Kelas/Semester : X/2
Standart
Kompetensi :
4. Menerapkan konsep kalor dan prinsip
konservasi energi pada berbagai perubahan energi.
Kompetensi Dasar :
4.2 Menganalisis cara perpindahan kalor
Rumusan Masalah
: Bagaimana proses
perpindahan panas secara konveksi pada zat gas?
Model
Tabung Konveksi
Berikut ini akan
disampaikan hal-hal penting yang berkaiatan dengan media untuk model “Tabung
Konveksi”. Hal-hal tersebut meliputi landasan teori, cara pembuatan media,
petunjuk cara penyampaian atau penggunaan media Model Tabung Konveksi. Panduan
diskusi dengan siswa berkaitan dengan penggunaan media dan konsep-konsep fisika
yang ingin ditanamkan pada siswa dengan penggunaan media.
Landasan Teori
Konveksi
merupakan salah satu cara perpindahan kalor. Peristiwa perpindahan kalor secara
konveksi dapat kita amati pada saat kita memasak air. Pada air yang sedang
mendidih akan kita lihat gerakan-gerakan dari air tersebut. Di daerah
pegunungan akan kita rasakan hembusan angin yang terasa dingin. Demikian pula
apabila kita berada di pantai akan terasa perbedaan suhu yang disertai dengan
angin yang menggerakkannya. Perpindahan kalor yang disertai perpindahan medium
perantaranya disebut konveksi. Konveksi hanya terjadi pada fluida (zat cair dan
gas). Konveksi terjadi karena adanya perbedaan berat jenis (s) karena
pemanasan. Berat jenis merupakan perkalian antara massa jenis zat (p) dengan
percepatan gravitasi bumi (g). Sedangkan massa jenis merupakan hasil bagi
antara massa zat (m) dengan volume zat (V).
Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam pengaplikasian media ini
adalah sebagai berikut.
1.
Toples plastik
tebal ukuran sedang
2.
Pipa paralon
diameter 4,4 cm
3.
penggaris
4.
Cutter
5.
lem
6.
korek api
7.
lidi/obat
nyamuk
8.
lilin batang
Media dibuat dengan cara merangkai alat dan bahan
seperti pada gambar diatas. Toples yang digunakan diusakan yang bahannya agak
tebal dan tinggi toples kira-kira 12 cm. Lalu membuat 2 lubang kecil pada tutup
toples, ukuran lubang ini harus sesuai dengan diameter pipa paralon, jadi
sebelumnya ukur terlebih dahulu diameter pipa paralon. Kemudia potong pipa
paralon dengan panjang 10 cm dua buah. Setelah itu lem pipa paralon pada tutup
toples tepat diatas lubang kecil yang dibuat tadi. Kemudia masukkan lilin
batang pada toples tepat dibawah salah satu lubang pipa, usahakan lilin yang
digunakan tidak terlalu panjang, yakni kira-kira setengah dari tinggi toples,
agar nanti pada saat lilin menyala tidak membakar toples.
Cara Penyampaian/Penggunaan Media
1.
Demonstrasikan
model tabung konveksi dengan cara meletakkan lilin batang di dalam toples tepat
dibawah cerobong 2, kemudian nyalakan lilin tersebut dan tutup toples tersebut
dengan tutupnya yang memiliki 2 cerobong. Bakar 5 buah dupa kemudian dekatkan
pada cerobong 1, sehingga asap dari dupa akan masuk kedalam toples lewat
cerobong 1.
2.
Adapun hasil
yang diharapkan adalah, ketika dupa didekatkan pada cerobong 1, asap dari dupa
akan masuk kedalam toples dan keluar lewat cerobong 2. Artinya ada perpindahan
kalor zat gas yang terjadi, yakni perpindahan asap dupa tadi dari cerobong 1 ke
cerobong 2.
3.
Informasikan
kepada siswa bahwa Model Tabung Konveksi ini merupakan alat untuk mengetahui
perpindahan kalor. Yakni perpindahan kalor asap dari cerobong 1 ke cerobong 2.
4.
Tanyakan
kepada siswa : Berdasarkan pengamatan dan informasi diatas, Bagaimana prinsip
kerja tabung konveksi? Ketika asap dari dupa didekatkan pada cerobong 1,
ternyata asap tersebut akan masuk ke dalam kotak konveksi. Asap dari cerobong 1
tadi bergerak ke bawah kemudian keluar lewat cerobong 2. Hal ini terjadi akibat
perbedaan udara di bawah cerobong 1 dengan di bawah cerobong 2. Molekul udara
yang berada di bawah cerobong 2 bergerak lebih cepat dibandingkan dengan
molekul udara di bawah cerobong 1. Hal ini disebabkan karena molekul udara di
bawah cerobong 2 dipanaskan dengan lilin. Pergerakan molekul ini menyebabkan
pertambahan volume gas atau pengurangan massa jenis gas di bawah cerobong 2.
Udara yang masa jenisnya berkurang tersebut kemudian bergerak ke atas cerobong
2. Ruang kosong yang ditinggalkannya kemudian ditempati oleh udara dengan massa
jenis lebih besar dari cerobong 2. Udara ini kemudian dipanaskan lagi, bergerak
ke atas cerobong 2, dan tempatnya digantikan oleh udara dingin dari cerobong 1,
dan begitu seterusnya seterusnya.
Diskusi
Konsep-konsep
penting yang berkaitan dengan prinsip kerja Tabung Konveksi, berdasarkan hasil
pengamatan yang diperoleh siswa melalui diskusi dengan panduan sebagai berikut:
1.
Apa
yang dapat menyebabkan terjadinya perpindahan kalor secara konveksi? Konveksi terjadi karena adanya perbedaan berat jenis (s)
karena pemanasan. Berat jenis merupakan perkalian antara massa jenis zat (p)
dengan percepatan gravitasi bumi (g). Sedangkan massa jenis merupakan hasil
bagi antara massa zat (m) dengan volume zat (V).
2.
Dari
hasil percobaan tabung konveksi tadi, apa yang menyebabkan asab dari cerobong 1
dapat keluar melalui cerobong 2? Ketika asap
dari cerobong 1 masuk ke dalam kotak konveksi. Asap dari cerobong 1 tadi
bergerak ke bawah kemudian berputar-putar dalam kotak dan keluar ke cerobong 2.
Hal ini terjadi akibat perbedaan udara di bawah cerobong 1 dengan di bawah
cerobong 2. Molekul udara yang berada di bawah cerobong 2 bergerak lebih cepat
dibandingkan dengan molekul udara di bawah cerobong 1. Hal ini disebabkan
karena molekul udara di bawah cerobong 2 dipanaskan dengan lilin. Pergerakan
molekul ini menyebabkan pertambahan volume gas atau pengurangan massa jenis gas
di bawah cerobong 2. Udara yang masa jenisnya berkurang tersebut kemudian
bergerak ke atas cerobong 2. Ruang kosong yang ditinggalkannya kemudian
ditempati oleh udara dengan massa jenis lebih besar dari cerobong 2. Udara ini
kemudian dipanaskan lagi, bergerak ke atas cerobong 2, dan tempatnya digantikan
oleh udara dingin dari cerobong 1.
Konsep-konsep yang ingin ditanamkan
1.
Perpindahan
secara konveksi.
2.
Perpindahan
kalor pada zat gas.
Ketika
asap dari dupa didekatkan pada cerobong 1, asap tersebut akan masuk ke dalam
kotak konveksi. Asap tersebut akan ke bawah dan berputar putar didalam tabun,
kemudian keluar lewat cerobong 2 yang dibawah cerobong dua diletakkan lilin
yang menyala. Hal ini terjadi akibat perbedaan udara di bawah cerobong 1 dengan
di bawah cerobong 2.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar