tugas 3 instrumen perpindahan kalor (inkuiri training)
DESCRIPTION
instrumen penilaian perpindahan kalor fisikaTRANSCRIPT
INSTRUMEN KOGNITIF, AFEKTIF DAN PSIKOMOTORIK
PADA SUB MATERI PERPINDAHAN KALOR DENGAN
MENGGUNAKAN MODEL PEMBELAJARAN
INKUIRI LATIHAN KELAS X SMA
DISUSUN OLEH :
Nita Ariany Purba
4111121015
Fisika Dik C 2011
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
INSTRUMEN KOGNITIF
No Sub Materi Indikator Ranah
Kognitif
Soal Kunci Skor
1. Perpindahan
Kalor
Mendefenisikan
pengertian
perpindahan kalor.
C1 Perpindahan kalor melalui zat perantara dimana
partikel-partikel zat perantara tersebut tidak
berpindah merupakan perpindahan kalor secara…
A. konveksi
B. radiasi
C. konduksi
D. induksi
E. emisi
Jawaban C :
Perpindahan kalor secara
konduksi adalah perpindahan
kalor melalui zat perantara
dimana partikel-partikel zat
perantara tersebut tidak
berpindah.
5
2. Perpindahan
Kalor
Memahami
aplikasi
perpindahan kalor
di dalam
kehidupan sehari-
hari.
C2 Bagian dalam dinding termos dibuat mengkilap
dengan tujuan untuk mencegah perpindahan kalor
secara…
A. konveksi
B. radiasi
C. konduksi
D. induksi
E. emisi
Jawaban B :
Bagian dalam dinding termos
dibuat mengkilap dengan
tujuan untuk mencegah
perpindahan kalor secara
radiasi. Lapisan tersebut
memantulkan radiasi kembali
ke dalam termos
5
No Sub Materi Indikator Ranah
Kognitif
Soal Kunci Skor
3. Perpindahan
Kalor
Menentukan besar
perpindahan kalor
konveksi
C3 Suhu kulit seseorang tanpa pakaian kira-kira 320C.
Jika orang tersebut berada dalam ruangan yang
bersuhu 220C dan luas permukaan tubuhnya 1,6 m2.
Berapakah kalor yang dilepaskan tubuh orang
melalui konveksi selama 5 menit? h = 7,1 Js-1m-2K-1 !
A. 34080 J
B. 35080 J
C. 33088 J
D. 32890 J
E. 35000 J
Jawaban 15
4. Perpindahan
Kalor
Menganalisis
koefisien konduksi
termal pada sebuah
batang
C4 Dua batang P dan Q dengan ukuran yang sama tetapi
jenis logam yang berbeda dilekatkan seperti terlihat
pada gambar. Ujung kiri P bersuhu 900C dan ujung
kanan Q bersuhu 00C.
900C 00C.
Jawaban : C
Misal suhu pada bidang batas
adalah T, maka :
Hp = HQ
( )p = ( )Q
2(90 0C – T) =1(T - 0C)
20
P Q
No Sub Materi Indikator Ranah
Kognitif
Soal Kunci Skor
Jika koefisien konduksi termal P adalah 2 kali
koefisien konduksi termal Q, maka suhu pada bidang
batas P dan Q adalah.
A. 45 0C
B. 55 0C
C. 60 0C
D. 75 0C
E. 80 0C
180 – 2T = T
3T = 180
Maka,
T = 180 0C / 3
T = 60 0C
5. Perpindahan
Kalor
Memprediksi
benda-benda yang
bersifat konduktor
dan isolator
C5 Lima buah sendok yang terbuat dari bahan berbeda
diletakkan di sebuah gelas yang berisi air mendidih
dimana sendok tersebut antara lain terbuat dari bahan
aluminium, besi, kaca, kayu dan plastik. Sendok
manakah yang ujung nya lebih cepat panas?
A. plastik C. kayu E. kaca
B. besi D. aluminium
Jawaban : D
Ujung sendok yang paling
cepat panas adalah sendok
aluminium karena sendok
aluminium adalah konduktor,
besi juga konduktor tetapi
koefisien konduktivitasnya
lebih besar dari pada besi.
25
No Sub Materi Indikator Ranah
Kognitif
Soal Kunci Skor
6. Perpindahan
Kalor
Merancang suatu
percobaan
mengenai
perpindahan kalor
secara konveksi di
dalam kehidupan
sehari-hari
C6 Untuk melakukan suatu percobaan disediakan alat
dan bahan sebagai berikut:
1. Gelas Beker (1 buah)
2. Air (secukupnya)
3. Kacang Hijau (secukupnya)
4. Pemanas (spritus)
5. Kaki Tiga
Dari alat dan bahan diatas, pada saat air sudah
mendidih kacang hijau akan mengalami…….
A. naik keatas ke permukaan air
B. tetap berada di bawah
C. berputar di bawah
D. berputar diatas
E. naik turun ke permukaan air
Jawaban : A
Prosedur Kerja :
Percobaan perpindahan kalor
secara konveksi
1. Mengambil gelas beker,
mengisi dengan air
sampai hampir penuh.
2. Memasukkan kacang
hijau ke dalam gelas
beker.
3. Memanaskan air dalam
gelas beker tersebut tepat
pada bagian kanan bawah
dengan menggunakan
pemanas spiritus serta
bantuan kaki tiga.
30
No Sub Materi Indikator Ranah
Kognitif
Soal Kunci Skor
Mengamati apa yang terjadi !
Gambar Percobaan Perpindahan Kalor
secara Konveksi dalam Zat Cair
No Sub Materi Indikator Ranah
Kognitif
Soal Kunci Skor
Maka, pada saat air sudah mendidih kacang
hijau akan naik keatas ke permukaan air
karena yang pada awalnya kacang hijau
yang berada di bawah ketika di panaskan
kacang hijau tersebut mulai matang
kemudian akan naik keatas permukaan.
Dimana kacang hijau diumpakan seperti air
yang sedang dimasak, aliran-aliran air dari
bawah akan bergerak keatas ketika air yang
berada dibawah memanas. Perpindahan
panas ini disebut perpindahan kalor secara
konveksi yaitu perpindahan panas melalui
zat perantara dan diikuti perpindahan
partikelnya.
RUBRIK PENILAIAN KOGNITIF
No Jenis tes Jawaban Skor
1. Pilihan Ganda Jika jawaban benar 5
Jika jawaban salah 0
2. Pilihan Ganda Jika jawaban benar 5
Jika jawaban salah 0
3. Pilihan Ganda Jika jawaban benar 15
Jika jawaban salah 0
4. Pilihan Ganda Jika Jawaban benar 20
Jika jawaban salah 0
5. Pilihan Ganda Jika jawaban benar 25
Jika jawaban salah 0
6. Pilihan Ganda Jika jawaban benar 30
Jika jawaban salah 0
Skor Nilai Akhir untuk Tes Kognitif :
RUBRIK PENILAIAN KOGNITIF
No Aspek yang dinilai
Skor
(0 - 100) Keterangan
1. Pemahaman siswa pada saat menjelaskan tentang
perpindahan kalor di dalam kehidupan sehari-hari
2. Penilaian lembar jawaban (LKS) tentang masalah
perpindahan kalor yang diberikan.
TOTAL SKOR KOGNITIF
Penilaian lembar tabel pengamatan mengenai pemahaman siswa mengenai perpindahan kalor.
Sangat baik (sesuai dengan yang dipelajari ) = >75
Baik (kurang sesuai dengan yang dipelajari) = 75 > x > 50
Tidak baik (Tidak merangkum ) = 50
Penilaian lembar jawaban (LKS) tentang masalah perpindahan kalor yang diberikan.
Sangat baik (Menyelesaikan tugas LKS sesuai dengan permintaan soal ) = >75
Baik ( Menyelesaiakan tugas LKS tidak sesuai dengan permintaan soal ) = 75>x>50
Tidak baik (Tidak menyelesaiakn tugas LKS ) = 0
Penilaian Akhir Adalah :
INSTRUMEN AFEKTIF (SIKAP)
NO PERTANYAAN PILIHAN
1. Apakah kamu selalu datang tepat waktu sebelum
pelajaran dimulai?
A. ya
B. tidak
C. kadang-kadang
2. Apakah kamu mengerjakan tugas yang diberikan
guru secara mandiri?
A. ya
B. tidak
C. kadang-kadang
3. Apakah kamu mengumpulkan tugas tepat pada
waktu yang telah ditentukan guru?
A. ya
B. tidak
C. kadang-kadang
4. Apakah kamu berdiskusi dengan baik didalam
kelompok untuk menemukan jawaban dari masalah
yang diberikan guru?
A. ya
B. tidak
C. kadang-kadang
5. Apakah kamu menanggapi pendapat orang lain
dengan baik dan mengajukan pertanyaan dengan
baik?
A. ya
B. tidak
C. kadang-kadang
6. Apakah kamu aktif dalam bertanya ataupun
menjawab pertanyaan guru mengenai materi
pelajaran yang sedang dipelajari?
A. ya
B. tidak
C. kadang-kadang
RUBRIK PENILAIAN AFEKTIF (SIKAP)
Format Penilaian Afektif (sikap)
No Nama
Siswa
Aspek yang dinilai Jumlah
Nilai Kerja Sama Jujur Disiplin Tanggung
Jawab
Komunikasi Perilaku Santun
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
1
2
3
4
dst
KriteriaPenilaian :
No Aspek Sikap Keterangan Skala Sikap
1. Kerja Sama A. Berdiskusi dengan baik dalam menyelesaikan masalah serta
saling membantu antar anggota kelompok.
B. Melakukan diskusi tapi tidak saling membantu dalam
menyelesaikan masalah.
C. Tidak ada kerja sama antar anggota tim dalam melakukan
diskusi.
3 = keterangan a
2 = keterangan b
1 = keterangan c
2. Jujur A. Mengerjakan tugas secara mandiri tanpa mencotek pekerjaan
orang lain.
B. Mengerjakan tugas secara mandiri namun masih terdapat
sedikit mencotek pekerjaan orang lain.
C. Mengerjakan tugas dengan cara mencontek pekerjaan orang
lain.
3 = keterangan a
2 = keterangan b
1 = keterangan c
3. Disiplin A. Selalu datang tepat waktu ketika proses pembelajaran akan
dimulai.
B. Pernah datang tidak tepat waktu ketika proses pembelajaran
akan dimulai
C. Tidak datang tepat waktu ketika proses pembelajaran akan
dimulai
3 = keterangan a
2 = keterangan b
1 = keterangan c
4. Tanggung Jawab A. Merapikan dan mengembalikan alat dan bahan yang
No Aspek Sikap Keterangan Skala Sikap
digunakan pada saat pratikum ketempat semula.
B. Merapikan alat dan bahan yang digunakan pada saat pratikum
tanpa mengembalikan ketempat semula.
C. Tidak merapikan dan mengembalikan alat dan bahan yang
digunakan pada saat pratikum ketempat semula.
3 = keterangan a
2 = keterangan b
1 = keterangan c
5. Komunikasi A. Mengajukan pertanyaan dan mengajukan pendapat pada saat
proses pembelajaran.
B. Mengajukan pertanyaan dan mengajukan pendapat ketika
didorong oleh guru pada saat proses pembelajaran.
C. Tidak mengajukan pertanyaan dan mengajukan pendapat
walaupun sudah di dorong oleh guru pada saat proses
pembelajaran.
3 = keterangan a
2 = keterangan b
1 = keterangan c
6. Perilaku Santun A. Mengemukakan pertanyaan dan pendapat dengan
menggunakan tutur kata yang baik dan benar.
B. Mengemukakan pertanyaan dan pendapat dengan
menggunakan tutur kata yang kurang baik dan benar.
C. Mengemukakan pertanyaan dan pendapat dengan
menggunakan tutur kata yang tidak baik dan benar.
3 = keterangan a
2 = keterangan b
1 = keterangan c
Keterangan : Skor maksimum = 18 Nilai % = x 100%
Baik = 3
Kurang Baik = 2
Tidak baik = 1
90-100 : Sangat Baik (A)
80-89 : Baik (B)
70-79 : Cukup Baik (C)
50-69 : Kurang Baik (D)
50 : Tidak Baik (E)
INSTRUMEN PSIKOMOTORIK
LEMBAR KERJA SISWA
I. Judul : Perpindahan Kalor
II. Tujuan :
1. Menganalisis peristiwa perpindahan kalor konduksi, konveksi dan
radiasi.
2. Menerapkan peristiwa perpindahan kalor secara konduksi,
konveksi dan radiasi pada kehidupan sehari-hari
III. Alat dan Bahan
No Alat dan Bahan Jumlah
1. Pembakar Spritus 1 buah
2. Paku 1 buah
3. Gelas Beker 1 buah
4. Kasa 1buah
5. Korek Api 1 kotak
6. Kaki Tiga 1 buah
7. Kacang Hijau Secukupnya
9. Lilin 1 buah
10. Air Secukupnya
IV. Teori Dasar
1. Konduksi
Perpindahan kalor secara konduksi (hantaran) adalah perpindahan kalor melalui
zat perantara dimana partikel-partikel zat perantara tersebut tidak berpindah. Ada zat
yang daya hantar panasnya baik, ada pula zat yang daya hantar panasnya buruk.
Gambar 1. Perpindahan kalor secara konduksi
Pada gambar diatas jika ujung batang logam dipanaskan dengan api, ternyata
ujung logam yang kita pegang akhirnya menjadi panas. Hal tersebut membuktikan
adanya perpindahan kalor dari ujung batang logam yang dipanaskan ke ujung batang
yang kita pegang.
Berdasarkan daya hantar panasnya maka zat dikelompokkan menjadi dua yaitu
konduktor dan isolator.
a. Konduktor (zat yang dapat menghantarkan panas dengan baik) antara lain:
tembaga, alumunium, besi, dan baja.
b. Isolator (zat yang kurang baik menhantarkan panas), antara lain : kaca, karet,
kayu, dan plastik.
Secara sistematik banyaknya kalor H yang mengalir dari ujung bersuhu T1 ke
ujung suhu T2 dapat dinyatakan dengan persamaan:
H = Perambatan kalor tiap satuan waktu(kal/det)
K = Koefisien konduksi termal (Kal/m )
= Perbedaan Suhu ( )
A = Luas Penampang(m2)
L = Panjang(m)
2. Konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi (aliran) adalah perpindahan kalor karena aliran
zat yang dipanaskan. Konveksi hanya terjadi pada zat yang dapat mengalir, yaitu zat
cair dan zat gas.
a. Konveksi dalam zat cair
Bila air dipanaskan, air akan memuai sehingga massa jenisnya berkurang. Karena
massa jenisnya berkurang maka air ini menjadi lebih ringan dan naik ke atas.
Tempatnya kemudian digantikan oleh air yang lebih dingin dari atas, yang turun
karena massa jenisnya lebih besar. Gerakan atau sirkulasi air tersebut dinamakan arus
konveksi.
Gambar 2. Konveksi kalor di dalam air
b. Konveksi dalam udara
Arus konveksi pada udara atau gas terjadi ketika udara panas naik dan udara yang
lebih dingin turun. Konveksi udara dapat dilihat pada gambar di bawah. Jika lilin
dinyalakan akan terjadi aliran udara panas dalam alat. Dengan menggunakan asap dari
obat nyamuk yang dibakar, aliran udara terlihat. Udara panas akan naik dan udara
dingin akan turun.
Penerapan konsep konveksi kalor dalam udara pada kehidupan sehari-hari dapat
dilihat pada terjadinya angin laut, angin darat dan pembuatan cerobong asap pada
tangki pabrik.
Gambar 3. Peristiwa konveksi dalam udara
Banyaknya kalor yang merambat tiap satuan waktu secara konveksi dapat
dinyatakan persamaan yaitu :
H= h.A. T H = Perambatan kalor tiap satuan waktu(Kal/det)
h = Koefisien konveksi (Kal/m deto C)
A = Luas penampang (m2)
= Perbedaan Suhu ( )
3. Radiasi
Antara bumi dengan matahari terhadap ruang hampa yang tidak memungkinkan
terjadinya konduksi dan konveksi. Akan tetapi panas matahari dapat kita rasakan.
Dalam hal ini kalor tidak mungkin berpindah dengan cara konduksi ataupun konveksi.
Perpindahan kalor dari matahari ke bumi terjadi lewat radiasi (pancaran). Jadi radiasi
adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara. Alat yang digunakan untuk mengetahui
adanya radiasi (pancaran) kalor dinamakan termoskop.
Gambar 4. Radiasi
Dua buah bola lampu dihubungkan dengan pipa U berisi alkohol yang diberi
warna. Bola lampu A dihitamkan, sedangkan bola lampu B tidak. Bila pancaran kalor
jatuh pada bola A, tekanan gas di dalam bola A, bertambah besar dan permukaan
alkohol di bawah B akan naik. Bila A dan B bersama-sama diberi pancaran kalor,
permukaan alkohol di bawah A tetap turun dan permukaan alkohol di bawah B naik.
Hal ini menunjukkan bahwa bola hitam menyerap kalor lebih banyak daripada bola
lampu yang tidak dihitamkan. Benda yang permukaannya hitam kusam memancarkan
atau menyerap kalor lebih baik dari pada benda yang permukaannya putih mengkilap.
Banyaknya kalor yang dipancarkan tiap satuan luas, tiap satuan waktu dapat
dinyatakan dengan :
W= e. . T4 W = Energi kalor tiap satuan luas tiap satuan waktu (Watt / m2 K)
e = Emisivitas, besarnya tergantung sifat permukaan benda.
= Konstanta stefan – Boltzman = 5,672. 10 -8 wat m2 K4
T = Suhu Mutlak (K)
V. Prosedur Percobaan
1. Percobaan perpindahan kalor secara konduksi.
a. Nyalakan api pada lilin
b. Ambillah paku, kemudian panaskan salah satu ujungnya sedangkan ujung
yang lainnya kamu pegang.
Gambar Percobaan Perpindahan Kalor secara Konduksi
2. Percobaan perpindahan kalor secara konveksi
a. Ambillah gelas beker, isilah dengan air sampai hampir penuh.
b. Masukkan kacang hijau ke dalam gelas beker.
c. Panaskan air dalam gelas beker tersebut tepat pada bagian kanan bawah
dengan menggunakan pemanas spiritus serta menggunakan kaki tiga.
d. Amati apa yang terjadi.
3. Percobaan perpindahan kalor secara radiasi
a. Nyalakan api pada lilin dengan menggunakan korek api.
b. Lalu dekatkan tangan ada dengan lilin yang menyala namun tangan tidak
ditempelkan pada lilin yang menyala tersebut.
VII. Pertanyaan
1. Ketika paku sudah dipanaskan agak lama apa yang kamu rasakan? Mengapa hal
itu dapat terjadi?
2. Apa yang terjadi pada kacang hijau waktu air dipanaskan? Mengapa bisa
demikian?
Gambar Percobaan Perpindahan Kalor secara Konveksi dalam Zat Cair
Gambar Percobaan Perpindahan Kalor secara Radiasi
3. Apa yang kamu rasakan ketika tangan mu agak lama berada di dekat lilin yang
menyala? Mengapa hal itu terjadi ?
VIII. Kesimpulan
Buatlah kesimpulan dari hasi percobaan mu !
KUNCI JAWABAN
LEMBAR KERJA SISWA
Jawaban Pertanyaan :
1. Berdasarkan kegiatan di atas, ternyata ujung besi yang kamu pegang lama kelamaan
terasa semakin panas. Hal ini disebabkan adanya perpindahan kalor yang melalui paku.
Dimana paku merupakan benda bersuhu rendah yang mendapat energi dari sumber
panas. Lilin merupakan sumber panas dan memiliki suhu yang tinggi. Karena memiliki
suhu yang tinggi kemudian mengalirkan panas ke paku sebagai benda bersuhu rendah.
Pada eksperimen dapat diketahui bahwa panas merambat tanpa zat penghantarnya
bergerak. Perpindahan kalor ini disebut perpindahan panas secara konduksi.
2. Pada saat air sudah mendidih kacang hijau akan naik keatas ke permukaan air karena
yang pada awalnya kacang hijau yang berada di bawah ketika di panaskan kacang hijau
tersebut mulai matang kemudian akan naik keatas permukaan. Dimana kacang hijau
diumpakan seperti air yang sedang dimasak, aliran-aliran air dari bawah akan bergerak
keatas ketika air yang berada dibawah memanas. Perpindahan panas ini disebut
perpindahan kalor secara konveksi yaitu perpindahan panas melalui zat perantara dan
diikuti perpindahan partikelnya.
3. Semakin lama tangan didekat kan pada lilin yang menyala maka tangan semakin terasa
panas. Dimana tangan merasakan panas dari lilin walaupun tidak ada besi atau benda
penghantar panas lain dari lilin ke tangan. Walaupun tangan tidak menempel ke lilin
tangan tetap terasa panas karena perpindahan kalor yang tejadi dimana energi kalornya
berpindah dari satu tempat ke tempat lain tanpa dibutuhkan zat perantara. Perpindahan
kalor dengan cara ini disebut radiasi.
Kesimpulan
Berdasarkan percobaan dapat diketahui bahwa Perpindahan kalor terjadi secara
konduksi, konveksi dan radiasi. Perpindahan kalor secara konduksi yaitu perpindahan kalor
melalui zat perantara dimana partikel-partikel zat perantara tersebut tidak berpindah,
sedangkan perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor karena aliran zat
yang dipanaskan. Konveksi hanya terjadi pada zat yang dapat mengalir, yaitu zat cair dan zat
gas beda halnya dengan perpindahan kalor secara radiasi yaitu perpindahan kalor tanpa zat
perantara. Salah satu contoh prinsip perpindahan kalor di dalam kehidupan sehari-hari ialah
pada saat memasak air dan termos air panas.
RUBRIK PENILAIAN PSIKOMOTORIK
Keterangan :
Skor Kriteria
3
1. Mampu memilih dan merangkai alat tanpa bertanya pada guru dengan baik
2. Menggunakan alat sesuai dengan langkah kerja tanpa bimbingan guru
3. Membuat data percobaan dengan rinci
4. Membuat kesimpulan dengan baik , yaitu singkat padat dan jelas
2
1. Mampu memilih dan merangkai alat dengan baik tetapi bertanya pada guru
2. Menggunakan alat sesuai langkah kerja dengan bimbingan guru
3. Data percobaan yang di buat tidak terlalu rinci
4. Membuat kesimpulan dengan baik, tetapi terlalu panjang
1
1. Memilih alat dan merangkai alat dengan bertanya pada guru serta bimbingan dari
guru
2. Menggunakan alat sesuai langkah kerja dengan bimbingan guru dan praktek
terlebih dahulu oleh guru
3. Data percobaannya tidak terinci
4. Membuat kesimpulan kurang baik
Penilaian akhir :