bergerak dan menumbuk molekul di sebelahnya. Siswa mengakomodasi pemahamannya dan memahami Keempat siswa memiliki pemahaman yang tidak lengkap terhadap konsep perpindahan kalor secara konduksi. Keempat siswa dapat menjelaskan pengertian perpindahan kalor secara konduksi dengan benar yaitu perpindahan energi panas melalui mediumnya dan energinya berpindah melalui molekul- molekulnya. Siswa A, B, dan C dikatakan pemahamannya tidak lengkap karena tidak dapat menjelaskan proses perpindahan kalor secara konduksi. Sedangkan siswa D dapat menjelaskan proses perpindahan kalor secara konduksi tetapi kurang lengkap. Siswa D dapat menjelaskan proses perpindahan kalor secara konduksi dengan memberikan contoh kawat yang salah satu ujungnya dipanasi. Siswa mengatakan bahwa saat salah satu ujung kawat dipanaskan, ujung yang lain akan ikut panas jika dipegang. Siswa menjelaskan bahwa energinya berpindah lewat zatnya itu sendiri, energinya berpindah lewat kawatnya itu sendiri. Siswa mengatakan bahwa energinya berpindah melalui molekulnya, dan menjelaskan juga bahwa molekulnya tidak berpindah, yang berpindah hanya energinya. Siswa juga dapat menjelaskan bahwa energinya berpindah dari molekul yang dipanasi ke molekul sebelahnya sampai ujung yang tidak dipanasi. Siswa mengatakan alasan mengapa energinya dapat berpindah dari molekul yang dipanasi ke molekul sebelahnya sampai ke ujung yang tidak dipanasi, yaitu karena adanya perbedaan suhu antara molekul yang dipanasi sama yang gak dipanasi. Jadi molekul pada ujung yang suhunya lebih panas akan mengalirkan energi ke molekul yang lebih dingin. Kemudian siswa diilustrasikan dengan memisalkan molekul yang dipanasi adalah molekul 1 dan ditanyakan bagaimana energi yang di molekul 1 kalau energinya berpindah ke molekul 2 di sebelahnya. Siswa mengatakan bahwa energi di molekul 1 berkurang, biar sama dengan molekul 2-nya, energinya dilepaskan sebagian. Lalu peneliti menanyakan bagaimana dengan energi di molekul 1 jika energi dari molekul 2 yang diberikan ke molekul 3, dari molekul 3 ke molekul 4, dan seterusnya sampai molekul pada ujung kawat yang tidak dipanasi, apakah energi di molekul 1 tidak habis, dan siswa menjelaskan kalau kawatnya dipanasi terus, suhunya meningkat. Kalau suhunya meningkat ya energi di molekul 1 ini bertambah terus jadinya bisa menyalurkan energinya ke molekul sebelahnya. Jadi molekul 1 ini menyalurkan energi terus ke molekul 2, molekul 2 ke molekul 3, dan seterusnya sampai suhu seluruh kawat sama. Siswa mengetahui bahwa energi yang berpindah adalah energi dari molekulnya, tetapi siswa kurang paham energi apa yang berpindah. Kemudian setelah siswa diajukan beberapa pertanyaan, siswa mengakomodasi pemahamannya sehingga pemahaman tentang konduksi menjadi lebih lengkap. Peneliti bertanya apakah sebenarnya saat kawat tidak dipanasi, molekul di dalam kawat bergerak atau tidak. Siswa dengan benar menjawab bahwa pada benda padat kan jarak molekulnya dekat, jadi molekulnya tetap bergerak sedikit-sedikit, tetapi tidak sampai tukar posisi. Lalu dilanjutkan dengan menanyakan bagaimana jika molekul yang bergerak sedikit – sedikit tadi dipanasi. Siswa mengatakan bahwa molekulnya bergerak lebih cepat dan karena bergerak lebih cepat, molekul ini akan nabrak-nabrak molekul sebelahnya, terus molekul sebelahnya ikut geraknya cepat dan nabrak molekul sebelahnya lagi sampai ujung yang gak dipanasi. Siswa mengatakan alasan mengapa dapat menabrak-nabrak, yaitu karena zat padat itu molekul- molekulnya berdekatan, jadinya bisa nabrak-nabrak. Ketika siswa ditanya apa yang dimiliki oleh molekul jika molekul bergerak, siswa mengatakan bahwa molekul memiliki kecepatan dan energi. Dari situ siswa mulai memahami bahwa energi yang berpindah adalah energi kinetik molekul karena mempunyai kecepatan. Siswa juga dapat menjelaskan bahwa energi kinetik yang dipindahkan semakin besar jika gerak molekulnya semakin cepat karena energi kinetik = 2 2 . Selain itu, siswa melanjutkan bahwa jika molekulnya bergerak semakin cepat, maka ujung kawat yang tidak dipanasi akan semakin cepat panas karena energi kinetiknya semakin besar. Kemudian siswa D menyimpulkan perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan energi kinetik melalui medium dan tidak disertai perpindahan mediumnya yang dipengaruhi oleh tumbukan molekul. Terjadi tumbukan karena suhu molekul yang naik akan lebih cepat bergerak dan menumbuk molekul di sebelahnya. Berdasarkan pernyataan – pernyataan siswa D, ia memiliki pemahaman yang sesuai dengan teori mengenai perpindahan kalor secara konduksi yang menjelaskan bahwa konduksi adalah proses dengan mana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah dalam satu medium atau antara medium – medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung. Dalam aliran panas konduksi, perpindahan energi terjadi karena hubungan secara langsung tanpa adanya perpindahan molekul yang cukup besar Kreith, 1885 dan energi ini berpindah dari partikel-partikel yang lebih 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