KONSEP ESENSIAL MATA PELAJARAN FlSlKA DAN MASALAH
LAPORAN PENELITIAN
-
STUD1 TENTANG TINGKAT PEMAHAMAN KONSEP KONSEP ESENSIAL
MATA PELAJARAN FlSlKA DAN MASALAH MASALAH
YANG DlTEMUl Dl SMA NEGERI
SE KODYA PADANG
-
L
/
- _----, AJS! AKAAN iKiP 9Li)AFJG
.
_
_
_
_
a
OLEH
Drs.
A W A R D,I
( KETUA TIhI PENELITI)
PENELITIAN IN1 DlBlAYAl OLEH
Proyek Operasi dan Perawatan Fasilitas IKlP Padang
Tahun Anggaran 1993 1 1994
Surat Perjanjian Kej a No. : 035 1 PT37. H9 1 N.1.4.2 1 1993
Tanggal : 1 Juli 1993
p
p
p
p
p
p
INSTITUT KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN PADANG
1994
-_-I
LAPORAN PENELITIAN
STUD1 TENTANG TINQKAT PEMAHAMAN KONSEP-KONSEP ESENSIAL
M A T A PELAJARAN FlSlKA DAN MASALAH-MASALAH
.
YANQ DlTEMUl Dl SMA NEGERI
SE KODYA PADANG
PERSONALIA PENELITIAN
Ketua
: Drs, Mawardi
Anggota
: Drs. Mansurdin
Drs. Amali Putra, MPd,
Dra. Yulla Jamal
Dra, Nur Asma
A B S T R A K
Penelitian
yang
berjudul
"Studi
Ten tang
Tingkat
P e n ~ a h ~ m a Konsep-Konsep
n
Esensial M a t a Pelajaran F i s i l r a Dan
Masalah- Mzlsalah Yang Dif:enui di SMa Negeri se Kodya Padang-"
i n i b e r t u j u a - n u n t u k r n e n g e t a h u i t i n g k a t pemaha.ura.n siswa,
t e r h a d a p konsep-konsep
e s e n s i a l rrrata p e 1 a j a . r a . n
Fisika
unit
S u h u dam K a l o r s e r t a m a s a l a h - r n a s a l a h y a n g d i t e m u i g u r u d a l a m
menyampaikan konsep-konsep
Hasil
ya.ng
esensiul tersebut
diharapkan
dari
penelitian
d i p e r o l e h n y a s u a ' t u galrrbaro.rr
&tau
pema.ha.man
pengua.sa.an
ata.u
konsep-konsep
deraj3.t
"peta"
siswa.
kepada
ini
adalah
mengenai
tingkat
slswa
terhadap
SMA N e g e r i se
e s e n s i a l d i riasing-masing
Kodya
P a d a.ng .
IJntuk
mencapai
tujuan
diatas,
b e r u p a . Tes Peaahaman Konsep Esensial
diguna.kan
(TPKE)
instrumen
siswa
terhadap
s e d a n g k a n masa1a.h y a n g d i t e m u i g u r u d i j a r i n g d e n g a n a n g k a e t /
kuisioner.
S a m p e l p e n e 1 i t i a . n t e r d i r i d a r i 518
k e l a s 3 program Ilmu-ilmu F i s i k
(A.l)
32
dan
siswa
orang
orang
guru
F i s i k a ya.ng m e n g a j 8 . r d i k e l a s 1 d a n d i k e l a s 2 P r o g r a m I l m u I l m u F i s i k y a n g h e r a s a l d a r i 11 b u a h
Negeri
SMA
se
Kodya.
Padang .
Data yang d i p e r o l e h
dengan t e k n i k prosentase.
dari
instrumen
Dari
kemuadian
ana.lisis
da.ta.
diolah
didapatkan
hasil penelitian sebagai berikut :
T i n g k a t pena.ha.wa.n s i s w a t e r h a d u p
konsep-konsep
esensial
p a d a s e t i a p p o k o k b a h a s a n p e l a j a r a n F i s i k a u n i t Suhu
Ka.lor u r r t u k t i 8 . p
seko1a.h
masih
rendah
dan
dan
bervariasi
yaitu :
a . u n t u k p o k o k b a h a s a n S u h u d a n K a l o r b e r k i s a r d a r i 47,3
%
s . d . 79,0 X
dan rata-rata 62,2 X
b . untuk pokok bahasan T e o r i K i n e t i k
Gas
26,0 % s . d 69,0 X dan rata-rata. 5 0 , l %
berkisar
dari
I::.
un1;ul; pokc.~l.; h a t r s . s s n ' I ' c r m o d i n a m i k a b e r k i s a r d a r i 3 6 , O Z
:i.d
7 3 , 3 X dzri r a t n - r a t a 4 9 , 9
2.
d . ~ ~ n t ; u Sk~ I T I I I Dp o k o k bu.hasu.rr b e r k i s a r
73,8
X da.n r a l i u - r a t a
53,8
dari
36,4
%
s.d
%
2 . M e n g e n a i m a s a 1 u . h - m a s a l u h ya.rrg d i t e m u i g u r u d a l a n ~ meny8.m-
prjik8.n t:isp k o n s e p e s e n s i a l pada. r i a s i n g - n i s s i.ng SMA N e g e r i
d i Koilya P a r l n n g
3 .
jug^. b e r a . g a m y a i t u
:
Pada t i a p s e k o l u h umunnya g u r u - g u r u
rierigalami
masa1a.h
t e n t n n g u r t : i f i 3 i . c ; a t a u k o n s e p t e r 1 : j . l ~a t s s t r 8 . k .
ts. IJril;~.lG;s e k a l a h - s e k o 1 u . h
b e s a r yang m e n j s d i m a s a l a h utama.
~ . d n l s . hn r e n g e n a i masa1a.h t e n t a n g jum1a.h s i s w ~t i a p
lo-
kal terlalu besar
c . Ada b e b e r a p a s e k o l a h d i s a m p i n g m e n e m u i m a . s a l a h
j u g n menenru i ria.r;alah
diatas
t e n t a n g s u k a r n y a nerrcarikari a p l i -
k a s i konsep
d
.
D a r i k e s e l u r u h a r i g u r u t i a p s e k o l a h ya.rrg m e n j a . d i s a m p e l
tj.du.k acrla. y a n g t e r b e b a s d a r i s a . l a h
l i h a n je n i s n i a s a l a h
~ 8 . at l ~
te
yang d i b e r i k a n
Temuarr p e n c 1i t i a n d i a t a s
dihara-pkan
seb8gs.i. mar:ukan y a n g b e r h a . r g a . b a g i p e n g e l o l s
SMA, p a r a g u r u F ' i s i k a s e r t a b a g i J u r u s a n
d~3.lu.nnic:ningka.tkan
rnatif pi-
dapat
digunakan
pendidikan
Pendidikan
d i
Fisika.
m u t u p e n d i d i k a n F i s i k a d i maso. r n e n d s . t a n g .
PENGANTAR
Penelitian merupakan snlah sntu karyn ilmiah di pergurunn tinggi.
Karyn ilmiah ini harus dilnlannnknn oleh Dosen IKIP Padnng dalnm rangka
meningkatknn ~nutu,baik scbagai dosen maupun sebagai peneliti.
Oleh karenn itu, Pusat Penelitinn IKIP Padang berusaha mendorong
dosenlpeneliti untuk melakuknn penelitian sebngni bagian dnri kegiatan
akndemiknya. Dengan demikinn mutu dosenlpeneliti dan hasil penelitiannya
dapat ditingkotknn.
Akhirnya saya merasa gembira bnhwa Penelitinn ini telah diselesaikan
oleh peneliti dengan melalui proses pemeriksaan dari Tim Penilai Usul dan
Lnporan Penelitian Puslit IKIP Padang.
Pndang, Februnri 1993
Kepnla Pusat Penelitinn
NIP 130187085
.
UAFTAR IS1
Halaman
AUSTRAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
i
PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i i
............................................
DAFTAR 151'
DAFTAR TADEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
RAB
1
.
PENDAHULUAN
..............................
IS.
T T .I.
.................
E . Kegunaan Perie1itia.n . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
IV
.
8
..................
8
B . Kerangka Konseptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
....................
ME'TODOLOGI P E N E L I T I AN
26
B . P o p u l a s i clan S a r i p e l
26
...................
.................
.
31
D . T e k n i k dari A1a.t P e n g u m p 1 ~ 1D a t a.
31
E . A n a l i s i s Data
........
.........................
34
..................
40
A N A L TSIS DAN PEMEAHASAN
. A n a l i s i s Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B . 1 r i t e r p r e t a . s i Ha.sil P e n e l i t i a n . . . . . . . . .
C . Pemb~hssan............................
V
26
A . Metode P e n e l i t i a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A
DAR
7
.....................
TLNJAUAN K E P U S A K A A N
C . J e n i s dari S u m b e r Data
nh13
1
1
5
6
A . Tinjauan Kepustakaan
BAD
v
A . Latar B e l a k a n g M a s a l a h . . . . . . . . . . . . . . . .
B . Pernbatas8.n M a s a . l a h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C . Tujuan Perielitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
D . Perta.nyaari P e n e l i t i a n
EAB
iv
KESIMPULAN DAN SARAN
A
. Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B . Saran-Saran
DAFTAR P U S T A K A
.....................
40
57
59
62
62
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
........................................
65
DAFTAR TABEL
Ratis.--Rat3 1 J i l a . i Ebtar1a.s
Murni
(NEH)
F i s i k a Pr0,gra.m I l m u - I l m u F i s i k ( A . 1 )
di
SMA N e g c r i Kodya P ~ d a n g T a h u n 1991/1992
d a n 'I'at~un 1 9 9 2 / 1 9 9 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
S e b a r a n J u n l a h G u r u F i s i k a Kelas 1 da.n
Ke1a.f.; 2 Progra.m I l m u - I l m u
F i s i k Serta.
Fisik
Jumlah K e l a s 3 Program Ilmu-Ilmu
Padn. Masing-1.la.sing SMA N e g e r i S e Kodya
Pa.da.ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
28
S e b a r a n J u m l ? ~ . hS a m p e l G u r u P a d a M a s i n g M a s i n g SMA N e g e r i S e Kodya P a d a n g . . . . . . . . . . . 30
Sabara.n Junrlsh Sampel S i s w a P a d a MasingMa.sing SMA N e g e r i S e Kodya Pa.da.ng . . . . . . .
....
30
R i s i - K i s i Soa.1 F i s i k a U n i t S u h u d a n Ka.lor
D i t i n j a u Dari K v n s e p E s e n s i a l Materi . . . . . . . . 33
D a f t a r Masa.1a.h Yarrg D i t e m u i G u r u Da1a.m
Men j e l a s k a n K o n s e p - K o n s e p E s e n s i a l K e p a d a
S i s w a D a l a n U n i t S u h u Dan Kalor . . . . . . . . . . . . . 34
S k o r Ra.ta-Rata
Pemahaman K o n s e p - K o n s e p
E s e n s i a l S i s w a Ke1a.s I11 Pr0gra.m I l m u I l m u F i s i k Da.1o.m Ma.ta P e 1 a j a . r a . n F i s i k a
U n i t S u h u D H ~ IK a l o r SMA M e g e r i St: Kodya.
Padang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
'
P r o s e n t a s e Tingka,t
Pemahaman K o n s e p K o n s e p E s e n s i a . 1 R u t a - R a t s S i s w a Kelas I11
Program Ilmu-Ilmu
Fisik
Da.lam
Mata
F e l a . j a r a n F i s i k a . Unit; S u h u Dan K a l o r SMA
Negeri S e Kodya Pada.ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2
S k o r R a t a . - R a t a T i a p P o k o k B a h a s a n Materi
F i s i k u Unit; Suhu d a n K a l o r K e l a s 111
Prugratrr I l n r u - I l m u
F i s i k SMA N e g e r i S e
Kodya P a d a n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3
P r o s e n t a s e Rata - Rata P e n g u a s a a n T i a p
P o k o k Baha.san M a . t e r i F i s i k a U n i t S u h u Dan
Fisik
K a l o r K e l a s I11 P r o g r a m I l m u - I l m u
SMA M e g e r i S e Kodya Pa.darrg . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
S k o r R a t a - R a t a . T i a p J e n i s Masa1a.h Ya.ng
D i t e m u i G u r u Da.lam Menya.mpaikan K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a I J n i t S u h u
Dan K a l - o r d i SMA N e g e r i 1 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 45
' 3 . 1 1
:
S k o r Rnta-Rat:& T i a . p J e n i s Eta.s a l a h Yang
D j . t c a i u i G u r u Dalarn Menya.mpaikar1 K o n s e p K o n s e ~ : E~ s e n s - i a . 1 M n t e r i F i s i k a . U n i t S u h u
D~1.n Ka:Lor d i SMA Negeri 2 P a d 3 . n ~ . . . . . . . . . . . . 46
' r a b e l 13 : S k o r Rats.-Rata T i . o p J e n i s M a s a l a h Yang
Di-temuj. G u r u Da1a.m Menya.mpaikar1 K o n s e p K o n s e p E s e n s i a . 1 Materi F i s i k a . I J n i t S u h u
Dan K a l o r d i SMA Megeri 3 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 4 7
' r a b e l 1 4 : S k o r R a t a - R a . t a T i a p J e n i s Masa.lah Yang
D i t e l r ~ ui G u r u Da.lani Menyar1pa.ika.n K o n s e p K o n s e p E s o r i s i a l Materi F i s i k a U n i t S u h u
Dan K a l o r d i SMA M e g e r i 4 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 4 8
'I'n.bel 1.5 : S k o r Rata-Rat;a T i a p J e n i s M u . s s l a h Yang
D i t e n u i G u r u Dalam Menya.mpa.ika.n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a . 1 Materi F i s i k a U n i t S u h u
Dan ICalor d i SMA Negeri 5 P n d a n g . . . . . . . . . . . . 49
T ~ i . b e l .16 : S k o r R a t a - R a t a T i a p J e n i s Ma.sa1a.h Ya.ng
D i temu i. G u r u Dalam Menyawpai k a n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a I J n i t S u h u
D H ~ I K o . l o r d i SMA Negeri 6 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 50
S k o r R a t a - H a t a T i a p J e n i s M a s a l a h Yang
D i temu i G u r u Dal-am M e n y a m p a i k a n K o n s e p IConsep E s e n s i a . 1 Materi F i s i k a U n i t S u h u
. Dan K a . l o r d i SMA N e g e r i 7 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 51
T s G c l 17
:
T a b e l 1.3
:
S k o r Rats.-Rata T i a . p J e n i s Masa.1a.h Yang
D i t . e m u i Guru Dalam M e n y a m p a i k a n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a U n i t S u h u
5a.t-I K n . 1 0 d i SMA k l e g e r i 8 Padang . . . . . . . . . . . . 5 2
T a b e l 19
:
S k o r R a t a - R a t a T i a p J e n i s M a s a l a h Yang
D i t e m u i Guru Dalam Menyampa.ikan K o n s e p K o n s e p E s e n s i s l Materi F i s i k a . 1 J n i t S u h u
Dn.n K a l o r d i SMA k l e g e r i 9 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 53
T x b c l 20
:
S k o r R a t a - R a t a Ti8.p J e n i s M a . s a l a h Y a n g
D i t e m u i Guru Dalam Menyar1paika.n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a U n i t S u h u
Dan K a l o r d i SMA b l e g e r i 10 P a d a n g . . . . . . . . . . . 54
'ratsel 2 1
:
S k o r R a t a - R a t a . Ti8.p J e n i s M a s a l a h Yang
D i t e m u i Guru Da.1a.m M e n y a m p a i k a n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a . U n i t S u h u
Dan K a l o r d i SMA N e g e r i 11 P a d a n g . . . . . . . . . . . 55
T a b s 1 2 2 : S k o r K a t a - R a t a T i a p J e n i s M a s a l a h Yang
D i t e m u i Guru Dalam Menya.mpaik.a.n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a I J n i t S u h u
D a r ~ K u l o r d i SMA Negeri Se Kodya Pa.dang . . . . . 56
BAB I
PEMDAHULUAN
Perha.Liari p e m e r i n t n . h yn.ng c u k u p b e s a r t e r h a d a p d u n i a
pendid ikan d a p a t d i l i h a t d a r i berbagai usaha
d i l a k u k a n , a.nta.ra l a i n
f a s i l i t a s pendidikan
yang
telah
pembaha.ru8.n k u r i k u l u m , m e l e n g k a p i
s e r t a p e n i n g k a t a n mutu g u r u .
u s a h a t e r s e b u t d i l a k u k a n pa.da s e l u r u h j e n i s
dan
Usaha
jenjang
pendidikan.
Sejak
Kurikulum
tahun
SMA
1984
Gar i s - g a r i s B e s a . r
Pelaksanaan
.
1984,
telah
beserta
ditetapkan
perangkat
penggunaan
1a.innya
P r o g r a m P e n g a j a r a n (GBPP ) d a n
Pedoman
Pelaksanaan
memherikan a r a h a n y a n g l e b i h
rinci
ini
berupa
Pedoman
disusun
bagi
untuk
pembina,
para
p e n g e l o l a d a n p e l a k s a n a p e n d i d i k a n d i SMA.
Guna m e n u n j a n g p e l a . k s a . n a a n K u r i k u l u m SMA
khususnya bidang
studi
IPA,
tiap
sekolah
1984
ini,
telah
pula
d i l e n g k a p i d e n g a n 1a.hora.torium F i s i k a , K i m i a d a n
beserta p e r a l a t a n n y a .
berlangsung pendekatan
sebagaimana
yang
Salah
proses
diisyaratkan
satu
dalam
syarat
agar
bidang
dalan
Biologi
dapat
studi
kurikulum,
IPA
maka
penggunaam sa.ra.na l a b o r a t o r i u m s a n g a t l a h p e n t i n g .
IPA s e b a g a i i l m u e n p i r i s s e n a n t i a s a . b e r t u m p u
fakta.
T e o r i merupakan s u a t u b a g i a n
IPA, t e t a p i t e o r i d i s a t u s i s i d i s u s u n
dan d i s i s i
lain
teori
dibuat
'
penting
berdasarkan
untuk
meramalkan s e s u a t u g e j a l a a t a u f a k t a .
s u a t u t e o r i b e r g a n t u n g kepa.da
yang
kepada
menjelaskan
dari
fakta
atau
Pengakuan t e r h a d a p
sebera.pa.
jauh
teori
itu
t a h a n t;erhn.dap p e a r b u k t i a n s e c a r a . e k s p e r i n e n
Eaktn-Taktu
okr;per i n e n
yang
.
diperlihatkan
a.tau
oleh
1:PA d imu l a i du.r i f a . k t n d a n
kepada
hasil-hasil
bera.khi.r
dengnn
f u k t : . ~ ~ ,k n t , a E i n s t e i n .
Kegi5ta.n
1abora.torium
buk8.n
verif i k a t i f , t e t a p i juga s e b a g a i
sema.ta.-mata
sarana
bersifat
untuk
mempero-
l e h ketrampi1a.n p r o s e s , ya.itu ketrampi1a.n melnkukan penga m a t a n clan p e n g g u n a a n a l a t - a l a t d a l a m e k s p e r i m e n .
Mela-
l u i k e g i a . t a t - I 1 a . b o r a t o r i u m d i h a . r a p k a n s i s w a menemukan k o n s e p - k o n s e p IPA. K e b i a s a a n
mcla.l.ui
kegiat8.n
menemukan
konsep-konsep
IPA
l a b o r a t o r i u m a k a n m e n d o r o n g p a r a . siswa
m e l u . k s a n a k a n p e n e l i t i a r r d i b i d a n g IPA y a n g p a d a g i l i r a n n y a
8.ka.n m e l a h i r k a n p a r a i1muwa.n y a n g d a p a t mengembo.ngkan t e ori-teori
a.tau temuan b a r u .
baru i n i mereka
aka.n mampu
Bertitik
tolak
d a r i temuan
memecahkan b e r b a g a i
yang ditemukan dalam kehidupan s e h a r i - h a r i
masalah
terutama
yang
b e r h u b u n g a n denga.n I P A .
Peningkatan
berbaga.i usaha,
mutu
bail.:
guru
melalui
rrrclalui. kegiata.rr penat8.ra.n.
guru
IPA
bahkan
te1a.h
meningka.tka.rr p e n g e t a h u a n
sa.ja.
peman t a p a n
p e r n l a t a n 1a.boratorj.um.
mela.lui
gelar
maupun
Dalam b i d n n g s t u d i I P A , p a r a
dan
kali
ditatar
ketrampi1a.n
sekolah.
pendala.n~a.n m a . t e r i
metodologi
dilakukan
pendidikan
berulang
m e r r g c l o l a p e n g a j a r a n IPA d i
bukan
telah
IPA
pengajaran,
mereka.
Bahan
8.ka.n
dalam
penataran
tetapi
termasuk
untuk
juga.
pcngguna.an
Dalam
hubungannya
dengan
penguasaan
pengaja.ran, seorang guru
hendaknya
ma.teri p e n g a j a r a n dengan
Gaik,
dalam
arti
ya.ng
harus
d i s a jikan
m e m i l a h - m i l a h m a . t e r i ma.na
k l a s i k a l d a n m a t e r i mana y a n g
dapat
ma.mpu
metodologi
mengorganisir
guru
siswa melalui kegiatan diskussi
secara
dipelajari
o l e h s i s w a , p e n g a l a m a n b e l a j a r ma.na y a n g d a p a t
dan
telah
sendiri
diperoleh
pengalaman
belajar
ma.na y a n g h a . r u s d i p e r o l e h n y a .
secara
individual.
seorang guru sebenarnya tidak
perlu
menyajikan
Jadi
seluruh
m a t e r i pengajara.n yang t e r d a p a t dalam kurikulum, sehingga
keluhan sebahagian besar guru
mengenai
kurangnya
waktu
y a n g t e r s e d i a d a l a m jam t a t a . p muka a k a n d a p a t t e r a t a s i .
Hal l a i n y a n g t i d a k k a l a h p e n t i n g n y a
d a . r i s e o r a . n g g u r u i a l a h kema.mpuan g u r u
konsep-konsep
pokok
atau
materi
terkandung dalam
yang
dalam
konsep-konsep
pelaja.ran
menentukan
esensial
pada
setiap
yang
topik.
konsep-konsep
esensial
t e r l e b i h d a h u l u , maka d a l a m m e n y a m p a i k a n b a h a n
p e l a ja r a n
Dengan
telah
ditentukannya
dituntut
guru akan berusaha
esensial
ini
menekankan
kepada
penguasaan
Bila
siswanya.
e s e n s i a l t e l a h d i k u a s a i , maka
siswa
konsep-konsep
konsep-konsep
akan
dapat
dengan
l e b i h mudah mengembangkan k o n s e p - k o n s e p y a n g l e b i h t i n g g i
t i n g k a t a n n y a s e h i n g g a p a d a a k h i r n y a siswa d a p a t m e n g u a s a i
m a t e r i p e l a j a r a n denga.n b a i k .
Ironisnya,
selesai
menurut
mengikuti
pengamatan
penataran,
sepintas,
kebanyakan
kepada cara-cara mengaj ar k o n v e n s i o n a l
.
guru
setelah
kembali
Sadar atau tidak
s a d a r , g u r u m a s i h menganggap s i s w a s e b a g a i obyek b e l a j a r ,
bukan
sehagai
i.ntelektus1
suhyek
dan
belajar
personalitas
seniaksimal. mungkin
.
yang
lnemiliki
yang
perlu
Da.lam p r o s e s b e l a . j a l !
potensi
dikembangkan
mengajar
IPA,
g u r u s e r i n g k a l i l e b i h s e n a n g meyampa.ikan materi p e l a j a r a n m e l u . l u i metioda c e r a m a h d a r i
pada.
rnena-namkan
k o n s e p IPA m e l a l u i k e g i a t a n l a b o r a . t o r i u m ,
konsep-
memperlihatkan
b e n d a a t a u lnodelnya kepada. siswa, mendemontra.sikan
pan k e l a s d a n seba.ga.inya.
l.ebih cendrung berperan
ledge"
Dengan
sebagai
berbag8.i
dalih
"transmitter
of
guru
know-
a t a u l e b i h rnengutamaka.n k e p a d a u s a . h a " t r a n s f e r o f
knowledge",
" trarrsfortn
sedangknn
of
dikemba.ngka.n.
"transfer
values"
learning"
dan
tidak
pernah
P a d a h a 1 d a . l a m b i d a n g IPA
sering
terja.di
konsep
sebagai
p e r k e m b a n g a m IPA i t u s e n d i r i
p e n g a j a r a n IPA
menggunakan
I.ngi .
dengan
J e 1a.s
of
ha.mpir-hampir
ledakan-ledakan
akibat
sebagaimana
tidak1a.h
mungkin
pendeliatam
"spoon
feeding"
ca.ra-cara
yang
pesatnya
sehingga
mengajar
s e p e r t i i n i t i d a k a k a n mampu m e n i n g k a t k a n
siswa
dide-
konvensional
hasil
diha.ra.pka.n .
belajar
Dan
usaha.
m e n i n g k a t k a n sumber da.ya m a n u s i a seperti y a n g d i a m a n a t k a n
da.1o.m GEHLJ k e l i h a t a n n y a
ma.sih
i n i dapa.t d i l i h a t d a r i h a s i l
jauh
helajar
p e l a j a r a n f i s i k a d i SMA, k h u s u s n y a
k e n y a . t a . a n .Hal
da.ri
siswa
Milai
dalam
Ebta.nas
mata
Murni
(NEM) s e l u m a 2 t a h u n t e r a k h i r i n i s e h a g a i m a n a d i p e r l i h a t k0.n p a . d a 'l'abel
1.
Mengingat p e n t i n g n y a penguasaan konsep-konsep
s i a l o l e h siswa. d a n h a l - h a 1 yang p e r l u d i p e r h a t i k a n
dalam p r o s e s b e l a j a r mengajar,
peneliti
tertarik
esenguru
untuk
menge t a h u i t i n g k a t pemahatria.n k o r i s e p - k o n s e p e s e n s i a l
s i s w a d a l a m mata p e 1 a j a r a . n f i s i k a
unit
Suhu
dan
oleh
Kalor
s e r t a . m a - s a l a h - m a . s a l a h y a n g d i t e m u i g u r u da.1a.m
menyampai-
kan konsep-konsep
Negeri
esensial
tersebut
di
SMA
se
Kodya. Pa.da.ng .
T a . b e l 1 : R a . t a - r a t a . N i l a i E b t a n 8 . s M u r n i (NEM) F i s i k a
P r o g r a m I l m u - I l m u F i s i k ( A . l ) d i SMA N e g e r i
Kodya P a d a n g T a h u n 1 9 9 1 / 1 9 9 2 d a n T a h u n
1992/1993
IRata-Rata NEM F i s i k a P r o g r a m A . 1 1
.................................
jRoHama S e k o l a h
ITh. 1991/1992
1 Th. 1992/1993
:
........................................................
I
I
I
I
i
I
I
101.1
:02.1
103.1
104.:
(05.1
:06.1
107.1
103.1
109.1
110.1
111.1
SMANegeri 1
SMA N e g e r i 2
SMANegeri3
SMANegeri4
SMA N e g e r i 5
SMANegeri6
SMA N e g e r i 7
SMAMegeri3
SMA N e g e r i 9
SMA N e g e r i 1 0
SMA N e g e r i 11
I
I
I
I
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
I
6,43
5,44
4,95
3,57
3,21
3,89
4,25
4,35
2,94
- U)
-
I
6,60
6,51
6,08
5,54
4,73
4,80
5,38
4,43
4,52
3,82
4,51
I
I
I
II
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
*>
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
1---'-----------------I---III--I-I-II-II----------------l
* ) S a . n p a i t a h u n aja.ra.n 1 9 9 2 / 1 9 9 3 b a r u menarnatkan s a t u
angkatan
(Data Ka.nwil D e p d i k b u d P r o p i n s i S u m a t e r a B a r a t 1 9 9 3 )
Ma.ta. p e 1 a j a r a . n F i s i k a
d a l a m enam u n i t , y a i t u
d i
SMA
dapat
u n i t Mekanika,
dikategorikan
Suhu
dan
Kalor,
Gelomba.ng d a n O p t i k , L i s t r i k Ma.gnet, F i s i k a Modern
Elektronika.
Mengingatnya
luasnya
bahan
serta
pelajaran
F i s i k a , ma.ka. p e n e l i t i a n i n i hanya. d i b a t a s i p a d s u n i t S u h u
dan k a l o r yang t e r d i r i d a r i
t i g a 'pokok
bahasan,
Suhu d a n K a l o r , T e o r i K i n e t i k G a s d a n T e r n o d i n a m i k a .
yaitu
Pe-
n e l i t i a n a k a n d i f o k u s k a n k e p a d a p e n g u a s a a n siswa t e r h a d a p
k o n s e p - k o n s e p e s e n s i a . 1 da1a.m u n i t S u h u
dan
Kalor
serta
hambatan--ha.mbata.n ya.n.g d i t e m u i
guru
dalam
menyampaikan
konsep e s c n s i a l t e r s e b u t kepada s i s w a .
Konsep e s e n s i a . 1 ada1a.h k o n s e p d a s a . r
dan p e r l u d itekankan
penguasaannya
proses t c l a j a jr nengajar
.
Derrgan
s e p e s e n s i a l i n i siswa a.kan
ya.ng
siswa
kepada
menguasai
lebih
mudah
strategis
dalam
konsep-kon-
membentuk
mengembangkan k o n s e p - k o n s e p y a n g l e b i h t i n g g i
dan
tingkatan-
nya.
Da.1a.m
menyampaikan
konsep-konsep
s i s w a , g u r u m u n g k i n menemui h a m b a t a n -
esensial
kepada
hambatan m i s a l n y a
h a n b a t u n m e n g e n a i a r t i f i s i s s u a t u k o n s e p , a n a l i s i s mate-
nrat i s n y a . , a p l i k a s i k o n s e p , a . l a t p e r a g a d a n m e d i a
yang
di-
gunakan .
Tujuan P e n e l i t i a n
S e s u s i d e n g a n perma.sa.1aha.n y a n g d i k e m u k a k a . n s e b e l u m nya p e n e l t i a n i n i b e r t u j u a n untuk mengetahui
:
1. T i n g k a . t pemahaman s i s w a t e r h a d a p k o n s e p - k o n s e p
esen-
s i a . 1 d a l a n ~p e l a j a r a n F i s i k a u n i t S u h u d a n K a l o r
2 . Masalah-masnlah yang d i t e m u i guru
konsep-konsep
da1a.m
menya.mpaikan
esensial tersebut.
Pertanya-an P e n e l i t i a n
Adapun h a l - h a 1 ya.ng i n g i n d iungka.pka.n d a l a t r ~ p e n e l i -
t i a n i n i a d a l a h jawaban atas p e r t a n y a a n - p e r t a n y a a n
ga.i b e r i k u t
:
seba-
1. S e j a u h mana t i n g k a t p e m a h a a a n siswa
konsep e s e n s i a l
pada
setiap
terhadap
topik
dalam
konseppelajaran
F i s i k a u n i t Suhu d a n K a l o r
2.
Masalah-masa1a.h
a.pa
yang
ditemui
r ~ e n y a m p a i k a nm a s i n g - m a s i n g k o n s e p
guru
dalam
tersebut
esensial
8 . n t a . r ~ .l a i n y a n g berker1a.a.n d e n g a n :
a. a r t i f i s i s s u a t u konsep
b. a n a l i s i s matemat i s n y a
c. a p l i k a s i k o n s e p
d . a1a.t p e r a g a d a n m e d i a
e . penguasaan m a t e m a t i k siswa
f . waktu yang t e r s e d i a
g . j u m l a h siswa
E . Kegunaan P e n e l i t i a n
Hasil p e n e 1 i t i a . n
gambs.ran
atau
ini
diharapkan
kekuatan
"peta"
t i n g k a . t pemaha.man siswa t e r h a - d a p
dan
dapat
kelemahan
konsep-konsep
ma.ta p e l a j a r a n f i s i k a u n i t S u h u d a n K a l o r d i
se
Kodya
'
Pa.dang.
Di
samping
memberikan
itu
dapat
tentang
esensial
SMA
pula
i d e n t i f i k a s i j e n i s m a s a l a h / harnbatan y a n g d i a l a m i
da.lam m e n y a m p a i k a . n k o n s e p - k o n s e p
esensial tersebut.
Negeri
diguru
BAB I 1
T I N J A U A N KEPUSTAKAAN
P a d a b a g i a n i n i a k a n d i k e m u k a k a n G e t e r a p a t e o r i ya.ng
d i j a d i k a n landasan dalam pene1itia.n i n i y a i t u :
P c n g e r t i n n mengenai konsep, a n t a r a l a i n
1.
ungkapkan o l e h M .
seperti
di-
suatu
ide
Amien ( 1 9 7 9 , h a 1 1 0 ) a d a l a h
a t a u g a g a s a n yo.ng d i g e n e r a 1 i s a . s i k a . n d a r i penga1ama.n-pengs.
lanan
t e r t u n t u yang r e l e v a n .
S e l a n j u t n y a Wodruf f s e p e r -
t i y a n g j u g a d i k u t i p o l e h M . Amien ( 1 9 8 7 ,
19)
ha1
ber-
p e n d a p a t hahwa s u a t u k o n s e p a d a l a h :
a . sua-tu ide/ga.gasan
yang r e l a t i f
b . s u a t u p e n g e r t i a n t e n t a n g s u a t u obyek
c . p r o d u k s u b y e k t i f ya.ng b e r a s a l d a r i c a . r n s e s e o r a n g m e m b u a t p e n g e r t i a n t e r h a d a p obyek-obyek rnelalui pengamat8.n s e t e 1 a . h r n e l i h a t a t a u
melakukan
persepsi
terhadap
obyek a t a u Genda.
Berdo.sa.rkan p e n d a p a t t e r s e b u t d i k e m u k a k a n b e b e r a p a . c o n t o h
k o n s e p dalarrl f i s i k a , s e p e r t i
;
l i s t r i k , sel cahaya
dsb.
membentuk
fundamental
struktur
Kcma.mpuan k.onc;ep t u a . l . i s a s i
konsep
Dibangku
tentang
magnet,
pend i d i kan
mata
bagi
merupakan
salah
konsep
pelajaran.
satu
t ujuan
\
yang
amat
pen t i n g
dalan
pengajaran
IPA,
termasuk
p e l a j a r a n f i s i k n d i seko1a.h s e k o l a h .
A l e x a n d e r clan Y . S t e p h e n ( 1 9 7 4 , h a 1 2 2 0 ) mengemukakan p u l a
bahwa k o n s e p mempunyai a t r i b u t - a t r i b u t
s e d e r h a n a sarnpai yang
sederhana. d i s e b u t
komp l e k .
konsep
da.sa.r
t e r t e n t u d a r i yang
Konsep
atau
yang
konsep
paling
esensial.
M e n u r u t M. Axlien ( 3 . 8 8 7 , h a 1
49)
dulam
:"
IPA,
d a s a r ata.u k o n s e p e s e n s i a l m e r u p a k a n k o n s e p y a n g
g i s , ya-ng mana t a n p a . mema.ha.mi k o n s e p - k o n s e p
konsep
strate-
esensia.1
s u l i t d i h a r a p k a n s i s w a d a p a t mema.hami k o n s e p - k o n s e p
lebih
konplek
atau
yang
lebih
konsep-
konsep yang
lebih
tinggi
tingkatannya
Banyak
sudah
tingkata.nnya.
dengan
konsep
ya.ng
H e r b e r t D r u x e s ( 1986, h a 1
seperti
konsep-konsep
f i s i k a y a n g d i t e m u k a n o l e h p a r a a h l i , mu1a.i
s3mpa.i
konsep
e s e n s i a . 1 t e r s e b u t a k a n membentuk
p r i n s i p , hukclm da.n t e o r i .
da.sar,
yang
t i n g k a . t a n n y a W.
tinggi
Penda.pat t e r s e b u t d a p a t d i m e n g e r t i k a r e n a konsepd a s a r a t a u konsep-konsep
ini
da.ri
konsep
lebih
tinggi
menyebutkan
9)
bahwa ; f i s i k a . m e r u p a k a n sa1a.h s a t u i l m u p e n g e t a . h u a n y a n g
pa.ling eksak, t e t a p i t i d a k pernah lengkap
t e t a p i s e n a n t i a s a berkembang
.
Pendapat
8.ta.u
ini
selesai,
memberika.n
g a m b a r a n t e n t a n g perar1a.n g u r u f i s i k a da.lam p r o s e s b e l a j a r
m e n g a j a r d i s e k o l a h t i d a k hanya. s e k a d a r m e n g k o m u n i k a s i k a n
konsep
dan p r i n s i p
fisika
yang
s u d a h je1s.s g u r u aka.n menemui
s e n a n t iasa.
kesu1ita.n.
bertambah,
Teta.pi
yang
l e b i h p e n t i n g a d a l a h menciptakan s u a t u iklirn b e l a j a r yang
memungkinkam
siswa.
mampu
memproses
dan
konsep-konsep esensia.1 n e n j a d i konsep-konsep
rnengembangkan
yang
lebih
2 . K o n s e p pemaha.man d i k e n u k a k a . n o l e h b e b e r a p a p a r a .
ahli,
tinggi tingkatannya.
d i a n t a . r a n y a M a s t i e d a n J o h n s o n ( 1972, h a 1 10) menyebutka.n
bahwa
pemahama.n
dengan kata-kata
ialah
yang
kemampuan
berbeda
menerangkan
dari
dalam
Guku
sesuatu
teks,
m e n g i n t e r p r e t a s i a t a u menarik kesimpulan d a r i t a b e l , d a t a
~ . ; ~ - a f ~ .(:Ian
l . ; , sebaga.i.nyn.
\ ~ o . t o . s a . n bat-rwa
3 .
Ds.ri ~ ~ n g k a p at rc ~r s e b u t d i p e r o l e l i
pemaharnan
mengandung
aspek
3
yaitu
:
ken~arnpua.n rr1enerangka.n a.ta.u menjela.skat-I
b . t i n g k a t pengenalan dan
c
. ken~n.n~puan
ncrrgin L e r p r e t a s i
Ilnlam
pelu.jarnn
di
r;ekolah
untuk
r~enguktlr
tingkat
perr1a.hama.n s i s w r s . t e r h a d o . p p e l a j a r a n t i d a k l a h d a p a t
objektif ,
denean h a s i l tes
karena
pilihan
diukur
yang
dn1a.m ~ t ~jea.wab
n
t e s oG j e k t i f t i d a k d a p a t men j nmin
tepat
tingkat
pemaha.rr~an s i s w a , a k a n t e - t a pi h e n d a k l a h d i u k u r d e n g a n s u a t,u bel-~Culc t c s y a n g m e n g a n d u n g
ke
tiga
aspek
pemaham8.n
d i atas.
3 . K o n s e p n ~ e n g e n a if i s i . k a , s e p e r t i ya.ng d i u n g k a p k a n
Brockt-IHUS yarrg
berpendapa.t,
kejadiun
dikutip
Lahwa
alam,
oleh
: "f i s i k a
yang
H.Druxes
a.dalah
(1986,
pelajaran
menungkinkan
untuk
p e n e l j ti a n du.n percobna-n s c r t a pengukuran
secara s i s t e n u t i s . S o e k a r n o
( 1973,
bnhwa
dsn
fisika
1.ahir
1.2j.nglin.h-.larrgkah i1mia.h s a n p a i
ha1
3)
tentang
dilakukan
dan
d i s a jikan
menambahka.n
9)
dikf:mba.ngkan
dapat
ha1
oleh
ditarik
me1a.lui
kesinpulan
b e r u p a penemuan k o n s e p , p r i n s i p a t a u p u r i t e o r i .
B e r l 3 a g a i k o n s e p dasar d a l a n f i s i k a t e 1 a . h d i k e n a l s e p e r t i :
konsep
ma.ssa,
berat,
barbn.gui konsep
y a n g 1 - e b ih t i n g g i
seperti prinsip
energi
dsb.
d ~ s a r tersebut
tin.gka.ta.nnya
ger8.k
jatuh
e n e r g i , p r i n s f p kelenbs.man d s b .
Dengan
lahirlah
yaitu
bebas,
kombinasi
konsep-konsep
prinsip
prinsip
Sel.anjutnya
lahir teori-teori seperti teori relutivitas,
prinsip,
kekekalan
juga.
akan
t e o r i atom,
t e o r i m e k a n i k a d l s . Disatrlping i t u t e l a h k i t a
hukum-hukum
Archimedes,
dalam
f isika.
hukum C o u l o m b
seperti
dsb.
( 1 9 8 6 , ha.1 1 ) d i s e b u t k a . n b a h w a
hukun
Da1a.m
kenal
Ohm,
juga
hukum
kurikulum
1984
: tujuan pengajaran f i s i k a
d i a n t a r a n y a a d a l a h a g a r s i s w a memaha.mi k o n s e p - k o n s e p
hukum-hukum
fisika
serta
ma.mpu
.....
persoalan f i s i k a sehari-hari
dan
menerapkamnya
dalam
Dan
(1990
Sutris n o
ha.1 2 ) menamba.hkan p u l a ba-hwa d e n g a n b e 1 a . j a r f i s i k a d i h a r a p k a n siswa menemukan k o n s e p - k o n s e p d a s a r / e s e n s i a l ,
ser-
t a mampu m e n g g u n a k a n k o n s e p - k o n s e p t e r s e b u t u n t u k membuat
d e d u k s i t e n t a n g k o n s e p l a i n m e n g e n a i g e j a . l a a1a.m. Pemahaman y a n g d i m a k s u d a d a . l a h pema.haman t e r h a d a p k o n s e p - k o n s e p
e s e n s i a l d a l a m a r t i d e n g a n pemahama.n t e r s e b u t siswa mampu
m e n e r a p k a n d a n mengerribangkannya da1a.m b e r b a g a i
f i s i k a yang
relevan,
konsep-konsep
yang
dan
lebih
mgmpu
mengemba.ngkan
t i n g g i .Baik
konsep
ataupun konsep yang l e b i h t i n g g i tingka.tannya
B . T . Sungkowo
(1935, h a 1 62 )
persoalan
irlernpunyai
menjadi
esensial
,
menurut
karakteristik :
1. K u a n t i s a s i ; a r t i n y a t i d a k t e r l e p a s d a r i p e n g u k u r a n
2 . 0 b s e r v a . s i dan e k s p e r i m e n
; artinya kegiatan
yang
t e r p e n t i n g u n t u k mendupa.tkan k o n s e p d a n p r i n s i p f i s i k a
adalah melalui kegiatan ohservasi dan eksperimentasi
3 . Punya d a y a p r e d i k s i
; a r t i n y d konsep-konsep
fisika
yang s u d a h d i t e n u k a n d a p a t meramalkan
konsep-konsep
f i s i k a ya.ng aka-n t e r b e n t u k l a g i
4 . P r o s e s ; a r t i n y a t e r h e n t u k n y a konsep-konsep
fisika
a d a l a h h a . s i l p r o s e s , ya.itu mengangkut p r o s e d u r k e r j a
ilmiah baik melalui kegiatan
laboratorium
maupun
a n a l i s i s pena1ara.n m a t e m a t i s .
Konsep-konsep e s e n s i a l u n t u k u n i t Suhu
p a d a p e l a j a r a n F i s i k a d i SMA m e n u r u t k u r i k u l u m
( 1 9 3 7 ha.1 4 ) a r e l i p u t i k o n s e p - k o n s e p
dan
Kalor
SMA
: k o n s e p Suhu d a n
l o r , T e o r i K i n e t i k Gas d a n T e r m o d i n a m i k a
1984
Ka-
Konsep Suhu ( T e m p e r a t u r )
Su h u s . t a . u t ; e m p e r a . t u r
yarrg
dapa.%
dia.rtika.n
seba.ga.i
mendeskri.psikan
keadaan
suatu
sif a t
panas
atau
d i n g i n n y a s u a . t u z a t a t a u 1in.gkunga.n
Termometer
sebag8.i
ukur
slat
berdasarkan atas s i f a t f i s i s z a t
a k i t ~ ~ t p; e r u b a h a n
dipil i h
sehagai
tenrperatu r
zat
cair
.
temperatur
dibua.t
yang
berubah
dapat
Zat at8.u
termometer
baha.n
ya.ng
disebut
zat
termometrik
Hubungan a n t a r a
skala-ska.la
C e l c i u s ( C j Fu.Rrertheit, ( F )
terrnometer
dan
Pcrubahari d i m e n s i l i r i i e r d a . r i
lebar,tebnl)
akib8.t
eksp:i.risi I i n i . e r .
* = I
(
I
dimaria
(K)
Kelvin
benda
perubahan
(R),
Reamur
padat
memenuhi
(panjang,
tempera.tur
disebut
Rumus-runus yang b e r l a k u a d a l a h
; I3 = litA
/3
= 2
u = 1 / V (AV/At)
(AA/At) d a n
dan
a
y
sbb
=
3 a
K o n s e p K a l o r (Par1a.s )
K d o a . t a u a.1ira.n. k a l o r
adalah
suatu
e n e r g i yang Lerjacli s.kibat beda suhu
anta.ra
hahagi8.n-bahagian
. benda.
bentuk
atau
yang
a.liran
temperatur
arahnya
bahugian benda yang b e r t e m p e r a t u r t i n g g i
ke
dari
bahagiam
benda yang b e r t e m p e r a t u r renda.h.
K a . l o r h a n y a rida j i k a d u a b u u h G e n d a
berhedn suhunya bersentuhan.
atau
lebih
yang
Menurut az8.s
r:.
Black
besarnya
kalor
yung
benda. y a n g s u h u n y a l e b i h t i n g g i s a n a
k a . l o r ya.ng d i t e r i m a .
oleh
benda
diserahkan
dengan
yang
besarnya
suhunya.
lebih
(4 d i t e r i n a = Q diserahk'an)
rendah,
d . Pengaruh
kalor
terha-dap
kenaikan
suhu,
perubahan
zat
dapat
fuse,
menyebabkan
perubahan
;
warna,
p e r u b a h 8 . n ha.mbatan l i s t r i k d l s .
e . Ka.pasitas k a l o r (C j dirumuskan
= AQ/At
sebagai : C
AQ = jum1a.h k a . l o r y a n g d i b e r i k a n p a d a benda.
At
f
.
= perubahan t e m p e r a t u r benda akib8.t
Kalor j e n i s benda ( c )
AQ
didef inisikan sebagai kapasitas
k a l o r ( C ) p e r s a t u a n massa b e n d a (m) d e n g a n r u m u s :
=
c
C/NI
sehingga
g . Untuk benda yang massanya
suhunya
T2-TI
=
dinaikkan
At
dari
KI
=
AQ
m c A t
dan k a l o r jenisnya c
TI
menjadi
) naka kalor yang
harus
T2
(
bila
dianggap
diberikan
untuk
r1enaikka.n s u h u b e n d a a d a l a h s e b e s a r :
Q =
h . Pada
sa8.t
m c A t
perubahan
f ase
d i l e p a s k ~ nz a t y a n g s e d a . n g
tidak
selalu
digunakan
t e r n p e r a . t u r 2a.t
.
kalor
yang
berubah
untuk
Tenperatur
diserap/atau
f asenya
tersebut
menaikkan/menurunkan
dalam
fase i n i disebut temperatur t r a n s i s i
keadaan
dan
perubahan
kalor
yang
digunakan untuk perubahan f a s e i n i d i s e b u t kalor l a t e n
( L ) d a n memenuhi p e r s a m a a . n :
Q
=
mL
Q
= kalor yang diserap/dilepaskan ( J )
I
= massa z a t ( k g )
L
= l a k o r l a t e n (J/Kg)
'fang t e r m a . s u k k a l o r l a t e n a d a 1 a . h : k a l o r l e b u r ,
kalor
u ~ i pk a l o r embun d a n k a l o r b e k u .
i.F e r p i n d a h a n
energi
ya.ng
disebabkan
oleh
t - e r ~ p e r a t u ra n t a r a b a g i a n - t a g i a n y a n g
perbedaan
berdekatan
dari
s e b u a . h b e n d a . d i s e t u t ha.nt8.ra.n k a . l o r .
j . Dalam k e t e b a . l a t - I l e m p e n g A x
terda.pat
s u a t u perbedaan
t e m p e r a t u r s e b e s a r AT d e n g a n 1ua.s pena.mpnng A d a n d a y ~ h. a n t a . r k a l o r l e m p e n g a d a . l a h ( k ) , maka a l i r a n k a l o r
t i a p satua.n waktu ( H )
;
dirutrluskan s e b a g a i
t a n d a n e g a t i f m e n u n j u k k a n Gahwa a l i r a n k a l o r b e r l a wa.nan d e n g a n a r a h n a . i k n y a s u h u
k . K e r j a clan k a l o r m e r u p a k a n s u a t u
bentuk
Dari
energi.
h a s i l p e r c o b a a n J o u l e d i p e r o l e h hubungan a n t a r a
1 k a l o r i = 4,136
d a n k e r j a d a l a t r ~s a t u a n e n e r g i , y a i t u
joule
a t a u 1 j o u l e = 0,24 k a l o r i .
1 . Dslatri S I s a t u a n
satuan
ka.lor
kalor
suhu
dalam
adaluh
joule
dalam
J ) .
kelvin
Da1a.n
CI
seri-rig di.gunakan s a t u a n suhu dalaln
C
(K)
dan
perhitungan
ds.n
satuan
kalor dalam k a l o r i ( k ) a t a u k i l o k a l o r i (K).
1 K = 103k
m.
Dinding adiu.ba.tik s d a l a h d i n d i n g yang
sukar
dipengaruhi
oleh
kalor
s e h i n g g a larr~bats e k a l i n e n c a p a i
a n t a r a sisl:em
dari
membuat
sisten
lingkungannya
kesetinba.ngan
terno.1
dengan lingkungannya.
n . Dinding diatertrial a d a l a h d i n d i n g yang
mudah d i p e n g a . r u h i
oleh
lirigkungannya
ruetribuat
sistem
seca.ra
kalor,
set-ringgo. c e p 8 . t m e n c a p a i
kesetimb8.nga.n
ternla1
sistein
t e r s e b u t d e n g a n 1i n g k u n g a . n n y a .
3 . T e o r i K i n e t i k Gas
a . T e o r i k i n e t i k ga.s a.da1a.h t e o r i y a n g m e n i n j a u
b e r t u r ~ b u k a n.
pok p a r t i k e l g a s yang d a p a t
dimulai d a r i
rata-rata
kelakuan
tiap
sckelomPeninjauan
partikel
ga.s
u n t u k rrlernperoleh s i f a t k u m p u l a n ( k e l o m p o k ) g a s .
b . P e n b a h a s a . n d i b a t a s i pa.da g a s , k a r e n a i n t e r a k s i
atom-atom dida.lam
dida1a.m
cairan
gas
dan
jauh
lebih
bendp
lemah
pada.t
m e n y e d e r h a n a k a n pernba.hasan .
antara
dari
puda
sehingga
Gas y a n g d i m a k s u d
akan
adalah
gas ideal (gas se~ipurna).
c . Gas i d e a l ada.1a.h g a s ya.ng memenuhi p e r s a m a a . n
=
PV
R
=
Konstanta
nRT
ga.s
umum
yang
cukup
rer1da.h
s e t i a p gas y a i t u
=
P
=
yang
padu
kera.patan
sama
nilai.nya
hasil
untuk
0 , 0 8 2 l i t e r atrn/rr~ol K = 8 ' , 3 1 4 . 1 0 ~ ' e r g / m o l K
Tekanan
ga.s
cal j ;
1 Pa
(atmosf i r )
=
gas
dari
:
ideal
yang
dinyatakan
=
1 t
=
10 dyne/rimz =
Sering juga tekanan
V
NkT
didapat
eksperimen terhadap s e t i a p
yang
=
PV
atau
:
; 1 atm
gas
=
7,5
;
.
dinyata.ka.t-1
lo5
Pa
atm
cm Hg
da.lam
atrn
tsl/m2
dinya.takan dalam m
Volume g a s i d e a l
dalnm l i t e r (I.)
= 9,57 .
dalam
1 liter =
1 dm
3
3
, cm 3
atau
-
J u m 1 o . h mol g a s i d e a l
d;
=
Konc;tn.rt t;u B o l t z m a r t
T
=
T e m p e r a t u r g a s i d e a l , dinya.takarc d a l a m K ( k e l v i n )
rc
I
=
.Jurnlah m o l e k u l gas i d e a l
pad^
rrorma.1)
kortdisi
yaitu
= 1, 38. S O - ~ ~ . J ~ / K
standar
(tempera.tur
T = 273 K dart P = 1 a t m ,
g a s i d e a l m e n e m p a t i v o l u m e 22,4
cl
.
liter
dan
1
tekanan
gram
no1
.
lJn t u k k e p e r 1 u u . n p e r h i t u r c g a r c , d i b u a t l a h m o d e l gas i d e a l
y a n g n e r u p a k a n anggaparc d n s a r
bagi
pembahasan
teori
kinetik gas tersebut, yaitu :
- t e r d i r i at-as p a r t i k e l ( a t o m a t a u
m o l e k u l ) ya.ng amat
l3ec;ar j u r n l a h r r y a .
-
partikel-partikel
t e r s e b u t bergerak s e c a r a acak (ke-
s e g a l a a.rah)
- partekel-partikel
g a s t e r s e b a r m e r a t a k e s e l u r u h ru'-
angart y a n g d i t e m p a t i r t y a .
- j 8 r a . k a.nt8.r p a r t i k e l g a s j a . u h l e b i h b e s a r d a r i u k u r arc p a r t i . k e l g a s t e r s e b u t .
- t i d a k ada gaya ircteraksi a n t a r partike1,kecuali b i l a
arrtara sesana p a r t i k e l g a s t e r s e b u t bertumbukan.
-
b i l a t e r j a d i tunbukart
arc t a r a
antara
sesama
p a r t i k e l at8.u
p a r t i k e l d e n g a n d i n d i n g l e n t i r t g s e m p u r n a dart
t e r j a d i d a l a m wa.ktu y a n g
sangat
singkat
(pa.rtike1
di.r>.rrgga.p s e p e r t i b o l a k e c i l yarrg l i c i n j
- Flukum-hukum Newton t e n t a n g g ' e r a k t e t a . p b e r 1 a . k ~ .
e . Hubungan t e k a n a n ( P j d e n g a n e n e r g i
i d e a l d ircyataknn o l e h p e r s a ~ t a a n :
kinetiik
(Ek)
P = ( N Ek)/V
N = jurrtlah m o l e k u l g a s i d e a l , V = v o l u m e gas i d e a l
ga.s
f . Hubungan t e k a n a n ( P j
derrgan
gas
kerapatan
P
dirryatakari o l e h persamaan :
=
1/3
gas
(
pv
= kecepatan rnta-rat& p a r t i k e l gas
g . Energi kirretik rata-rata
o l e h perr;a.rnaa.rr
=
Ek
:
m o l e k u l gas
3/2
(kT),
dirryatakan
dims.na.
k
adalah
gas
a d a l a h tempera.t:ur
E n e r g i k i n e t i k t o t a l (Ektot) u n t u k N m o l e k u l gas d a l a m
ti.
s u a . t u rua.rrgan a d a l a h s e b e s a r :
i. Temperatur (T) g a s
rata-rata
j
(Ek)
.
gas,
Laju molekul
Ektot
ditentuka.n
dinyatakan
M
=
b e r a t m o l e k u l gas
V
=
v o l u m e gas
oleh
oleh
gas> rata-rata.
.=
3 / 2 NkT
energi
persamaa.n
kinetik
=
T
:
d i n y a t a k ~ n oleh
(Vrmo)
k . E n e r g i d a l a l n g a s i d e a l (1J) m e r u p a k a n
energi
totalnya
1 . Karerra e n e r g i p o t e n s i a l g a s secara k e s e l u r u h a n
(E
tot
a.da.lah n o l , m a k a
energi kinetik
energi
totalnya
total
saja
gas
hanya
(Ek
total
.
merupakan
Untuk
g a s m o l e k u l morioa.tomik p a d a s u h u y a n g r e r r d a h ( + 300 K j
E n e r g i d a . l a m n y a mernenuhi p e r s a m a a n :
IJ
=
E total-
=
Ek
Pa.ds. s u h u s e d a n g (t 500 K ) ,
t i n g g i ( L 1000 K ) ,
total
z
3/2nRT
U = 5 / 2 nRT d a n p a d a
U = 7 / 2 nRT.
suhu
1 . Gas m c j l e k u l monoa.tomik c o n t o h n y a . d a l n h s e p e r t i
:
He,
ttlc, A r c-lsb, k a p a s i t a s k a l o r n y a a d a l a h :
a.
Cv
h.
Cp
c.
y
=
3 / 2 nR
+
Cv
=
nR=
5/2nR
=
Cp,'Cv
5/3
1,67
m . E n e r g i y a n g t - e r s e d i a . pa.da g a s :
-
tergantung pada temperatur g a s
-
terdistribusi
rnerata
secnra
bebus yang digunaknn
kepada
molekul
gas
diserap
molekul
setiap
untuk
cara
menyerap
energi
-
Er~ergi-energi
-
Energi-energi
yang
kuadratik
seperti
gas
energi
adalah
kinetik,
e n e r g i g e t a r a n , dan e n e r g i r o t a s i )
-
Resarnya e n e r g i r a t a - r a t a yang dihasi1ka.n d a r i t i a p
d e r a j a - t b e b a . s n y a a . d a l a h s e b e 2 a . r 1 / 2 kT
-
Tiap d e r a j a t behas energi
yang
diserap
sebanding
dengi~.nk u a d r a t v a r i a h e l beba.snya.
Azrss d i a t 8 . s
disebut
azas
ekwipartisi
(azas
energi
pcnbrj.gj.an merata e n e r g i ) .
1-1. U n t u k g a s y a n g
menpunyai
dnl.am ya.ng d j . r n i l i k i n y a
molekul
hanya
monoatomik
energi
energi
saja
tra.nslasi
y a . i t u e n e r g i k i n e t i k t r a . r r s l a s i denga.n 3 d e r a j a t
y a i t u t e r h a d a p sumbu x , y d a n z
U = 1 / 2 k T
+
1/2kT
o . Ilntuk g a s molekul dia.tomik
, yaitu scbesar
+1/2kT
atau
=
bebas
:
3/2kT
poliatomik
disamping
u n e r g i t r a n s l a s i j u g n e n e r g i r o t a s i da.n e n e r g i v i b r a s i .
U n t u k gas n o l e k u l d i a t o m i k
ndaluh :
sebagai
kontribusi
energi
-
Eriergi
trarislasi
Etr =
sebesar
-
derigan
3
derajat
3 x 1 / 2 kT
=
3 / 2 kT
E n e r g i r o t a s i der1ga.n 2 d e r a j a t t e b a s y a i t u
Ero~= 2 ~ 1 / 2 k T =
-
bebas
=
2/2kT
yaitu
sebesar
kT
E n e r g i v i t r a s i d e n g a n 1 d e r a j a . t b e b a s ( Ep + Ek )
, J a d i e n e r g i da.lam ( U )
ata.u
energi
total
untuk
gas
nolekul diatomik adalah sebesar:
IJ
= Etot = Etr
+
+
Erot
Evib
=
7 / 2 kT
K a p a s i t a s k a l o r urituk g a s m o l e k u l d i a t o m i k a d a l a h ;
Cv
=
7 / 2 nR ,
CP = Q / 2 riR
s e h i n g g a y = 9/7 = 1,29
a . T e r m o d i n a m i k a a d a l a h ba.gia.n d a r i f i s i k a y a n g
berbaga.i
energi
,
sistem
berkenaan
membahas
dengan
termal, e n e r g i m e k a n i k , d a n k o n s e k w e n s i n y a
er~ergi
da.1a.m
ha1
perpindahan energi .
b . S u a t u sistem termodiriamika d a p a t
berinteraksi
l i n g k u n g a n n y a ( s e s u a t u d i l u a r sistem)
dengan 2 cara., y a i t u m e l a l u i
paling
perpindahan
dengan
sedikit
kalor
atau
d e r i g a n p e r a . n t a r a a . n k e r j a , maupun k e d u a - d u a n y a .
c
Yang
dimaksud
dengan
adalah i n t e r a k s i yang
keada.an k e s e i m b a n g a n
a.khir
(fj.
,>ela.na
P
"proses"
mengutah
awal
(i)
proses
ternlodinamika
keadaan
sistem
men j a d i
keseimbangan
berlangsung
keada.an s i s t e m t e t a p b e r l a k u k i k a
kuasistatik.
dalam
persamaan
prosesnya
P r o s e s k u a s i s t a t i k ada.lah
dari
bersifat
proses
t e r j a 1 a . n s a n g a t l a m b a t , s e h i n g g a selama p r o s e s
yang
sistem
Mli:K irPT PERPUSrAfiiinN
'!KID
PADANG
c l j a.r-rggo.p 1;el;a.p t ~ e r a d n .drj.lam k e s e i m b 3 . n g a n .
d . I ? ~ c J s ~ ! s - F ' ~ ( I s wP e n t i n g Da1a.m T e r m o d i r r a m i k a ada.1a.h :
-
P r o s e s I s n k h o r i k ( P t e t a p ) b e r 1 a . k ~persa.ma.an :
Ti/Vi
=
T2/V7.
OLUU
= I.;ol-lstan
T/V
3 i k a v o l u m e m a k i n Gesar d i s e b u t e k s p a . n s i
dan
jika
vo1.11rnc nlu.l-;jn k o c j . 1 d i s e b u t k o n r p ~ c . s . . ; i .
-
P r o s e s I s o v o l u m ( V t e t a p ) b e r l a . k u perso.maa.n :
=
Ti/Pi
Ta,,/Pz
Di1.a s u t r u mal:irr
atau
T/P
=
korrsta.n
n a i k d i s e b u t p c m n n a . s a n i s o k h o r i k d8.n
b j l a s u h u m a k i n t:uri~n d i s e b u t p e n d i n g i n a n i s o k h o r i k
-
P r o s e s I s o t e r m a l ( T t e t a . p ) , ber1a.l.:~ persa.maan ;
=
Pi V i
Uila
P z V2
volume
a~au
= kol-istan
PV
m a k i n Gesar d i s e b u t e k s p a r r s i i s o t e r m a l
b i l o . v o l u m e m8.ki.n k e c i l d i s e b u t k o m p r e s s i i s o t e r m a l
e . Diagra.rn T c r m o d i n a m i k a
P-T,
d m V-T
B
c
.
Pertukaran
harrya
-
cliaLerma.1 .
=
kalor
murrgkin
berbentuk
diagram
P-V,
sbb :
Ir'eter,srjg:i17 ; a =
f
dapat
proses i s o k h o r i k
p;.ose,s i s o b a r i l i
proses i s o t e r ~ n a l
8.ntara
a.pabi1a
Ralor
dinding
yang
pcr.s;itif d2.r-I s e b a l i k n y a .
sistem
derrgarr
lingkungan
pemisahnya.
memasuki
sistem
bersifat
dihitung
g. Reservoir
(RK)
kalor
sedemikian besarnya
melepus
sejumlah
adalah
benda
sehingga
kalor
( s i s t e m ) . yang
dapat
tanpa
rnenyernp
mengalami
atau
perubahan
t e m p e r a - t u r a.ta.upun k o o r d i n a t l a i n n y a .
h . Umumnya d a l a m s e t i a p p r o s e s t e r t r t o d i n a r r t i k a , u s a h a . . y a n g
dilakuka.n(W)
atau
perpir1da.ha.n
kalor
yang
terjadi
s e b a g a i n k i b a t i n t e r a k s i sistem d e n g a n l i n g k u n g a n a k a n
m e l i b a t k a n p e r u b a h a n e n e r g i dalam ( U )
sistem.
i . E n e r g i d a l a m ( U j a d a l a h semua e n e r g i (Ek
yang d i m i l i k i p a r t i k e l .
Untuk g a s i d e a l
fungsi temperatur (T) saja.
Perubahan
, Ep
U
,
dll)
merupakan
energi
dalam
sistem ( A U ) t i d a k t e r g a n t u n g d a r i s i f a t p r o s e s :
= .U2 - U l
AU
j.
Rumusan
persautaan
hukum
I
Termodinamika
dinyatakan
oleh
:
A U = Q + W
m e r u p a k a n p e r s a m a a . n y a n g mer1ya.taka.n t e n t a n g c a r a m a s u k
keluarnya
energi
sistem,
kedalam
bagairnana e n e r g i d a l a m
sua.tu
sisten
yaitu
tentang
berubah
karena
menerima e n e r g i secaro. k a l a ' r d a n /a.tau secara k e r j a .
k . P r o s e s a d i a b a t i k ada1a.h proses
dimana
tidak
p e r t u k a r a n ka.lor a n tara s i s t e r 1
dengan
lingkungannya.
1. P r o s e s r e v e r s i b e l ( d a p a t b a l i k ) ,
trerja1a.n
kemba.li
da.lam
arah
terjadi
adalah apabila. proses
balik,
m e n i m b u l k a n apa.pun p a d a sistem maupun p a d a
dan
tidak
lingkungan
s e t e l a h k e m b a l i k e t i t i k awal ( s e m u l a )
m. Proses irreversibel (tak
dapat)
adalah
berlangsung d i l u a r ketentuan d i a t a s .
proses
yang
ri
. P e r u r n u s a n Hu k u n I I Terniod i n a n r i k a :
-
Menurut K e l v i n d a n P l a n c k
T i d r t k mungkirr d i d a p a t i m e s i n k a l o r y a n g d a p ~ tmengkonversiknn solu'ruh e n e r g i yang diserapnya d a r i r e s e r v o i r
kalor bersuhu tirrggi menjadi
energi i t u dilepaskan
pada
usaha
reservoir
l e b i h rendah dalari Gent
-
STUD1 TENTANG TINGKAT PEMAHAMAN KONSEP KONSEP ESENSIAL
MATA PELAJARAN FlSlKA DAN MASALAH MASALAH
YANG DlTEMUl Dl SMA NEGERI
SE KODYA PADANG
-
L
/
- _----, AJS! AKAAN iKiP 9Li)AFJG
.
_
_
_
_
a
OLEH
Drs.
A W A R D,I
( KETUA TIhI PENELITI)
PENELITIAN IN1 DlBlAYAl OLEH
Proyek Operasi dan Perawatan Fasilitas IKlP Padang
Tahun Anggaran 1993 1 1994
Surat Perjanjian Kej a No. : 035 1 PT37. H9 1 N.1.4.2 1 1993
Tanggal : 1 Juli 1993
p
p
p
p
p
p
INSTITUT KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN PADANG
1994
-_-I
LAPORAN PENELITIAN
STUD1 TENTANG TINQKAT PEMAHAMAN KONSEP-KONSEP ESENSIAL
M A T A PELAJARAN FlSlKA DAN MASALAH-MASALAH
.
YANQ DlTEMUl Dl SMA NEGERI
SE KODYA PADANG
PERSONALIA PENELITIAN
Ketua
: Drs, Mawardi
Anggota
: Drs. Mansurdin
Drs. Amali Putra, MPd,
Dra. Yulla Jamal
Dra, Nur Asma
A B S T R A K
Penelitian
yang
berjudul
"Studi
Ten tang
Tingkat
P e n ~ a h ~ m a Konsep-Konsep
n
Esensial M a t a Pelajaran F i s i l r a Dan
Masalah- Mzlsalah Yang Dif:enui di SMa Negeri se Kodya Padang-"
i n i b e r t u j u a - n u n t u k r n e n g e t a h u i t i n g k a t pemaha.ura.n siswa,
t e r h a d a p konsep-konsep
e s e n s i a l rrrata p e 1 a j a . r a . n
Fisika
unit
S u h u dam K a l o r s e r t a m a s a l a h - r n a s a l a h y a n g d i t e m u i g u r u d a l a m
menyampaikan konsep-konsep
Hasil
ya.ng
esensiul tersebut
diharapkan
dari
penelitian
d i p e r o l e h n y a s u a ' t u galrrbaro.rr
&tau
pema.ha.man
pengua.sa.an
ata.u
konsep-konsep
deraj3.t
"peta"
siswa.
kepada
ini
adalah
mengenai
tingkat
slswa
terhadap
SMA N e g e r i se
e s e n s i a l d i riasing-masing
Kodya
P a d a.ng .
IJntuk
mencapai
tujuan
diatas,
b e r u p a . Tes Peaahaman Konsep Esensial
diguna.kan
(TPKE)
instrumen
siswa
terhadap
s e d a n g k a n masa1a.h y a n g d i t e m u i g u r u d i j a r i n g d e n g a n a n g k a e t /
kuisioner.
S a m p e l p e n e 1 i t i a . n t e r d i r i d a r i 518
k e l a s 3 program Ilmu-ilmu F i s i k
(A.l)
32
dan
siswa
orang
orang
guru
F i s i k a ya.ng m e n g a j 8 . r d i k e l a s 1 d a n d i k e l a s 2 P r o g r a m I l m u I l m u F i s i k y a n g h e r a s a l d a r i 11 b u a h
Negeri
SMA
se
Kodya.
Padang .
Data yang d i p e r o l e h
dengan t e k n i k prosentase.
dari
instrumen
Dari
kemuadian
ana.lisis
da.ta.
diolah
didapatkan
hasil penelitian sebagai berikut :
T i n g k a t pena.ha.wa.n s i s w a t e r h a d u p
konsep-konsep
esensial
p a d a s e t i a p p o k o k b a h a s a n p e l a j a r a n F i s i k a u n i t Suhu
Ka.lor u r r t u k t i 8 . p
seko1a.h
masih
rendah
dan
dan
bervariasi
yaitu :
a . u n t u k p o k o k b a h a s a n S u h u d a n K a l o r b e r k i s a r d a r i 47,3
%
s . d . 79,0 X
dan rata-rata 62,2 X
b . untuk pokok bahasan T e o r i K i n e t i k
Gas
26,0 % s . d 69,0 X dan rata-rata. 5 0 , l %
berkisar
dari
I::.
un1;ul; pokc.~l.; h a t r s . s s n ' I ' c r m o d i n a m i k a b e r k i s a r d a r i 3 6 , O Z
:i.d
7 3 , 3 X dzri r a t n - r a t a 4 9 , 9
2.
d . ~ ~ n t ; u Sk~ I T I I I Dp o k o k bu.hasu.rr b e r k i s a r
73,8
X da.n r a l i u - r a t a
53,8
dari
36,4
%
s.d
%
2 . M e n g e n a i m a s a 1 u . h - m a s a l u h ya.rrg d i t e m u i g u r u d a l a n ~ meny8.m-
prjik8.n t:isp k o n s e p e s e n s i a l pada. r i a s i n g - n i s s i.ng SMA N e g e r i
d i Koilya P a r l n n g
3 .
jug^. b e r a . g a m y a i t u
:
Pada t i a p s e k o l u h umunnya g u r u - g u r u
rierigalami
masa1a.h
t e n t n n g u r t : i f i 3 i . c ; a t a u k o n s e p t e r 1 : j . l ~a t s s t r 8 . k .
ts. IJril;~.lG;s e k a l a h - s e k o 1 u . h
b e s a r yang m e n j s d i m a s a l a h utama.
~ . d n l s . hn r e n g e n a i masa1a.h t e n t a n g jum1a.h s i s w ~t i a p
lo-
kal terlalu besar
c . Ada b e b e r a p a s e k o l a h d i s a m p i n g m e n e m u i m a . s a l a h
j u g n menenru i ria.r;alah
diatas
t e n t a n g s u k a r n y a nerrcarikari a p l i -
k a s i konsep
d
.
D a r i k e s e l u r u h a r i g u r u t i a p s e k o l a h ya.rrg m e n j a . d i s a m p e l
tj.du.k acrla. y a n g t e r b e b a s d a r i s a . l a h
l i h a n je n i s n i a s a l a h
~ 8 . at l ~
te
yang d i b e r i k a n
Temuarr p e n c 1i t i a n d i a t a s
dihara-pkan
seb8gs.i. mar:ukan y a n g b e r h a . r g a . b a g i p e n g e l o l s
SMA, p a r a g u r u F ' i s i k a s e r t a b a g i J u r u s a n
d~3.lu.nnic:ningka.tkan
rnatif pi-
dapat
digunakan
pendidikan
Pendidikan
d i
Fisika.
m u t u p e n d i d i k a n F i s i k a d i maso. r n e n d s . t a n g .
PENGANTAR
Penelitian merupakan snlah sntu karyn ilmiah di pergurunn tinggi.
Karyn ilmiah ini harus dilnlannnknn oleh Dosen IKIP Padnng dalnm rangka
meningkatknn ~nutu,baik scbagai dosen maupun sebagai peneliti.
Oleh karenn itu, Pusat Penelitinn IKIP Padang berusaha mendorong
dosenlpeneliti untuk melakuknn penelitian sebngni bagian dnri kegiatan
akndemiknya. Dengan demikinn mutu dosenlpeneliti dan hasil penelitiannya
dapat ditingkotknn.
Akhirnya saya merasa gembira bnhwa Penelitinn ini telah diselesaikan
oleh peneliti dengan melalui proses pemeriksaan dari Tim Penilai Usul dan
Lnporan Penelitian Puslit IKIP Padang.
Pndang, Februnri 1993
Kepnla Pusat Penelitinn
NIP 130187085
.
UAFTAR IS1
Halaman
AUSTRAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
i
PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i i
............................................
DAFTAR 151'
DAFTAR TADEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
RAB
1
.
PENDAHULUAN
..............................
IS.
T T .I.
.................
E . Kegunaan Perie1itia.n . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
IV
.
8
..................
8
B . Kerangka Konseptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
....................
ME'TODOLOGI P E N E L I T I AN
26
B . P o p u l a s i clan S a r i p e l
26
...................
.................
.
31
D . T e k n i k dari A1a.t P e n g u m p 1 ~ 1D a t a.
31
E . A n a l i s i s Data
........
.........................
34
..................
40
A N A L TSIS DAN PEMEAHASAN
. A n a l i s i s Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B . 1 r i t e r p r e t a . s i Ha.sil P e n e l i t i a n . . . . . . . . .
C . Pemb~hssan............................
V
26
A . Metode P e n e l i t i a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A
DAR
7
.....................
TLNJAUAN K E P U S A K A A N
C . J e n i s dari S u m b e r Data
nh13
1
1
5
6
A . Tinjauan Kepustakaan
BAD
v
A . Latar B e l a k a n g M a s a l a h . . . . . . . . . . . . . . . .
B . Pernbatas8.n M a s a . l a h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C . Tujuan Perielitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
D . Perta.nyaari P e n e l i t i a n
EAB
iv
KESIMPULAN DAN SARAN
A
. Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B . Saran-Saran
DAFTAR P U S T A K A
.....................
40
57
59
62
62
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
........................................
65
DAFTAR TABEL
Ratis.--Rat3 1 J i l a . i Ebtar1a.s
Murni
(NEH)
F i s i k a Pr0,gra.m I l m u - I l m u F i s i k ( A . 1 )
di
SMA N e g c r i Kodya P ~ d a n g T a h u n 1991/1992
d a n 'I'at~un 1 9 9 2 / 1 9 9 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
S e b a r a n J u n l a h G u r u F i s i k a Kelas 1 da.n
Ke1a.f.; 2 Progra.m I l m u - I l m u
F i s i k Serta.
Fisik
Jumlah K e l a s 3 Program Ilmu-Ilmu
Padn. Masing-1.la.sing SMA N e g e r i S e Kodya
Pa.da.ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
28
S e b a r a n J u m l ? ~ . hS a m p e l G u r u P a d a M a s i n g M a s i n g SMA N e g e r i S e Kodya P a d a n g . . . . . . . . . . . 30
Sabara.n Junrlsh Sampel S i s w a P a d a MasingMa.sing SMA N e g e r i S e Kodya Pa.da.ng . . . . . . .
....
30
R i s i - K i s i Soa.1 F i s i k a U n i t S u h u d a n Ka.lor
D i t i n j a u Dari K v n s e p E s e n s i a l Materi . . . . . . . . 33
D a f t a r Masa.1a.h Yarrg D i t e m u i G u r u Da1a.m
Men j e l a s k a n K o n s e p - K o n s e p E s e n s i a l K e p a d a
S i s w a D a l a n U n i t S u h u Dan Kalor . . . . . . . . . . . . . 34
S k o r Ra.ta-Rata
Pemahaman K o n s e p - K o n s e p
E s e n s i a l S i s w a Ke1a.s I11 Pr0gra.m I l m u I l m u F i s i k Da.1o.m Ma.ta P e 1 a j a . r a . n F i s i k a
U n i t S u h u D H ~ IK a l o r SMA M e g e r i St: Kodya.
Padang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
'
P r o s e n t a s e Tingka,t
Pemahaman K o n s e p K o n s e p E s e n s i a . 1 R u t a - R a t s S i s w a Kelas I11
Program Ilmu-Ilmu
Fisik
Da.lam
Mata
F e l a . j a r a n F i s i k a . Unit; S u h u Dan K a l o r SMA
Negeri S e Kodya Pada.ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2
S k o r R a t a . - R a t a T i a p P o k o k B a h a s a n Materi
F i s i k u Unit; Suhu d a n K a l o r K e l a s 111
Prugratrr I l n r u - I l m u
F i s i k SMA N e g e r i S e
Kodya P a d a n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3
P r o s e n t a s e Rata - Rata P e n g u a s a a n T i a p
P o k o k Baha.san M a . t e r i F i s i k a U n i t S u h u Dan
Fisik
K a l o r K e l a s I11 P r o g r a m I l m u - I l m u
SMA M e g e r i S e Kodya Pa.darrg . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
S k o r R a t a - R a t a . T i a p J e n i s Masa1a.h Ya.ng
D i t e m u i G u r u Da.lam Menya.mpaikan K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a I J n i t S u h u
Dan K a l - o r d i SMA N e g e r i 1 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 45
' 3 . 1 1
:
S k o r Rnta-Rat:& T i a . p J e n i s Eta.s a l a h Yang
D j . t c a i u i G u r u Dalarn Menya.mpaikar1 K o n s e p K o n s e ~ : E~ s e n s - i a . 1 M n t e r i F i s i k a . U n i t S u h u
D~1.n Ka:Lor d i SMA Negeri 2 P a d 3 . n ~ . . . . . . . . . . . . 46
' r a b e l 13 : S k o r Rats.-Rata T i . o p J e n i s M a s a l a h Yang
Di-temuj. G u r u Da1a.m Menya.mpaikar1 K o n s e p K o n s e p E s e n s i a . 1 Materi F i s i k a . I J n i t S u h u
Dan K a l o r d i SMA Megeri 3 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 4 7
' r a b e l 1 4 : S k o r R a t a - R a . t a T i a p J e n i s Masa.lah Yang
D i t e l r ~ ui G u r u Da.lani Menyar1pa.ika.n K o n s e p K o n s e p E s o r i s i a l Materi F i s i k a U n i t S u h u
Dan K a l o r d i SMA M e g e r i 4 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 4 8
'I'n.bel 1.5 : S k o r Rata-Rat;a T i a p J e n i s M u . s s l a h Yang
D i t e n u i G u r u Dalam Menya.mpa.ika.n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a . 1 Materi F i s i k a U n i t S u h u
Dan ICalor d i SMA Negeri 5 P n d a n g . . . . . . . . . . . . 49
T ~ i . b e l .16 : S k o r R a t a - R a t a T i a p J e n i s Ma.sa1a.h Ya.ng
D i temu i. G u r u Dalam Menyawpai k a n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a I J n i t S u h u
D H ~ I K o . l o r d i SMA Negeri 6 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 50
S k o r R a t a - H a t a T i a p J e n i s M a s a l a h Yang
D i temu i G u r u Dal-am M e n y a m p a i k a n K o n s e p IConsep E s e n s i a . 1 Materi F i s i k a U n i t S u h u
. Dan K a . l o r d i SMA N e g e r i 7 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 51
T s G c l 17
:
T a b e l 1.3
:
S k o r Rats.-Rata T i a . p J e n i s Masa.1a.h Yang
D i t . e m u i Guru Dalam M e n y a m p a i k a n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a U n i t S u h u
5a.t-I K n . 1 0 d i SMA k l e g e r i 8 Padang . . . . . . . . . . . . 5 2
T a b e l 19
:
S k o r R a t a - R a t a T i a p J e n i s M a s a l a h Yang
D i t e m u i Guru Dalam Menyampa.ikan K o n s e p K o n s e p E s e n s i s l Materi F i s i k a . 1 J n i t S u h u
Dn.n K a l o r d i SMA k l e g e r i 9 P a d a n g . . . . . . . . . . . . 53
T x b c l 20
:
S k o r R a t a - R a t a Ti8.p J e n i s M a . s a l a h Y a n g
D i t e m u i Guru Dalam Menyar1paika.n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a U n i t S u h u
Dan K a l o r d i SMA b l e g e r i 10 P a d a n g . . . . . . . . . . . 54
'ratsel 2 1
:
S k o r R a t a - R a t a . Ti8.p J e n i s M a s a l a h Yang
D i t e m u i Guru Da.1a.m M e n y a m p a i k a n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a . U n i t S u h u
Dan K a l o r d i SMA N e g e r i 11 P a d a n g . . . . . . . . . . . 55
T a b s 1 2 2 : S k o r K a t a - R a t a T i a p J e n i s M a s a l a h Yang
D i t e m u i Guru Dalam Menya.mpaik.a.n K o n s e p K o n s e p E s e n s i a l Materi F i s i k a I J n i t S u h u
D a r ~ K u l o r d i SMA Negeri Se Kodya Pa.dang . . . . . 56
BAB I
PEMDAHULUAN
Perha.Liari p e m e r i n t n . h yn.ng c u k u p b e s a r t e r h a d a p d u n i a
pendid ikan d a p a t d i l i h a t d a r i berbagai usaha
d i l a k u k a n , a.nta.ra l a i n
f a s i l i t a s pendidikan
yang
telah
pembaha.ru8.n k u r i k u l u m , m e l e n g k a p i
s e r t a p e n i n g k a t a n mutu g u r u .
u s a h a t e r s e b u t d i l a k u k a n pa.da s e l u r u h j e n i s
dan
Usaha
jenjang
pendidikan.
Sejak
Kurikulum
tahun
SMA
1984
Gar i s - g a r i s B e s a . r
Pelaksanaan
.
1984,
telah
beserta
ditetapkan
perangkat
penggunaan
1a.innya
P r o g r a m P e n g a j a r a n (GBPP ) d a n
Pedoman
Pelaksanaan
memherikan a r a h a n y a n g l e b i h
rinci
ini
berupa
Pedoman
disusun
bagi
untuk
pembina,
para
p e n g e l o l a d a n p e l a k s a n a p e n d i d i k a n d i SMA.
Guna m e n u n j a n g p e l a . k s a . n a a n K u r i k u l u m SMA
khususnya bidang
studi
IPA,
tiap
sekolah
1984
ini,
telah
pula
d i l e n g k a p i d e n g a n 1a.hora.torium F i s i k a , K i m i a d a n
beserta p e r a l a t a n n y a .
berlangsung pendekatan
sebagaimana
yang
Salah
proses
diisyaratkan
satu
dalam
syarat
agar
bidang
dalan
Biologi
dapat
studi
kurikulum,
IPA
maka
penggunaam sa.ra.na l a b o r a t o r i u m s a n g a t l a h p e n t i n g .
IPA s e b a g a i i l m u e n p i r i s s e n a n t i a s a . b e r t u m p u
fakta.
T e o r i merupakan s u a t u b a g i a n
IPA, t e t a p i t e o r i d i s a t u s i s i d i s u s u n
dan d i s i s i
lain
teori
dibuat
'
penting
berdasarkan
untuk
meramalkan s e s u a t u g e j a l a a t a u f a k t a .
s u a t u t e o r i b e r g a n t u n g kepa.da
yang
kepada
menjelaskan
dari
fakta
atau
Pengakuan t e r h a d a p
sebera.pa.
jauh
teori
itu
t a h a n t;erhn.dap p e a r b u k t i a n s e c a r a . e k s p e r i n e n
Eaktn-Taktu
okr;per i n e n
yang
.
diperlihatkan
a.tau
oleh
1:PA d imu l a i du.r i f a . k t n d a n
kepada
hasil-hasil
bera.khi.r
dengnn
f u k t : . ~ ~ ,k n t , a E i n s t e i n .
Kegi5ta.n
1abora.torium
buk8.n
verif i k a t i f , t e t a p i juga s e b a g a i
sema.ta.-mata
sarana
bersifat
untuk
mempero-
l e h ketrampi1a.n p r o s e s , ya.itu ketrampi1a.n melnkukan penga m a t a n clan p e n g g u n a a n a l a t - a l a t d a l a m e k s p e r i m e n .
Mela-
l u i k e g i a . t a t - I 1 a . b o r a t o r i u m d i h a . r a p k a n s i s w a menemukan k o n s e p - k o n s e p IPA. K e b i a s a a n
mcla.l.ui
kegiat8.n
menemukan
konsep-konsep
IPA
l a b o r a t o r i u m a k a n m e n d o r o n g p a r a . siswa
m e l u . k s a n a k a n p e n e l i t i a r r d i b i d a n g IPA y a n g p a d a g i l i r a n n y a
8.ka.n m e l a h i r k a n p a r a i1muwa.n y a n g d a p a t mengembo.ngkan t e ori-teori
a.tau temuan b a r u .
baru i n i mereka
aka.n mampu
Bertitik
tolak
d a r i temuan
memecahkan b e r b a g a i
yang ditemukan dalam kehidupan s e h a r i - h a r i
masalah
terutama
yang
b e r h u b u n g a n denga.n I P A .
Peningkatan
berbaga.i usaha,
mutu
bail.:
guru
melalui
rrrclalui. kegiata.rr penat8.ra.n.
guru
IPA
bahkan
te1a.h
meningka.tka.rr p e n g e t a h u a n
sa.ja.
peman t a p a n
p e r n l a t a n 1a.boratorj.um.
mela.lui
gelar
maupun
Dalam b i d n n g s t u d i I P A , p a r a
dan
kali
ditatar
ketrampi1a.n
sekolah.
pendala.n~a.n m a . t e r i
metodologi
dilakukan
pendidikan
berulang
m e r r g c l o l a p e n g a j a r a n IPA d i
bukan
telah
IPA
pengajaran,
mereka.
Bahan
8.ka.n
dalam
penataran
tetapi
termasuk
untuk
juga.
pcngguna.an
Dalam
hubungannya
dengan
penguasaan
pengaja.ran, seorang guru
hendaknya
ma.teri p e n g a j a r a n dengan
Gaik,
dalam
arti
ya.ng
harus
d i s a jikan
m e m i l a h - m i l a h m a . t e r i ma.na
k l a s i k a l d a n m a t e r i mana y a n g
dapat
ma.mpu
metodologi
mengorganisir
guru
siswa melalui kegiatan diskussi
secara
dipelajari
o l e h s i s w a , p e n g a l a m a n b e l a j a r ma.na y a n g d a p a t
dan
telah
sendiri
diperoleh
pengalaman
belajar
ma.na y a n g h a . r u s d i p e r o l e h n y a .
secara
individual.
seorang guru sebenarnya tidak
perlu
menyajikan
Jadi
seluruh
m a t e r i pengajara.n yang t e r d a p a t dalam kurikulum, sehingga
keluhan sebahagian besar guru
mengenai
kurangnya
waktu
y a n g t e r s e d i a d a l a m jam t a t a . p muka a k a n d a p a t t e r a t a s i .
Hal l a i n y a n g t i d a k k a l a h p e n t i n g n y a
d a . r i s e o r a . n g g u r u i a l a h kema.mpuan g u r u
konsep-konsep
pokok
atau
materi
terkandung dalam
yang
dalam
konsep-konsep
pelaja.ran
menentukan
esensial
pada
setiap
yang
topik.
konsep-konsep
esensial
t e r l e b i h d a h u l u , maka d a l a m m e n y a m p a i k a n b a h a n
p e l a ja r a n
Dengan
telah
ditentukannya
dituntut
guru akan berusaha
esensial
ini
menekankan
kepada
penguasaan
Bila
siswanya.
e s e n s i a l t e l a h d i k u a s a i , maka
siswa
konsep-konsep
konsep-konsep
akan
dapat
dengan
l e b i h mudah mengembangkan k o n s e p - k o n s e p y a n g l e b i h t i n g g i
t i n g k a t a n n y a s e h i n g g a p a d a a k h i r n y a siswa d a p a t m e n g u a s a i
m a t e r i p e l a j a r a n denga.n b a i k .
Ironisnya,
selesai
menurut
mengikuti
pengamatan
penataran,
sepintas,
kebanyakan
kepada cara-cara mengaj ar k o n v e n s i o n a l
.
guru
setelah
kembali
Sadar atau tidak
s a d a r , g u r u m a s i h menganggap s i s w a s e b a g a i obyek b e l a j a r ,
bukan
sehagai
i.ntelektus1
suhyek
dan
belajar
personalitas
seniaksimal. mungkin
.
yang
lnemiliki
yang
perlu
Da.lam p r o s e s b e l a . j a l !
potensi
dikembangkan
mengajar
IPA,
g u r u s e r i n g k a l i l e b i h s e n a n g meyampa.ikan materi p e l a j a r a n m e l u . l u i metioda c e r a m a h d a r i
pada.
rnena-namkan
k o n s e p IPA m e l a l u i k e g i a t a n l a b o r a . t o r i u m ,
konsep-
memperlihatkan
b e n d a a t a u lnodelnya kepada. siswa, mendemontra.sikan
pan k e l a s d a n seba.ga.inya.
l.ebih cendrung berperan
ledge"
Dengan
sebagai
berbag8.i
dalih
"transmitter
of
guru
know-
a t a u l e b i h rnengutamaka.n k e p a d a u s a . h a " t r a n s f e r o f
knowledge",
" trarrsfortn
sedangknn
of
dikemba.ngka.n.
"transfer
values"
learning"
dan
tidak
pernah
P a d a h a 1 d a . l a m b i d a n g IPA
sering
terja.di
konsep
sebagai
p e r k e m b a n g a m IPA i t u s e n d i r i
p e n g a j a r a n IPA
menggunakan
I.ngi .
dengan
J e 1a.s
of
ha.mpir-hampir
ledakan-ledakan
akibat
sebagaimana
tidak1a.h
mungkin
pendeliatam
"spoon
feeding"
ca.ra-cara
yang
pesatnya
sehingga
mengajar
s e p e r t i i n i t i d a k a k a n mampu m e n i n g k a t k a n
siswa
dide-
konvensional
hasil
diha.ra.pka.n .
belajar
Dan
usaha.
m e n i n g k a t k a n sumber da.ya m a n u s i a seperti y a n g d i a m a n a t k a n
da.1o.m GEHLJ k e l i h a t a n n y a
ma.sih
i n i dapa.t d i l i h a t d a r i h a s i l
jauh
helajar
p e l a j a r a n f i s i k a d i SMA, k h u s u s n y a
k e n y a . t a . a n .Hal
da.ri
siswa
Milai
dalam
Ebta.nas
mata
Murni
(NEM) s e l u m a 2 t a h u n t e r a k h i r i n i s e h a g a i m a n a d i p e r l i h a t k0.n p a . d a 'l'abel
1.
Mengingat p e n t i n g n y a penguasaan konsep-konsep
s i a l o l e h siswa. d a n h a l - h a 1 yang p e r l u d i p e r h a t i k a n
dalam p r o s e s b e l a j a r mengajar,
peneliti
tertarik
esenguru
untuk
menge t a h u i t i n g k a t pemahatria.n k o r i s e p - k o n s e p e s e n s i a l
s i s w a d a l a m mata p e 1 a j a r a . n f i s i k a
unit
Suhu
dan
oleh
Kalor
s e r t a . m a - s a l a h - m a . s a l a h y a n g d i t e m u i g u r u da.1a.m
menyampai-
kan konsep-konsep
Negeri
esensial
tersebut
di
SMA
se
Kodya. Pa.da.ng .
T a . b e l 1 : R a . t a - r a t a . N i l a i E b t a n 8 . s M u r n i (NEM) F i s i k a
P r o g r a m I l m u - I l m u F i s i k ( A . l ) d i SMA N e g e r i
Kodya P a d a n g T a h u n 1 9 9 1 / 1 9 9 2 d a n T a h u n
1992/1993
IRata-Rata NEM F i s i k a P r o g r a m A . 1 1
.................................
jRoHama S e k o l a h
ITh. 1991/1992
1 Th. 1992/1993
:
........................................................
I
I
I
I
i
I
I
101.1
:02.1
103.1
104.:
(05.1
:06.1
107.1
103.1
109.1
110.1
111.1
SMANegeri 1
SMA N e g e r i 2
SMANegeri3
SMANegeri4
SMA N e g e r i 5
SMANegeri6
SMA N e g e r i 7
SMAMegeri3
SMA N e g e r i 9
SMA N e g e r i 1 0
SMA N e g e r i 11
I
I
I
I
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
I
6,43
5,44
4,95
3,57
3,21
3,89
4,25
4,35
2,94
- U)
-
I
6,60
6,51
6,08
5,54
4,73
4,80
5,38
4,43
4,52
3,82
4,51
I
I
I
II
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
*>
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
1---'-----------------I---III--I-I-II-II----------------l
* ) S a . n p a i t a h u n aja.ra.n 1 9 9 2 / 1 9 9 3 b a r u menarnatkan s a t u
angkatan
(Data Ka.nwil D e p d i k b u d P r o p i n s i S u m a t e r a B a r a t 1 9 9 3 )
Ma.ta. p e 1 a j a r a . n F i s i k a
d a l a m enam u n i t , y a i t u
d i
SMA
dapat
u n i t Mekanika,
dikategorikan
Suhu
dan
Kalor,
Gelomba.ng d a n O p t i k , L i s t r i k Ma.gnet, F i s i k a Modern
Elektronika.
Mengingatnya
luasnya
bahan
serta
pelajaran
F i s i k a , ma.ka. p e n e l i t i a n i n i hanya. d i b a t a s i p a d s u n i t S u h u
dan k a l o r yang t e r d i r i d a r i
t i g a 'pokok
bahasan,
Suhu d a n K a l o r , T e o r i K i n e t i k G a s d a n T e r n o d i n a m i k a .
yaitu
Pe-
n e l i t i a n a k a n d i f o k u s k a n k e p a d a p e n g u a s a a n siswa t e r h a d a p
k o n s e p - k o n s e p e s e n s i a . 1 da1a.m u n i t S u h u
dan
Kalor
serta
hambatan--ha.mbata.n ya.n.g d i t e m u i
guru
dalam
menyampaikan
konsep e s c n s i a l t e r s e b u t kepada s i s w a .
Konsep e s e n s i a . 1 ada1a.h k o n s e p d a s a . r
dan p e r l u d itekankan
penguasaannya
proses t c l a j a jr nengajar
.
Derrgan
s e p e s e n s i a l i n i siswa a.kan
ya.ng
siswa
kepada
menguasai
lebih
mudah
strategis
dalam
konsep-kon-
membentuk
mengembangkan k o n s e p - k o n s e p y a n g l e b i h t i n g g i
dan
tingkatan-
nya.
Da.1a.m
menyampaikan
konsep-konsep
s i s w a , g u r u m u n g k i n menemui h a m b a t a n -
esensial
kepada
hambatan m i s a l n y a
h a n b a t u n m e n g e n a i a r t i f i s i s s u a t u k o n s e p , a n a l i s i s mate-
nrat i s n y a . , a p l i k a s i k o n s e p , a . l a t p e r a g a d a n m e d i a
yang
di-
gunakan .
Tujuan P e n e l i t i a n
S e s u s i d e n g a n perma.sa.1aha.n y a n g d i k e m u k a k a . n s e b e l u m nya p e n e l t i a n i n i b e r t u j u a n untuk mengetahui
:
1. T i n g k a . t pemahaman s i s w a t e r h a d a p k o n s e p - k o n s e p
esen-
s i a . 1 d a l a n ~p e l a j a r a n F i s i k a u n i t S u h u d a n K a l o r
2 . Masalah-masnlah yang d i t e m u i guru
konsep-konsep
da1a.m
menya.mpaikan
esensial tersebut.
Pertanya-an P e n e l i t i a n
Adapun h a l - h a 1 ya.ng i n g i n d iungka.pka.n d a l a t r ~ p e n e l i -
t i a n i n i a d a l a h jawaban atas p e r t a n y a a n - p e r t a n y a a n
ga.i b e r i k u t
:
seba-
1. S e j a u h mana t i n g k a t p e m a h a a a n siswa
konsep e s e n s i a l
pada
setiap
terhadap
topik
dalam
konseppelajaran
F i s i k a u n i t Suhu d a n K a l o r
2.
Masalah-masa1a.h
a.pa
yang
ditemui
r ~ e n y a m p a i k a nm a s i n g - m a s i n g k o n s e p
guru
dalam
tersebut
esensial
8 . n t a . r ~ .l a i n y a n g berker1a.a.n d e n g a n :
a. a r t i f i s i s s u a t u konsep
b. a n a l i s i s matemat i s n y a
c. a p l i k a s i k o n s e p
d . a1a.t p e r a g a d a n m e d i a
e . penguasaan m a t e m a t i k siswa
f . waktu yang t e r s e d i a
g . j u m l a h siswa
E . Kegunaan P e n e l i t i a n
Hasil p e n e 1 i t i a . n
gambs.ran
atau
ini
diharapkan
kekuatan
"peta"
t i n g k a . t pemaha.man siswa t e r h a - d a p
dan
dapat
kelemahan
konsep-konsep
ma.ta p e l a j a r a n f i s i k a u n i t S u h u d a n K a l o r d i
se
Kodya
'
Pa.dang.
Di
samping
memberikan
itu
dapat
tentang
esensial
SMA
pula
i d e n t i f i k a s i j e n i s m a s a l a h / harnbatan y a n g d i a l a m i
da.lam m e n y a m p a i k a . n k o n s e p - k o n s e p
esensial tersebut.
Negeri
diguru
BAB I 1
T I N J A U A N KEPUSTAKAAN
P a d a b a g i a n i n i a k a n d i k e m u k a k a n G e t e r a p a t e o r i ya.ng
d i j a d i k a n landasan dalam pene1itia.n i n i y a i t u :
P c n g e r t i n n mengenai konsep, a n t a r a l a i n
1.
ungkapkan o l e h M .
seperti
di-
suatu
ide
Amien ( 1 9 7 9 , h a 1 1 0 ) a d a l a h
a t a u g a g a s a n yo.ng d i g e n e r a 1 i s a . s i k a . n d a r i penga1ama.n-pengs.
lanan
t e r t u n t u yang r e l e v a n .
S e l a n j u t n y a Wodruf f s e p e r -
t i y a n g j u g a d i k u t i p o l e h M . Amien ( 1 9 8 7 ,
19)
ha1
ber-
p e n d a p a t hahwa s u a t u k o n s e p a d a l a h :
a . sua-tu ide/ga.gasan
yang r e l a t i f
b . s u a t u p e n g e r t i a n t e n t a n g s u a t u obyek
c . p r o d u k s u b y e k t i f ya.ng b e r a s a l d a r i c a . r n s e s e o r a n g m e m b u a t p e n g e r t i a n t e r h a d a p obyek-obyek rnelalui pengamat8.n s e t e 1 a . h r n e l i h a t a t a u
melakukan
persepsi
terhadap
obyek a t a u Genda.
Berdo.sa.rkan p e n d a p a t t e r s e b u t d i k e m u k a k a n b e b e r a p a . c o n t o h
k o n s e p dalarrl f i s i k a , s e p e r t i
;
l i s t r i k , sel cahaya
dsb.
membentuk
fundamental
struktur
Kcma.mpuan k.onc;ep t u a . l . i s a s i
konsep
Dibangku
tentang
magnet,
pend i d i kan
mata
bagi
merupakan
salah
konsep
pelajaran.
satu
t ujuan
\
yang
amat
pen t i n g
dalan
pengajaran
IPA,
termasuk
p e l a j a r a n f i s i k n d i seko1a.h s e k o l a h .
A l e x a n d e r clan Y . S t e p h e n ( 1 9 7 4 , h a 1 2 2 0 ) mengemukakan p u l a
bahwa k o n s e p mempunyai a t r i b u t - a t r i b u t
s e d e r h a n a sarnpai yang
sederhana. d i s e b u t
komp l e k .
konsep
da.sa.r
t e r t e n t u d a r i yang
Konsep
atau
yang
konsep
paling
esensial.
M e n u r u t M. Axlien ( 3 . 8 8 7 , h a 1
49)
dulam
:"
IPA,
d a s a r ata.u k o n s e p e s e n s i a l m e r u p a k a n k o n s e p y a n g
g i s , ya-ng mana t a n p a . mema.ha.mi k o n s e p - k o n s e p
konsep
strate-
esensia.1
s u l i t d i h a r a p k a n s i s w a d a p a t mema.hami k o n s e p - k o n s e p
lebih
konplek
atau
yang
lebih
konsep-
konsep yang
lebih
tinggi
tingkatannya
Banyak
sudah
tingkata.nnya.
dengan
konsep
ya.ng
H e r b e r t D r u x e s ( 1986, h a 1
seperti
konsep-konsep
f i s i k a y a n g d i t e m u k a n o l e h p a r a a h l i , mu1a.i
s3mpa.i
konsep
e s e n s i a . 1 t e r s e b u t a k a n membentuk
p r i n s i p , hukclm da.n t e o r i .
da.sar,
yang
t i n g k a . t a n n y a W.
tinggi
Penda.pat t e r s e b u t d a p a t d i m e n g e r t i k a r e n a konsepd a s a r a t a u konsep-konsep
ini
da.ri
konsep
lebih
tinggi
menyebutkan
9)
bahwa ; f i s i k a . m e r u p a k a n sa1a.h s a t u i l m u p e n g e t a . h u a n y a n g
pa.ling eksak, t e t a p i t i d a k pernah lengkap
t e t a p i s e n a n t i a s a berkembang
.
Pendapat
8.ta.u
ini
selesai,
memberika.n
g a m b a r a n t e n t a n g perar1a.n g u r u f i s i k a da.lam p r o s e s b e l a j a r
m e n g a j a r d i s e k o l a h t i d a k hanya. s e k a d a r m e n g k o m u n i k a s i k a n
konsep
dan p r i n s i p
fisika
yang
s u d a h je1s.s g u r u aka.n menemui
s e n a n t iasa.
kesu1ita.n.
bertambah,
Teta.pi
yang
l e b i h p e n t i n g a d a l a h menciptakan s u a t u iklirn b e l a j a r yang
memungkinkam
siswa.
mampu
memproses
dan
konsep-konsep esensia.1 n e n j a d i konsep-konsep
rnengembangkan
yang
lebih
2 . K o n s e p pemaha.man d i k e n u k a k a . n o l e h b e b e r a p a p a r a .
ahli,
tinggi tingkatannya.
d i a n t a . r a n y a M a s t i e d a n J o h n s o n ( 1972, h a 1 10) menyebutka.n
bahwa
pemahama.n
dengan kata-kata
ialah
yang
kemampuan
berbeda
menerangkan
dari
dalam
Guku
sesuatu
teks,
m e n g i n t e r p r e t a s i a t a u menarik kesimpulan d a r i t a b e l , d a t a
~ . ; ~ - a f ~ .(:Ian
l . ; , sebaga.i.nyn.
\ ~ o . t o . s a . n bat-rwa
3 .
Ds.ri ~ ~ n g k a p at rc ~r s e b u t d i p e r o l e l i
pemaharnan
mengandung
aspek
3
yaitu
:
ken~arnpua.n rr1enerangka.n a.ta.u menjela.skat-I
b . t i n g k a t pengenalan dan
c
. ken~n.n~puan
ncrrgin L e r p r e t a s i
Ilnlam
pelu.jarnn
di
r;ekolah
untuk
r~enguktlr
tingkat
perr1a.hama.n s i s w r s . t e r h a d o . p p e l a j a r a n t i d a k l a h d a p a t
objektif ,
denean h a s i l tes
karena
pilihan
diukur
yang
dn1a.m ~ t ~jea.wab
n
t e s oG j e k t i f t i d a k d a p a t men j nmin
tepat
tingkat
pemaha.rr~an s i s w a , a k a n t e - t a pi h e n d a k l a h d i u k u r d e n g a n s u a t,u bel-~Culc t c s y a n g m e n g a n d u n g
ke
tiga
aspek
pemaham8.n
d i atas.
3 . K o n s e p n ~ e n g e n a if i s i . k a , s e p e r t i ya.ng d i u n g k a p k a n
Brockt-IHUS yarrg
berpendapa.t,
kejadiun
dikutip
Lahwa
alam,
oleh
: "f i s i k a
yang
H.Druxes
a.dalah
(1986,
pelajaran
menungkinkan
untuk
p e n e l j ti a n du.n percobna-n s c r t a pengukuran
secara s i s t e n u t i s . S o e k a r n o
( 1973,
bnhwa
dsn
fisika
1.ahir
1.2j.nglin.h-.larrgkah i1mia.h s a n p a i
ha1
3)
tentang
dilakukan
dan
d i s a jikan
menambahka.n
9)
dikf:mba.ngkan
dapat
ha1
oleh
ditarik
me1a.lui
kesinpulan
b e r u p a penemuan k o n s e p , p r i n s i p a t a u p u r i t e o r i .
B e r l 3 a g a i k o n s e p dasar d a l a n f i s i k a t e 1 a . h d i k e n a l s e p e r t i :
konsep
ma.ssa,
berat,
barbn.gui konsep
y a n g 1 - e b ih t i n g g i
seperti prinsip
energi
dsb.
d ~ s a r tersebut
tin.gka.ta.nnya
ger8.k
jatuh
e n e r g i , p r i n s f p kelenbs.man d s b .
Dengan
lahirlah
yaitu
bebas,
kombinasi
konsep-konsep
prinsip
prinsip
Sel.anjutnya
lahir teori-teori seperti teori relutivitas,
prinsip,
kekekalan
juga.
akan
t e o r i atom,
t e o r i m e k a n i k a d l s . Disatrlping i t u t e l a h k i t a
hukum-hukum
Archimedes,
dalam
f isika.
hukum C o u l o m b
seperti
dsb.
( 1 9 8 6 , ha.1 1 ) d i s e b u t k a . n b a h w a
hukun
Da1a.m
kenal
Ohm,
juga
hukum
kurikulum
1984
: tujuan pengajaran f i s i k a
d i a n t a r a n y a a d a l a h a g a r s i s w a memaha.mi k o n s e p - k o n s e p
hukum-hukum
fisika
serta
ma.mpu
.....
persoalan f i s i k a sehari-hari
dan
menerapkamnya
dalam
Dan
(1990
Sutris n o
ha.1 2 ) menamba.hkan p u l a ba-hwa d e n g a n b e 1 a . j a r f i s i k a d i h a r a p k a n siswa menemukan k o n s e p - k o n s e p d a s a r / e s e n s i a l ,
ser-
t a mampu m e n g g u n a k a n k o n s e p - k o n s e p t e r s e b u t u n t u k membuat
d e d u k s i t e n t a n g k o n s e p l a i n m e n g e n a i g e j a . l a a1a.m. Pemahaman y a n g d i m a k s u d a d a . l a h pema.haman t e r h a d a p k o n s e p - k o n s e p
e s e n s i a l d a l a m a r t i d e n g a n pemahama.n t e r s e b u t siswa mampu
m e n e r a p k a n d a n mengerribangkannya da1a.m b e r b a g a i
f i s i k a yang
relevan,
konsep-konsep
yang
dan
lebih
mgmpu
mengemba.ngkan
t i n g g i .Baik
konsep
ataupun konsep yang l e b i h t i n g g i tingka.tannya
B . T . Sungkowo
(1935, h a 1 62 )
persoalan
irlernpunyai
menjadi
esensial
,
menurut
karakteristik :
1. K u a n t i s a s i ; a r t i n y a t i d a k t e r l e p a s d a r i p e n g u k u r a n
2 . 0 b s e r v a . s i dan e k s p e r i m e n
; artinya kegiatan
yang
t e r p e n t i n g u n t u k mendupa.tkan k o n s e p d a n p r i n s i p f i s i k a
adalah melalui kegiatan ohservasi dan eksperimentasi
3 . Punya d a y a p r e d i k s i
; a r t i n y d konsep-konsep
fisika
yang s u d a h d i t e n u k a n d a p a t meramalkan
konsep-konsep
f i s i k a ya.ng aka-n t e r b e n t u k l a g i
4 . P r o s e s ; a r t i n y a t e r h e n t u k n y a konsep-konsep
fisika
a d a l a h h a . s i l p r o s e s , ya.itu mengangkut p r o s e d u r k e r j a
ilmiah baik melalui kegiatan
laboratorium
maupun
a n a l i s i s pena1ara.n m a t e m a t i s .
Konsep-konsep e s e n s i a l u n t u k u n i t Suhu
p a d a p e l a j a r a n F i s i k a d i SMA m e n u r u t k u r i k u l u m
( 1 9 3 7 ha.1 4 ) a r e l i p u t i k o n s e p - k o n s e p
dan
Kalor
SMA
: k o n s e p Suhu d a n
l o r , T e o r i K i n e t i k Gas d a n T e r m o d i n a m i k a
1984
Ka-
Konsep Suhu ( T e m p e r a t u r )
Su h u s . t a . u t ; e m p e r a . t u r
yarrg
dapa.%
dia.rtika.n
seba.ga.i
mendeskri.psikan
keadaan
suatu
sif a t
panas
atau
d i n g i n n y a s u a . t u z a t a t a u 1in.gkunga.n
Termometer
sebag8.i
ukur
slat
berdasarkan atas s i f a t f i s i s z a t
a k i t ~ ~ t p; e r u b a h a n
dipil i h
sehagai
tenrperatu r
zat
cair
.
temperatur
dibua.t
yang
berubah
dapat
Zat at8.u
termometer
baha.n
ya.ng
disebut
zat
termometrik
Hubungan a n t a r a
skala-ska.la
C e l c i u s ( C j Fu.Rrertheit, ( F )
terrnometer
dan
Pcrubahari d i m e n s i l i r i i e r d a . r i
lebar,tebnl)
akib8.t
eksp:i.risi I i n i . e r .
* = I
(
I
dimaria
(K)
Kelvin
benda
perubahan
(R),
Reamur
padat
memenuhi
(panjang,
tempera.tur
disebut
Rumus-runus yang b e r l a k u a d a l a h
; I3 = litA
/3
= 2
u = 1 / V (AV/At)
(AA/At) d a n
dan
a
y
sbb
=
3 a
K o n s e p K a l o r (Par1a.s )
K d o a . t a u a.1ira.n. k a l o r
adalah
suatu
e n e r g i yang Lerjacli s.kibat beda suhu
anta.ra
hahagi8.n-bahagian
. benda.
bentuk
atau
yang
a.liran
temperatur
arahnya
bahugian benda yang b e r t e m p e r a t u r t i n g g i
ke
dari
bahagiam
benda yang b e r t e m p e r a t u r renda.h.
K a . l o r h a n y a rida j i k a d u a b u u h G e n d a
berhedn suhunya bersentuhan.
atau
lebih
yang
Menurut az8.s
r:.
Black
besarnya
kalor
yung
benda. y a n g s u h u n y a l e b i h t i n g g i s a n a
k a . l o r ya.ng d i t e r i m a .
oleh
benda
diserahkan
dengan
yang
besarnya
suhunya.
lebih
(4 d i t e r i n a = Q diserahk'an)
rendah,
d . Pengaruh
kalor
terha-dap
kenaikan
suhu,
perubahan
zat
dapat
fuse,
menyebabkan
perubahan
;
warna,
p e r u b a h 8 . n ha.mbatan l i s t r i k d l s .
e . Ka.pasitas k a l o r (C j dirumuskan
= AQ/At
sebagai : C
AQ = jum1a.h k a . l o r y a n g d i b e r i k a n p a d a benda.
At
f
.
= perubahan t e m p e r a t u r benda akib8.t
Kalor j e n i s benda ( c )
AQ
didef inisikan sebagai kapasitas
k a l o r ( C ) p e r s a t u a n massa b e n d a (m) d e n g a n r u m u s :
=
c
C/NI
sehingga
g . Untuk benda yang massanya
suhunya
T2-TI
=
dinaikkan
At
dari
KI
=
AQ
m c A t
dan k a l o r jenisnya c
TI
menjadi
) naka kalor yang
harus
T2
(
bila
dianggap
diberikan
untuk
r1enaikka.n s u h u b e n d a a d a l a h s e b e s a r :
Q =
h . Pada
sa8.t
m c A t
perubahan
f ase
d i l e p a s k ~ nz a t y a n g s e d a . n g
tidak
selalu
digunakan
t e r n p e r a . t u r 2a.t
.
kalor
yang
berubah
untuk
Tenperatur
diserap/atau
f asenya
tersebut
menaikkan/menurunkan
dalam
fase i n i disebut temperatur t r a n s i s i
keadaan
dan
perubahan
kalor
yang
digunakan untuk perubahan f a s e i n i d i s e b u t kalor l a t e n
( L ) d a n memenuhi p e r s a m a a . n :
Q
=
mL
Q
= kalor yang diserap/dilepaskan ( J )
I
= massa z a t ( k g )
L
= l a k o r l a t e n (J/Kg)
'fang t e r m a . s u k k a l o r l a t e n a d a 1 a . h : k a l o r l e b u r ,
kalor
u ~ i pk a l o r embun d a n k a l o r b e k u .
i.F e r p i n d a h a n
energi
ya.ng
disebabkan
oleh
t - e r ~ p e r a t u ra n t a r a b a g i a n - t a g i a n y a n g
perbedaan
berdekatan
dari
s e b u a . h b e n d a . d i s e t u t ha.nt8.ra.n k a . l o r .
j . Dalam k e t e b a . l a t - I l e m p e n g A x
terda.pat
s u a t u perbedaan
t e m p e r a t u r s e b e s a r AT d e n g a n 1ua.s pena.mpnng A d a n d a y ~ h. a n t a . r k a l o r l e m p e n g a d a . l a h ( k ) , maka a l i r a n k a l o r
t i a p satua.n waktu ( H )
;
dirutrluskan s e b a g a i
t a n d a n e g a t i f m e n u n j u k k a n Gahwa a l i r a n k a l o r b e r l a wa.nan d e n g a n a r a h n a . i k n y a s u h u
k . K e r j a clan k a l o r m e r u p a k a n s u a t u
bentuk
Dari
energi.
h a s i l p e r c o b a a n J o u l e d i p e r o l e h hubungan a n t a r a
1 k a l o r i = 4,136
d a n k e r j a d a l a t r ~s a t u a n e n e r g i , y a i t u
joule
a t a u 1 j o u l e = 0,24 k a l o r i .
1 . Dslatri S I s a t u a n
satuan
ka.lor
kalor
suhu
dalam
adaluh
joule
dalam
J ) .
kelvin
Da1a.n
CI
seri-rig di.gunakan s a t u a n suhu dalaln
C
(K)
dan
perhitungan
ds.n
satuan
kalor dalam k a l o r i ( k ) a t a u k i l o k a l o r i (K).
1 K = 103k
m.
Dinding adiu.ba.tik s d a l a h d i n d i n g yang
sukar
dipengaruhi
oleh
kalor
s e h i n g g a larr~bats e k a l i n e n c a p a i
a n t a r a sisl:em
dari
membuat
sisten
lingkungannya
kesetinba.ngan
terno.1
dengan lingkungannya.
n . Dinding diatertrial a d a l a h d i n d i n g yang
mudah d i p e n g a . r u h i
oleh
lirigkungannya
ruetribuat
sistem
seca.ra
kalor,
set-ringgo. c e p 8 . t m e n c a p a i
kesetimb8.nga.n
ternla1
sistein
t e r s e b u t d e n g a n 1i n g k u n g a . n n y a .
3 . T e o r i K i n e t i k Gas
a . T e o r i k i n e t i k ga.s a.da1a.h t e o r i y a n g m e n i n j a u
b e r t u r ~ b u k a n.
pok p a r t i k e l g a s yang d a p a t
dimulai d a r i
rata-rata
kelakuan
tiap
sckelomPeninjauan
partikel
ga.s
u n t u k rrlernperoleh s i f a t k u m p u l a n ( k e l o m p o k ) g a s .
b . P e n b a h a s a . n d i b a t a s i pa.da g a s , k a r e n a i n t e r a k s i
atom-atom dida.lam
dida1a.m
cairan
gas
dan
jauh
lebih
bendp
lemah
pada.t
m e n y e d e r h a n a k a n pernba.hasan .
antara
dari
puda
sehingga
Gas y a n g d i m a k s u d
akan
adalah
gas ideal (gas se~ipurna).
c . Gas i d e a l ada.1a.h g a s ya.ng memenuhi p e r s a m a a . n
=
PV
R
=
Konstanta
nRT
ga.s
umum
yang
cukup
rer1da.h
s e t i a p gas y a i t u
=
P
=
yang
padu
kera.patan
sama
nilai.nya
hasil
untuk
0 , 0 8 2 l i t e r atrn/rr~ol K = 8 ' , 3 1 4 . 1 0 ~ ' e r g / m o l K
Tekanan
ga.s
cal j ;
1 Pa
(atmosf i r )
=
gas
dari
:
ideal
yang
dinyatakan
=
1 t
=
10 dyne/rimz =
Sering juga tekanan
V
NkT
didapat
eksperimen terhadap s e t i a p
yang
=
PV
atau
:
; 1 atm
gas
=
7,5
;
.
dinyata.ka.t-1
lo5
Pa
atm
cm Hg
da.lam
atrn
tsl/m2
dinya.takan dalam m
Volume g a s i d e a l
dalnm l i t e r (I.)
= 9,57 .
dalam
1 liter =
1 dm
3
3
, cm 3
atau
-
J u m 1 o . h mol g a s i d e a l
d;
=
Konc;tn.rt t;u B o l t z m a r t
T
=
T e m p e r a t u r g a s i d e a l , dinya.takarc d a l a m K ( k e l v i n )
rc
I
=
.Jurnlah m o l e k u l gas i d e a l
pad^
rrorma.1)
kortdisi
yaitu
= 1, 38. S O - ~ ~ . J ~ / K
standar
(tempera.tur
T = 273 K dart P = 1 a t m ,
g a s i d e a l m e n e m p a t i v o l u m e 22,4
cl
.
liter
dan
1
tekanan
gram
no1
.
lJn t u k k e p e r 1 u u . n p e r h i t u r c g a r c , d i b u a t l a h m o d e l gas i d e a l
y a n g n e r u p a k a n anggaparc d n s a r
bagi
pembahasan
teori
kinetik gas tersebut, yaitu :
- t e r d i r i at-as p a r t i k e l ( a t o m a t a u
m o l e k u l ) ya.ng amat
l3ec;ar j u r n l a h r r y a .
-
partikel-partikel
t e r s e b u t bergerak s e c a r a acak (ke-
s e g a l a a.rah)
- partekel-partikel
g a s t e r s e b a r m e r a t a k e s e l u r u h ru'-
angart y a n g d i t e m p a t i r t y a .
- j 8 r a . k a.nt8.r p a r t i k e l g a s j a . u h l e b i h b e s a r d a r i u k u r arc p a r t i . k e l g a s t e r s e b u t .
- t i d a k ada gaya ircteraksi a n t a r partike1,kecuali b i l a
arrtara sesana p a r t i k e l g a s t e r s e b u t bertumbukan.
-
b i l a t e r j a d i tunbukart
arc t a r a
antara
sesama
p a r t i k e l at8.u
p a r t i k e l d e n g a n d i n d i n g l e n t i r t g s e m p u r n a dart
t e r j a d i d a l a m wa.ktu y a n g
sangat
singkat
(pa.rtike1
di.r>.rrgga.p s e p e r t i b o l a k e c i l yarrg l i c i n j
- Flukum-hukum Newton t e n t a n g g ' e r a k t e t a . p b e r 1 a . k ~ .
e . Hubungan t e k a n a n ( P j d e n g a n e n e r g i
i d e a l d ircyataknn o l e h p e r s a ~ t a a n :
kinetiik
(Ek)
P = ( N Ek)/V
N = jurrtlah m o l e k u l g a s i d e a l , V = v o l u m e gas i d e a l
ga.s
f . Hubungan t e k a n a n ( P j
derrgan
gas
kerapatan
P
dirryatakari o l e h persamaan :
=
1/3
gas
(
pv
= kecepatan rnta-rat& p a r t i k e l gas
g . Energi kirretik rata-rata
o l e h perr;a.rnaa.rr
=
Ek
:
m o l e k u l gas
3/2
(kT),
dirryatakan
dims.na.
k
adalah
gas
a d a l a h tempera.t:ur
E n e r g i k i n e t i k t o t a l (Ektot) u n t u k N m o l e k u l gas d a l a m
ti.
s u a . t u rua.rrgan a d a l a h s e b e s a r :
i. Temperatur (T) g a s
rata-rata
j
(Ek)
.
gas,
Laju molekul
Ektot
ditentuka.n
dinyatakan
M
=
b e r a t m o l e k u l gas
V
=
v o l u m e gas
oleh
oleh
gas> rata-rata.
.=
3 / 2 NkT
energi
persamaa.n
kinetik
=
T
:
d i n y a t a k ~ n oleh
(Vrmo)
k . E n e r g i d a l a l n g a s i d e a l (1J) m e r u p a k a n
energi
totalnya
1 . Karerra e n e r g i p o t e n s i a l g a s secara k e s e l u r u h a n
(E
tot
a.da.lah n o l , m a k a
energi kinetik
energi
totalnya
total
saja
gas
hanya
(Ek
total
.
merupakan
Untuk
g a s m o l e k u l morioa.tomik p a d a s u h u y a n g r e r r d a h ( + 300 K j
E n e r g i d a . l a m n y a mernenuhi p e r s a m a a n :
IJ
=
E total-
=
Ek
Pa.ds. s u h u s e d a n g (t 500 K ) ,
t i n g g i ( L 1000 K ) ,
total
z
3/2nRT
U = 5 / 2 nRT d a n p a d a
U = 7 / 2 nRT.
suhu
1 . Gas m c j l e k u l monoa.tomik c o n t o h n y a . d a l n h s e p e r t i
:
He,
ttlc, A r c-lsb, k a p a s i t a s k a l o r n y a a d a l a h :
a.
Cv
h.
Cp
c.
y
=
3 / 2 nR
+
Cv
=
nR=
5/2nR
=
Cp,'Cv
5/3
1,67
m . E n e r g i y a n g t - e r s e d i a . pa.da g a s :
-
tergantung pada temperatur g a s
-
terdistribusi
rnerata
secnra
bebus yang digunaknn
kepada
molekul
gas
diserap
molekul
setiap
untuk
cara
menyerap
energi
-
Er~ergi-energi
-
Energi-energi
yang
kuadratik
seperti
gas
energi
adalah
kinetik,
e n e r g i g e t a r a n , dan e n e r g i r o t a s i )
-
Resarnya e n e r g i r a t a - r a t a yang dihasi1ka.n d a r i t i a p
d e r a j a - t b e b a . s n y a a . d a l a h s e b e 2 a . r 1 / 2 kT
-
Tiap d e r a j a t behas energi
yang
diserap
sebanding
dengi~.nk u a d r a t v a r i a h e l beba.snya.
Azrss d i a t 8 . s
disebut
azas
ekwipartisi
(azas
energi
pcnbrj.gj.an merata e n e r g i ) .
1-1. U n t u k g a s y a n g
menpunyai
dnl.am ya.ng d j . r n i l i k i n y a
molekul
hanya
monoatomik
energi
energi
saja
tra.nslasi
y a . i t u e n e r g i k i n e t i k t r a . r r s l a s i denga.n 3 d e r a j a t
y a i t u t e r h a d a p sumbu x , y d a n z
U = 1 / 2 k T
+
1/2kT
o . Ilntuk g a s molekul dia.tomik
, yaitu scbesar
+1/2kT
atau
=
bebas
:
3/2kT
poliatomik
disamping
u n e r g i t r a n s l a s i j u g n e n e r g i r o t a s i da.n e n e r g i v i b r a s i .
U n t u k gas n o l e k u l d i a t o m i k
ndaluh :
sebagai
kontribusi
energi
-
Eriergi
trarislasi
Etr =
sebesar
-
derigan
3
derajat
3 x 1 / 2 kT
=
3 / 2 kT
E n e r g i r o t a s i der1ga.n 2 d e r a j a t t e b a s y a i t u
Ero~= 2 ~ 1 / 2 k T =
-
bebas
=
2/2kT
yaitu
sebesar
kT
E n e r g i v i t r a s i d e n g a n 1 d e r a j a . t b e b a s ( Ep + Ek )
, J a d i e n e r g i da.lam ( U )
ata.u
energi
total
untuk
gas
nolekul diatomik adalah sebesar:
IJ
= Etot = Etr
+
+
Erot
Evib
=
7 / 2 kT
K a p a s i t a s k a l o r urituk g a s m o l e k u l d i a t o m i k a d a l a h ;
Cv
=
7 / 2 nR ,
CP = Q / 2 riR
s e h i n g g a y = 9/7 = 1,29
a . T e r m o d i n a m i k a a d a l a h ba.gia.n d a r i f i s i k a y a n g
berbaga.i
energi
,
sistem
berkenaan
membahas
dengan
termal, e n e r g i m e k a n i k , d a n k o n s e k w e n s i n y a
er~ergi
da.1a.m
ha1
perpindahan energi .
b . S u a t u sistem termodiriamika d a p a t
berinteraksi
l i n g k u n g a n n y a ( s e s u a t u d i l u a r sistem)
dengan 2 cara., y a i t u m e l a l u i
paling
perpindahan
dengan
sedikit
kalor
atau
d e r i g a n p e r a . n t a r a a . n k e r j a , maupun k e d u a - d u a n y a .
c
Yang
dimaksud
dengan
adalah i n t e r a k s i yang
keada.an k e s e i m b a n g a n
a.khir
(fj.
,>ela.na
P
"proses"
mengutah
awal
(i)
proses
ternlodinamika
keadaan
sistem
men j a d i
keseimbangan
berlangsung
keada.an s i s t e m t e t a p b e r l a k u k i k a
kuasistatik.
dalam
persamaan
prosesnya
P r o s e s k u a s i s t a t i k ada.lah
dari
bersifat
proses
t e r j a 1 a . n s a n g a t l a m b a t , s e h i n g g a selama p r o s e s
yang
sistem
Mli:K irPT PERPUSrAfiiinN
'!KID
PADANG
c l j a.r-rggo.p 1;el;a.p t ~ e r a d n .drj.lam k e s e i m b 3 . n g a n .
d . I ? ~ c J s ~ ! s - F ' ~ ( I s wP e n t i n g Da1a.m T e r m o d i r r a m i k a ada.1a.h :
-
P r o s e s I s n k h o r i k ( P t e t a p ) b e r 1 a . k ~persa.ma.an :
Ti/Vi
=
T2/V7.
OLUU
= I.;ol-lstan
T/V
3 i k a v o l u m e m a k i n Gesar d i s e b u t e k s p a . n s i
dan
jika
vo1.11rnc nlu.l-;jn k o c j . 1 d i s e b u t k o n r p ~ c . s . . ; i .
-
P r o s e s I s o v o l u m ( V t e t a p ) b e r l a . k u perso.maa.n :
=
Ti/Pi
Ta,,/Pz
Di1.a s u t r u mal:irr
atau
T/P
=
korrsta.n
n a i k d i s e b u t p c m n n a . s a n i s o k h o r i k d8.n
b j l a s u h u m a k i n t:uri~n d i s e b u t p e n d i n g i n a n i s o k h o r i k
-
P r o s e s I s o t e r m a l ( T t e t a . p ) , ber1a.l.:~ persa.maan ;
=
Pi V i
Uila
P z V2
volume
a~au
= kol-istan
PV
m a k i n Gesar d i s e b u t e k s p a r r s i i s o t e r m a l
b i l o . v o l u m e m8.ki.n k e c i l d i s e b u t k o m p r e s s i i s o t e r m a l
e . Diagra.rn T c r m o d i n a m i k a
P-T,
d m V-T
B
c
.
Pertukaran
harrya
-
cliaLerma.1 .
=
kalor
murrgkin
berbentuk
diagram
P-V,
sbb :
Ir'eter,srjg:i17 ; a =
f
dapat
proses i s o k h o r i k
p;.ose,s i s o b a r i l i
proses i s o t e r ~ n a l
8.ntara
a.pabi1a
Ralor
dinding
yang
pcr.s;itif d2.r-I s e b a l i k n y a .
sistem
derrgarr
lingkungan
pemisahnya.
memasuki
sistem
bersifat
dihitung
g. Reservoir
(RK)
kalor
sedemikian besarnya
melepus
sejumlah
adalah
benda
sehingga
kalor
( s i s t e m ) . yang
dapat
tanpa
rnenyernp
mengalami
atau
perubahan
t e m p e r a - t u r a.ta.upun k o o r d i n a t l a i n n y a .
h . Umumnya d a l a m s e t i a p p r o s e s t e r t r t o d i n a r r t i k a , u s a h a . . y a n g
dilakuka.n(W)
atau
perpir1da.ha.n
kalor
yang
terjadi
s e b a g a i n k i b a t i n t e r a k s i sistem d e n g a n l i n g k u n g a n a k a n
m e l i b a t k a n p e r u b a h a n e n e r g i dalam ( U )
sistem.
i . E n e r g i d a l a m ( U j a d a l a h semua e n e r g i (Ek
yang d i m i l i k i p a r t i k e l .
Untuk g a s i d e a l
fungsi temperatur (T) saja.
Perubahan
, Ep
U
,
dll)
merupakan
energi
dalam
sistem ( A U ) t i d a k t e r g a n t u n g d a r i s i f a t p r o s e s :
= .U2 - U l
AU
j.
Rumusan
persautaan
hukum
I
Termodinamika
dinyatakan
oleh
:
A U = Q + W
m e r u p a k a n p e r s a m a a . n y a n g mer1ya.taka.n t e n t a n g c a r a m a s u k
keluarnya
energi
sistem,
kedalam
bagairnana e n e r g i d a l a m
sua.tu
sisten
yaitu
tentang
berubah
karena
menerima e n e r g i secaro. k a l a ' r d a n /a.tau secara k e r j a .
k . P r o s e s a d i a b a t i k ada1a.h proses
dimana
tidak
p e r t u k a r a n ka.lor a n tara s i s t e r 1
dengan
lingkungannya.
1. P r o s e s r e v e r s i b e l ( d a p a t b a l i k ) ,
trerja1a.n
kemba.li
da.lam
arah
terjadi
adalah apabila. proses
balik,
m e n i m b u l k a n apa.pun p a d a sistem maupun p a d a
dan
tidak
lingkungan
s e t e l a h k e m b a l i k e t i t i k awal ( s e m u l a )
m. Proses irreversibel (tak
dapat)
adalah
berlangsung d i l u a r ketentuan d i a t a s .
proses
yang
ri
. P e r u r n u s a n Hu k u n I I Terniod i n a n r i k a :
-
Menurut K e l v i n d a n P l a n c k
T i d r t k mungkirr d i d a p a t i m e s i n k a l o r y a n g d a p ~ tmengkonversiknn solu'ruh e n e r g i yang diserapnya d a r i r e s e r v o i r
kalor bersuhu tirrggi menjadi
energi i t u dilepaskan
pada
usaha
reservoir
l e b i h rendah dalari Gent