28
Persamaan di atas adalah hubungan yang disederhanakan dan hanya berlaku untuk perubaan suhu yang kecil.
c. Pemuaian Termal pada Air
Air pada rentang suhu 0°C sampai dengan 4°C, volumenya menyusut seiring kenaikan suhu. Pada rentang ini koefisien ekspansi volume adalah negatif.
Di atas 4°C, air berekspansi saat dipanaskan Gambar 2.3. Maka air memiliki densitas tertinggi pada 4°C. Air juga berekspansi saat membeku, itu sebabnya
mengapa es menggumpal di bagian tengah baki es. Sebaliknya, kebanyakan bahan menyusut saat membeku Young Freedman, 2002.
2.5 Tinjauan tentang Kalor
2.5.1 Pengertian Kalor
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena adanya perbedaan suhu atau temperatur. Kalor mengalir dari suatu bagian sistem ke
bagian lain atau dari satu sistem ke sistem yang lain karena ada perbedaan Gambar 2.3 Anomali Air
29
temperatur Zemansky Dittman, 1986. Kalor adalah suatu bentuk energi danmerupakan suatu besaran yang dilambangkan Q dengan satuanjoule J,
sedang satuan lainnya adalah kalori kal. Hubungan satuanjoule dan kalori adalah1 kalori = 4,2 joule dan 1 joule = 0,24 kalori.
2.5.2 Kalor Jenis
Jika kalor diberikan pada suatu benda, temperaturnya naik. Besarnya kenaikan temperatur tergantung pada jenis benda tersebut. Pada abad kedelapan
belas, orang-orang yang melakukan percobaan telah melihat bahwa besar kalor Q yang dibutuhkan untuk merubah temperatur zat tertentu sebanding dengan massa
m zat tersebut dan dengan perubahan temperatur ΔT. Hal ini dapat dinyatakan dalam persamaan
Q = m c ΔT di mana c adalah besaran karakteristik dari zat tersebut, yang disebut kalor jenis,
Karena c = QmΔT, kalor jenis dinyatakan dalam satuan Jkg.°C satuan SI yang
sesuai atau kkal kg.°C. Sampai batas tertentu, nilai c bergantung pada temperatur sebagaimana bergantung sedikit pada tekanan, tetapi untuk perubahan
temperatur yang tidak terlalu besar, c seringkali dapat dianggap konstan Giancoli, 1999.
2.5.3. Perpindahan Kalor
Secara alami kalor berpindah dari zat yang suhunya tinggi ke zat yang suhunya rendah. Apabila ditinjau dari cara perpindahannya, ada tiga mekanisme
dalam perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi terjadi pada suatu benda atau dua benda yang disentuhkan. Konveksi tergantung pada
30
gerakan massa dari satu daerah ruang ke daerah lainnya. Radiasi adalah perpindahan panas melalui radiasi elektromagnentik, seperti sinar matahari, tanpa
memerlukan media apapun pada ruang di antaranya Young Freedman, 2002.
2.5.3.1 Perpindahan Kalor: Konduksi
Konduksi kalor pada banyak materi dapat digambarkan sebagai hasil tumbukan molekul-molekul. Sementara satu ujung benda dipanaskan, molekul-
molekul di tempat itu bergerak lebih cepat dan lebih cepat. Sementara bertumbukan dengan tetangga mereka yang bergerak lebih lambat, mereka
mentransfer sebagian dari energi ke molekul-molekul lain, yang kemudian lajunya bertambah. Molekul-molekul ini kemudian juga mentransfer sebagian energi
mereka dengan molekul-molekul lain sepanjang benda tersebut. Dengan demikian energi gerakan termal ditransfer oleh tumbukan molekul sepanjang benda. Pada
logam, menurut teori modern, tumbukan antar elektron-elektron bebas di dalam logam dan dengan atom logam tersebut terutama mengakibatkan untuk terjadinya
konduksi. Konduksi kalor hanya terjadi jika terjadi perbedaan temperatur.
Kecepatan aliran kalor melalui benda sebanding dengan perbedaan temperatur antara ujung-ujungnya. Kecepatan aliran kalor juga bergantung pada ukuran dan
bentuk benda. Sebuah benda dengan konduktivitas termal yang baik di mana ia bisa mengahantarkan kalor dengan cepat dinamakan konduktor. Konduktor
memiliki nilai konstanta pembanding yang disebut dengan konduktivitas termal k yang besar. Isolator memiliki nilai k yang kecil dan merupakan penghantar kalor
yang buruk Giancoli, 2001.
31
2.5.3.2 Perpindahan Kalor: Konveksi
Konveksi menurut Giancoli 2001 adalah proses di mana kalor ditransfer dengan pergerakan molekul dari suatu tempat ke tempat yang lain. Sementara
konduksi melibatkan molekul danatau elektron yang hanya bergerak dalam jarak yang kecil dan bertumbukan, konveksi melibatkan pergerakan molekul
dalam jarak yang besar. Young Freedman 2002 menyebutkan contoh umum dari konveksi
meliputi sistem udara panas dan air panas, sistem pendingin pada mesin mobil, dan aliran darah dalam tubuh. Jika fluida terisolasi oleh blower atau pompa,
proses disebut konveksi paksa; jika aliran disebabkan karena perbedaan densitas akibat ekspansi termal, seperti udara panas yang naik, maka proses disebut
konveksi alami atau konveksi bebas.
2.5.3.3 Perpindahan Kalor: Radiasi
Konveksi dan konduksi memerlukan adanya materi sebagai medium untuk membawa kalor dari daerah yang lebih panas ke yang lebih dingin. Tetapi untuk
radiasi terjadi transfer kalor tanpa melalui medium apapun Giancoli, 2001. Radiasi menurut Young Freedman 2002 adalah perpindahan panas oleh
gelombang elektromagnetik seperti cahaya tampak, infra merah, dan radiasi ultra ungu. Perpindahan panas ini akan terjadi bahkan jika tidak ada media hampa
udara.
32
BAB 3 METODE PENELITIAN
Sugiyono 2012 mengatakan bahwa setiap penelitian mempunyai tujuan dan kegunaan tertentu. Melalui penelitian manusia dapat menggunakan hasilnya.
Metode penelitian pendidikan dapat digunakan sebagai cara ilmiah untuk mendapatkan data yang valid dengan tujuan dapat ditemukan, dikembangkan, dan
dibuktikan, suatu pengetahuan tertentu sehingga pada gilirannya dapat digunakan untuk memahami, memecahkan, dan mengantisipasi masalah dalam bidang
pendidikan. Pada penelitian ini peneliti memilih untuk melakukan metode kualitiatif.
3.1 Paradigma Penelitian
Kategori