Jawaban TERMODINAMIKA I Eksperimen Inquiry Terbimbing (Guided Inquiry) Nama Kelompok :... Nama Siswa :... Kelas :... A. Pengantar : Hukum I Termodinamika Apa yang kalian perkirakan akan terjadi jika sejumlah gas dalam suatu ruang tertutup dipanaskan? Keadaan yang langsung bisa dilihat suhunya naik dan mungkin volumenya bertambah. Kejadian inilah yang dijelaskan pada hukum I Termodinamika. Pada saat gas dalam ruang tertutup diberi kalor maka kalor tersebut akan dimanfaatkan untuk melakukan usaha dan merubah energi dalamnya. Hubungan di atas dapat dinamakan kekekalan energi dan dituliskan sebagai berikut. dengan : Q = perubahan kalor sistem W = usaha sistem U = perubahan energi dalam Sesuai persamaan diatas maka untuk gas ideal monoatomic berlaku persamaan berikut. B. Tujuan : Membuktikan Hukum I Termodinamika
C. Bahan dan Alat: 1. Balon kosong 2. Balon yang berisi air 3. Lilin 4. Gelas 5. korek D. Rumusan Masalah : Dengan memperhatikan rumusan tujuan di atas, cobalah rumuskan masalah yang yang menjadi focus pembelajaran ini! Bagaimana penerapan hukum I termodinamika dalam kehidupan sehari-hari? Hipotesis : Rumuskan pula dugaan atau jawaban sementara anda terhadap masalah yang anda rumuskan Kenaikan energy internal dari suatu system termodinamika sebanding dengan jumlah panas yang ditambahkan kedalam system dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh system terhadap lingkungannya. Variabel : Variasi 1 (a) yang dijaga konstan (var control): suhu (panas dari nyala lilin) (b) yang dimanipulasi (var bebas) : gas di dalam balon (c) yang merespon (var terikat) : balon yang terbuat dari karet Variasi 2 (a) yang dijaga konstan (var control): suhu (panas dari nyala lilin) (b) yang dimanipulasi (var bebas) : air di dalam balon (c) yang merespon (var terikat) : udara didalam gelas
E. Langkah-langkah : Percobaan 1. 1. Tiup balon 2. Nyalakan lilin di dalam gelas 3. Balon yang berisi udara didekatkan ke api 4. Apakah yang terjadi? Percobaan 2 1. Masukkan air dan tiup balon. 2. Nyalakan kembali lilin di dalam gelas 3. Lalu masukkan balon yang berisi air ke dalam gelas yang berisi air. 4. Amati nyala lilin. 5. Catat hasil pengamatanmu Tabel pengamatan Percobaan Benda Perlakuan Hasil Pengamatan 1. Balon Ditiup dan didekatkan ke api di dalam gelas Balon tersebut pecah Lilin di dalam gelas mati akibat balon yang pecah 2. Balon Diisi dengan air lalu ditiup dan dimasukkan ke dalam gelas berisi lilin Balon tidak pecah Lilin di dalam gelas mati Balon dapat mengangkat gelas dan lilin didalamnya F. Analisis : Berdasarkan data yang anda peroleh, apa yang diminta seperti yang tertulis berikut ini : 1. Mengapa pada percobaan pertama, balon tersebut pecah sementara pada percobaan kedua balon tidak pecah? Balon adalah bahan yang terbuat dari karet dan bersifat elastis, karet dari balon yang tanpa air sangat lemah untuk menahan tekanan udara yang ada didalam
balon sehingga menyebabkan balon tersebut pecah. Namun ketika api didekatkan pada balon berisi air, maka air akan menyerap sebagian besar panas dari api. Karet dari balon tersebut menjadi tidak terlalu panas sehingga balon masih bisa menahan tekanan udara didalam balon dan balonpun tidak pecah. 2. Apakah kaitan percobaan ini dengan hukum I Termodinamika? Jika kita kaitkan dengan percobaan maka akan berhubungan dengan hukum I Termodinamika yaitu Kenaikan energy internal dari suatu system termodinamika sebanding dengan jumlah panas yang ditambahkan kedalam system dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh system terhadap lingkungannya. G. Kesimpulan : 1. Kesimpulan apa yang dapat dibuat berdasarkan hasil pengamatanmu? Percobaan ini membuktikan hokum I termodinamika menyatakan bahwa untuk setiap proses, apabila kalor ditambahkan ke dalam sistem dan sistem melakukan usaha, maka akan terjadi perubahan energi. 2. Apakah hipotesis yang Anda rumuskan sebelumnya dapat diterima atau tidak. Dengan kata lain apakah hipotesis Anda teruji kebenarannya? Ya, berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan maka hipotesis yang telah dirumuskan sebelumnya teruji kebenarannya. H. Penerapan : Hukum I Termodinamika berkaitan dengan hokum kekekalan energy.
Laporkan hasil kegiatan tiap kelompok melalui suatu diskusi kelas : Nama Kelompok :... Nama Siswa :... Kelas :... I. Pertanyaan/Tugas (Untuk Melengkapi Laporan Tertulis) : 1. Kedalam sejumlah gas dialirkan kalor sebesar 300 joule. Kemudian gas dikenai kerja 120 joule. Berapakah perubahan energi dalam gas? 2. Suatu gas menerima kalor 4.000 kalori, menghasilkan usaha sebesar 8.000 J. Berapakah perubahan energi dalam pada gas? (1 kalori = 4,18 joule) Kunci Jawaban : 1. 2. J. Tindak Lanjut : 1. Carilah informasi mengenai hokum II termodinamika dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Kemudian buatlah alat peraga sederhana berdasarkan hokum II termodinamika.
Daftar Pustaka Handayani, Sri. 2009. FISIKA untuk SMA dan MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional. Haryadi, Bambang. 2009. FISIKA untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Pusat perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.