EKSPERIMEN 1 FISIKA SIFAT TERMAL ZAT OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2006 Waktu 1,5 jam

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "EKSPERIMEN 1 FISIKA SIFAT TERMAL ZAT OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2006 Waktu 1,5 jam"

Fanny Sudirman
6 tahun lalu
Tontonan:

1 EKSPERIMEN 1 FISIKA SIFAT TERMAL ZAT OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2006 Waktu 1,5 jam EKSPERIMEN 1A WACANA Setiap hari kita menggunakan berbagai benda dan material untuk keperluan kita seharihari. Bagaimana memanfaatkan suatu benda atau sejenis bahan untuk keperluan kita ditentukan oleh sifat material benda. Sebagai contoh, pegangan seterika dibuat dari bahan kayu atau plastik, yang mempunyai sifat tidak menghantarkan panas. Contoh lain adalah kita menggunakan besi untuk struktur jembatan karena besi merupakan bahan yang kuat. Oleh karena itu dalam merancang suatu benda, kita perlu mengenali sifat bahan. Berbagai benda di sekitar kita dijumpai dalam berbagai wujud seperti padat, cair dan gas. Ketiga wujud zat tersebut mempunyai sifat berbeda. Benda padat mempunyai bentuk yang tetap, sedangkan benda cair dan gas mempunyai bentuk yang sama dengan bentuk ruang yang ditempati oleh benda. Benda berwujud cair yang paling banyak berhubungan dengan kita adalah air. Salah satu sifat air yang dapat menguntungkan manusia adalah air dapat melarutkan banyak sekali jenis zat. Misalnya vitamin C yang sangat dibutuhkan oleh manusia, jadi kita dapat menggunakan air dalam mengkonsumsi vitamin C. Meskipun demikian, banyak juga jenis zat yang tidak larut dalam air, misalnya pasir dan plastik. Suatu benda atau bahan dapat berinteraksi secara termal dengan lingkungannya. Jika dua buah benda dengan temperatur yang berbeda bersentuhan, maka akan ada transfer panas dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur lebih rendah. Proses transfer panas tersebut bergantung pada jenis bahan dari benda-benda yang bersentuhan. Proses ini akan terjadi sampai terjadi keseimbangan termal di antara benda-benda tersebut. PERALATAN DAN BAHAN Gelas bening

2 Minyak Air Es batu Tisu Wadah plastik PETUNJUK Pada eksperimen ini kamu diminta untuk mengamati fenomena fisis yang terjadi jika es batu berada di dalam campuran minyak dan air. Campuran air dan minyak harus dalam keadaan bening. Kamu dapat melakukan eksperimen pendahuluan untuk mendapatkan campuran yang bening. Untuk menjawab pertanyaan, amatilah selengkap mungkin keadaan fisis serta perubahannya yang terjadi, paling tidak hingga sebagian besar es batu dalam gelas mencair. PERTANYAAN 1. Bagaimana keadaan campuran minyak dan air di dalam gelas? - minyak dan air tidak bercampur -minyak ada di atas air -terdapat gelembung udara terperangkap di perbatasan minyak dan air -minyak tampak bening 2. Dari pengamatan di atas, tentukanlah cairan mana yang mempunyai rapat massa lebih besar. Berikan alasannya. -Air mempunyai rapat massa lebih besar dari minyak karena air berada di bawah sedangkan minyak di atas. Hal ini sesuai dengan prinsip Archimedes, jika kita tinjau minyak dimasukkan ke dalam air akan mengapung karena rapat massanya lebih kecil dari air. Sebaliknya jika kita tunjau air dimasukkan ke dalam minyak akan tenggelam karena rapat massanya lebih besar dari minyak. 3. Apa yang kamu amati pada saat es batu dimasukkan ke dalam campuran air dan minyak? - es akan berada di perbatasan air dan minyak - sebagian besar es berada di minyak, sisanya berada di air

3 4. Amati dan catatlah perubahan yang terjadi selama selang waktu tertentu, paling tidak sampai sebagian besar es batu dalam gelas mencair. - gelas menjadi dingin - ada titik-titik embun di sisi luar gelas - aliran air dingin dari es yang mencair ke bawah (kalau esnya berwarna) - terdapat lapisan kabut di permukaan es yang bersentuhan dengan minyak - volume (atau tinggi) air bertambah - untuk waktu yang lama, semua es akan mencair - untuk waktu yang sangat lama, temperatur campuran sama dengan temperatur kamar 5. Berilah penjelasan secara fisis setiap perubahan yang dilaporkan pada jawaban no gelas menjadi dingin: Karena kalor mengalir dari sistem air, minyak dan gelas ke es batu sehingga gelas menjadi dingin. - ada titik-titik embun di sisi luar gelas: Karena gelas menjadi dingin, uap air di sisi luar gelas mengembun - aliran air dingin dari es yang mencair ke bawah (kalau esnya berwarna): Di dalam fluida, bagian yang panas akan mengalir ke atas dan yang dingin mengalir ke bawah. Aliran ini disebut konveksi. - terdapat lapisan kabut di permukaan es yang bersentuhan dengan minyak: Karena bersentuhan dengan es batu, temperatur minyak menurun. Minyak pada temperatur rendah dapat membeku dan memberikan kesan kabut. - volume (atau tinggi) air bertambah: karena es mencair (belum tentu teramati karena sedikit) - untuk waktu yang lama, semua es akan mencair: sistem (air, minyak, es dan gelas yang mencair) menuju ke keseimbangan termal - untuk waktu yang sangat lama, temperatur campuran sama dengan temperatur kamar sistem (air, minyak, gelas dan lingkungan luar) menuju ke keseimbangan termal EKSPERIMEN 1B WACANA Secara umum kita hampir dapat memastikan bahwa sifat fisis suatu bahan berbeda dengan sifat fisis bahan yang lain. Beberapa contoh sifat fisis bahan yang dipelajari

4 misalnya sifat kelistrikan, kemagnetan, termal, dan optis. Besaran-besaran yang digunakan dalam sifat termal bahan diantaranya adalah kalor jenis, kalor laten, titik lebur, titik beku, konduktivitas panas. Peristiwa lain yang dapat terjadi pada suatu bahan ketika dipanaskan adalah terbakar. Pertanyaannya adalah, pernahkah kamu memperhatikan bahwa suatu benda dapat terbakar dengan mudah, sementara benda lain sulit untuk terbakar? Misalnya, jika plastik dan kertas berukuran sama secara bersama-sama didekatkan ke api di kompor, maka kertas akan lebih cepat terbakar. Kita sangat membutuhkan bahan yang mudah terbakar dan menghasilkan panas, bahan seperti itu kita sebut sebagai bahan bakar. Temperatur dimana suatu bahan bakar mulai terbakar disebut sebagai titik bakar. Setiap bahan mempunyai titik bakar yang berbeda. Perlu diketahui juga bahwa pembakaran tak akan terjadi jika tak ada oksigen. PERALATAN DAN BAHAN Lilin setinggi 5 cm dan korek api Botol plastik kosong 240 ml Botol plastik berisi air 240 ml Dudukan botol PETUNJUK Pada eksperimen ini kamu diminta untuk membandingkan fenomena fisis yang terjadi jika gelas plastik kosong dan gelas plastik berisi air dipanasi dengan api lilin. Untuk menjawab pertanyaan, amatilah selengkap mungkin keadaan fisis serta perubahannya yang terjadi, sejak dari gelas dipanaskan. Perhatian: Pada pemanasan gelas plastik kosong, pengamatan hanya memerlukan waktu sangat singkat. Setelah terjadi perubahan yang berarti, segera jauhkan gelas plastik kosong dari api lilin. PERTANYAAN 1. Catat perubahan yang terjadi pada gelas plastik kosong ketika dipanasi. -gelas plastik kosong menjadi berlubang dalam waktu yang singkat (1 2 detik) 2. Catat perubahan yang terjadi pada gelas plastik berisi air ketika dipanasi. - gelas plastik berisi air tidak berlubang untuk waktu yang lebih lama (>5 menit) - di bagian bawah gelas menjadi hangat dan terdapat jelaga

5 3. Berilah penjelasan secara fisis setiap perubahan yang dilaporkan pada jawaban no. 1 dan 2. -gelas plastik kosong menjadi berlubang dalam waktu yang singkat (1 2 detik): karena dipanaskan, gelas plastik kosong akan naik temperaturnya dan mencapai titik bakarnya sehingga terbakar. - gelas plastik berisi air tidak berlubang untuk waktu yang lebih lama (>5 menit) : karena gelas plastik berisi air, maka panas yang diterima gelas akan ditransfer ke air. Kalor jenis air adalah cukup besar sehingga diperlukan kalor yang banyak untuk menaikkan temperaturnya. Akibatnya temperatur gelas plastik masih lebih rendah dari titik bakarnya. - di bagian bawah gelas menjadi hangat dan terdapat jelaga: karena gelas menerima kalor dari api lilin. Jelaga berasal dari sisa pembakaran sumbu lilin.

dokumen-dokumen yang mirip

KALOR. Peta Konsep. secara. Kalor. Perubahan suhu. Perubahan wujud Konduksi Konveksi Radiasi. - Mendidih. - Mengembun. - Melebur.

KALOR. Peta Konsep. secara. Kalor. Perubahan suhu. Perubahan wujud Konduksi Konveksi Radiasi. - Mendidih. - Mengembun. - Melebur. KALOR Tujuan Pembelajaran: 1. Menjelaskan wujud-wujud zat 2. Menjelaskan susunan partikel pada masing-masing wujud zat 3. Menjelaskan sifat fisika dan sifat kimia zat 4. Mengklasifikasikan benda-benda