LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM PENDIDIKAN SAINS

TOPIK

MENDIDIHKAN AIR DALAM MANGKUK KERTAS

Disusun Oleh:

1. Nur Rohmah Widayati (13304241040)

2. Nurul Endah Rahmawati (13304241074)

3. Yosi Titriasari Arrumadewi (13304244014)

Pendidikan Biologi I 2013

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2016

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pembelajaran inkuiri adalah suatu rangkaian kegiatan belajar yang melibatkan secara

maksimal seluruh kemampuan siswa untuk mencari dan menyelidiki secara sistematis,

kritis, logis, analitis, sehingga siswa dapat merumuskan sendiri penemuannya dengan

penuh percaya diri. Inquiry ditandai dengan adanya pencarian jawaban yang

mempersyaratkan siswa melakukan serangkaian kegiatan intelektual agar pengalaman

ataupun masalah dapat dipahami. Karena itu, inquiry menekankan pada adanya inisiatif

siswa untuk mengalami proses belajarnya sendiri. Pendekatan ini bertolak dari

pandangan bahwa siswa sebagai subjek belajar, yang mempunyai kemampuan dasar

untuk berkembang secara optimal sesuai dengan kemampuan yang dimilikinya. Proses

pembelajaran dipandang sebagai stimulus yang dapat menantang siswa untuk melakukan

kegiatan belajar (Wibowo, Yuni, dkk. 2011).

Oleh karena itu hal tersebut dapat mendorong siswa untuk dapat mengembangkan

kemampuan belajar siswa dalam hal keterampilan proses dan metode ilmiah.

Keterampilan proses sains merupakan keterampilan ilmiah yang melibatkan keterampilan

kognitif atau intelektual, manual dan sosial yang diperlukan untuk memperoleh dan

mengembangkan fakta, konsep dan prinsip IPA (Rustaman, 2005). Dengan demikian

berdasarkan penjelasan di atas, praktikum kali ini dilakukan untuk dapat menguasai

keterampilan proses dan metode ilmiah sehingga diharapkan dapat meningkatkan

kemampuan siswa dengan pembelajaran inquiry. Praktikum ini mengenai topik

mendidihkan air dalam mangkuk kertas yang dilakukan berdasarkan pembelajaran inkuiri

siswa untuk dapat mengembangkan kemampuan belajar siswa dalam hal keterampilan

proses dan metode ilmiah.

B. Tujuan

Menguasai keterampilan proses dan metode ilmiah

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Kalor

Kalor adalah energi yang dipindahkan akibat adanya perbedaan

temperatur. Sedangkan energi dalam (termis) adalah energi karena temperaturnya. Satuan

kalor adalah kalori dimana, 1 kalori adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan

temperatur 1 gr air dari 14,5 C menjadi 15,5 C (Giancoli, 2001).

Dalam sistem British, 1 Btu  (British Thermal Unit)  adalah kalor untuk menaikkan

temperatur 1 lb air dari 63 F menjadi 64 F.

                    1 kal = 4,186 J = 3,968 x 10-3 Btu

                    1 J = 0,2389 kal = 9,478 x 10-4 Btu

                    1 Btu = 1055 J = 252,0 kal

Suatu bahan biasanya mengalami perubahan temperatur bila terjadi perpindahan kalor

antara bahan dengan lingkungannya. Pada suatu situasi tertentu, aliran kalor ini tidak

merubah temperaturnya. Hal ini terjadi bila bahan mengalami perubahan fasa. Misalnya padat

menjadi cair (mencair), cair menjadi uap (mendidih) dan perubahan struktur kristal (zat

padat). Energi yang diperlukan disebut kalor transformasi (Halliday dan Resnick, 1991).

Perpindahan Kalor

Bila dua benda atau lebih terjadi kontak termal maka akan terjadi aliran kalor dari

benda yang bertemperatur lebih tinggi ke benda yang bertemperatur lebih rendah, hingga

tercapainya kesetimbangan termal (Giancoli, 2001).

Proses perpindahan panas ini berlangsung dalam 3 mekanisme, yaitu : konduksi,

konveksi dan radiasi.

1.    Konduksi

Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-

partikel zat tersebut. Berdasarkan daya hantar kalor, benda dibedakan menjadi dua, yaitu:

Konduktor

Konduktor adalah zat yang memiliki daya hantar kalor baik. Contoh : besi, baja,

tembaga, aluminium, dll

Isolator

Isolator adalah zat yang memiliki daya hantar kalor kurang baik. Contoh : kayu,

plastik, kertas, kaca, air, dll

Proses perpindahan kalor secara konduksi bila dilihat secara atomik merupakan

pertukaran energi kinetik antar molekul (atom), dimana partikel yang energinya rendah dapat

meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi (Tipler, 1998).

Sebelum dipanaskan atom dan elektron dari logam bergetar pada posisi setimbang.

Pada ujung logam mulai dipanaskan, pada bagian ini atom dan elektron bergetar dengan

amplitudi yang makin membesar. Selanjutnya bertumbukan dengan atom dan elektron

disekitarnya dan memindahkan sebagian energinya. Kejadian ini berlanjut hingga pada atom

dan elektron di ujung logam yang satunya. Konduksi terjadi melalui getaran dan gerakan

elektron bebas (Tipler, 1998).

2.      Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel

zat tersebut. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis zat. Peristiwa konveksi, antara

lain:

Pada zat cair karena perbedaan massa jenis zat, misal sistem pemanasan air, sistem

aliran air panas.

Pada zat gas karena perbedaan tekanan udara, misal terjadinya angin darat dan angin

laut, sistem ventilasi udara, untuk mendapatkan udara yang lebih dingin dalam

ruangan dipasang AC atau kipas angin, dan cerobong asap pabrik.

Air yang menyentuh bagian bawah gelas kimia tersebut dipanasi dengan cara

konduksi. Akibat air menerima kalor, maka air akan memuai dan menjadi kurang rapat. Air

yang lebih rapat pada bagian atas itu turun mendorong air panas menuju ke atas. Gerakan ini

menimbulkan arus kon-veksi. Pada bagian zat cair yang dipanaskan akan memiliki massa 

jenis menurun sehingga mengalir naik ke atas. Pada bagian tepi zat cair yang

dipanaskan. Pada bagian tengah zat cair yang dipanaskan (Halliday dan Resnick, 1991).

Apabila kalor berpindah dengan cara gerakan partikel yang telah dipanaskan

dikatakan perpindahan kalor secara konveksi. Bila perpindahannya dikarenakan perbedaan

kerapatan disebut konveksi alami (natural convection) dan bila didorong, misal dengan fan

atau pompa disebut konveksi paksa (forced convection) (Halliday dan Resnick, 1991)..

Besarnya konveksi tergantung pada :

a. Luas permukaan benda yang bersinggungan dengan fluida (A).

b. Perbedaan suhu antara permukaan benda dengan fluida (DT).

c. koefisien konveksi (h), yang tergantung pada :

Viscositas fluida

Kecepatan fluida

Perbedaan temperatur antara permukaan dan fluida

Kapasitas panas fluida

Rapat massa fluida

Bentuk permukaan kontak

        Konveksi :                   H = h x A x DT

3.      Radiasi

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara. Pada proses radiasi,

energi termis diubah menjadi energi radiasi. Energi ini termuat dalam gelombang

elektromagnetik, khususnya daerah inframerah (700 nm - 100 mm). Saat gelombang

elektromagnetik tersebut berinteraksi dengan materi energi radiasi berubah menjadi energi

termal.

Untuk benda hitam, radiasi termal yang dipancarkan per satuan waktu per satuan luas 

pada temperatur T kelvin adalah :

                                E = es T4.    

dimana s : konstanta Boltzmann : 5,67 x 10-8 W/ m2 K4.

             e : emitansi (0 £ e £ 1)

(Tipler, 1998)

B. Sifat- Sifat Kertas

Selulosa menyerap air maka kertas juga menyerap air kecuali perlakuan khusus

diberikan untuk meminimalkan daya serapnya. Selulosa berwana putih maka kertas juga

bewarna putih, kecuali kertas tersebut mengandung lignin atau diberi warna. Selulosa adalah

higroskopik ; sehingga kertas juga higroskopik dengan kadar airnya akan berubah menurut

kelembaban relatif sekitar (Cassey, 1981). Serat selulosa mengembang atau menyusut dengan

perubahan kadar air yang dikandungnya karena itu kertas juga mengembang dan menyusut

dengan perubahan lembaban relatif. Serat selulosa berupaya untuk membentuk ikatan-H;

karton pula akan terbentuk dengan adanya ikatan-H antara serat tanpa penambahan aditif.

(Cassey, 1981). Serat selulosa mempunyai kekuatan yang tinggi sehingga karton yang

dihasilkan juga kuat. Serat selulosa adalah fleksibel maka kertas juga adalah fleksibel.

Selulosa dapat dibakar maka kertas juga dapat dibakar (Cassey, 1981).

BAB III

METODE KEGIATAN

A. Bentuk Kegiatan

Dalam praktikum ini yang dilakukan oleh praktikan adalah observasi kegiatan

mendidihkan air dalam mangkuk kertas

B. Alat dan Bahan

a. Kertas padalarang f. Termometer

b. Lem kertas g. Kawat kasa

c. Penggaris h. Kaki tiga

d. Gunting i. Pembakar spirtus

e. Statif

C. Cara Kerja

Membuat mangkuk kertas berbentuk kubus dengan ukuran sesuai dengan kesepakatan kelompok

Membuat tabulasi data untuk mencatat data percobaan

Menuliskan hipotesis kelompok mengenai percobaan tersebut beserta alasannya

Merangkai alat untuk percobaan seperti yang telah dicantumkan pada diktat petunjuk praktikum

Mengamati gejala-gejala yang muncul selama percobaan

Mencatat hasil pengamatan di tabel yang sudah dibuat (rancangan tabulasi kelompok)

Menyimpulkan hasil kegiatan percobaan tersebut

Menuliskan persoalan baru dan mencoba menyelesaikan persoalan tersebut

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data Hasil Pengamatan

No

.

Sebelum Api

dinyalakan

Saat Didihkan Setelah Air Habis

1. Suhu Air 280C Suhu Air 550C Kertas menjadi kering

2. Air menggenang

didalam mangkok kertas

Air merembes ke

kertas

Kertas terbakar

3. Semakin lama air

semakin berkurang

4. Air habis

B. PembahasanKegiatan mendidihkan air dalam mangkuk kertas bertujuan untuk mempelajari

ketrampilan proses dan metode ilmiah. Ketrampilan proses dan metode ilmiah yang

dimaksud yaitu ketrampilan untuk menyusun percobaan untuk membuktikan

kebenaran dari suatu hipotesis. Permasalahan yang ingin dibuktikan yaitu apakah air

akan mendidih sebelum mangkuk terbakar atau mankuk kertas akan terbakar lebih

dahulu.

Selain menyusun hipotesis, ketrampilan proses dan metode ilmiah yang

dipelajari yaitu menyusun percobaan, mengorganisir data dan menarik kesimpulan.

Kegiatan menyusun percobaan memicu siswa untuk berpikir kreatif bagaimana

menempatkan air dalam wadah kertas sehingga air tidak tumpah atau merembes

keluar. Selain itu, perakitan alat-alat percobaan sepenuhnya dilakukan sendiri

sehingga lebih memacu untuk berpikir logis dan kreatif. Hipotesis awal yang disusun

yaitu air akan mendidih sebelum kertas terbakar.

Data awal yang diperoleh sebelum percobaan dilakukan yaitu suhu air sebesar

28oC dan air menggenang pada wadah kertas. Air tersebut tidak merembes keluar.

Wadah yang diguankan dibentuk kubus tanpa tutup. Wadah kertas diletakkan pada

kaki tiga yang telah dialasi dengan kawat kassa sehingga lidah api tidak langsung

mengenai kertas.

Panas dari api merambat ke kaki tiga yang merupakan konduktor panas. Pada

peristiwa konduksi panas yang memiliki energi kinetik tinggi menumbuk atom pada

kaki tiga sehingga terjadi perpindahan panas. Sebelum dipanaskan, atom dan elektron

dari logam berada pada keadaan setimbang. Saat kaki tiga mulai mendapatkan panas

dari nyala bunsen, atom dan elektron saling bertumbukn sehingga memindahkan

sebagian energinya (Tripler. 1998). Bahan dasar kaki tiga merupakan konduktor panas

yang baik sehingga panas dari api dapat di hantarkan ke kertas. Sementara itu, kertas

bukan sepenuhnya bahan konduktor, namun masih dapat menerima panas yang

dihantarkan oleh kaki tiga. Panas tersebut yang kemudian menaikkan suhu air didalam

wadah kertas. Hal ini dibuktikan dengan kenaikan suhu air dari 280C menjadi 550C.

Selain adanya kenaikan suhu air, gejala lain yang diamati pada saat air

dipanaskan yaitu air merembes keluar wadah kertas. Kertas terbuat dari bahan

selulosa yang menyerap air. Oleh karena itu, air yang ada pada bagian dalam diserap

oleh selulosa sehingga air merembes keluar (Casey. 1981).

Peristiwa lain yang terjadi pada saat pemanasan air yaitu air perlahan lahan

berkurang hingga akhirnya mengering. Peristiwa mengeringnya air terjadi karena air

menguap pada saat dipanaskan. Panas hasil konduksi ditransfer ke molekul air.

Ketika panas ditambahkan ke badan air, energi kinetik molekul air meningkat

sehingga antar molekul air saling bertabrakan. Molekul air yang memiliki energi yang

lebih besar akan melepaskan diri dari molekul lain dan berubah bentuk menjadi

bentuk uap. Air dapat menguap sebelum mencapai titik didih atau sebelum mencapai

1000C

Pada saat air didalam wadah kertas telah sepenuhnya menguap hingga air

mongering, maka panas akan sepenuhnya diterima oleh kertas. Kertas bukanlah

konduktor sehingga saat panas diterima oleh kertas akan menyebabkan tekanan antar

molekul penyusun kertas saling bertubrukan dan kertas akan terbakar.

Dari percobaan tersebut hipotesis yang telah disusun tidak terbukti

kebenarannya sehingga perlu dilakukan percobaan ulang. Apabila hipotesis awal tidak

diterima maka perlu mempertimbangkan beberapa variabel yang mungkin dapat

meyebabkan kegagalan percobaan. Pada kasus ini beberapa variabel yang perlu

diperhatikan antara lain ketebalan kertas dan volume air. Apa yang akan terjadi

apabila ketebalan kertas ditambah dan volume air yang digunakan juga ditambahkan.

Adanya review dari langkah-langkah yang telah dilakukan dalam percobaan juga

merupakan suatu ketrampilan proses yang diperlukan dalam proses sains.

BAB V

PENUTUP

Kesimpulan

Ketrampilan proses dan metode ilmiah sangat diperlukan dalam merancang suatu

percobaan untuk mencari jawaban dari pertanyaan yang telah disusun ataupun untuk

membuktikan kebenaran hipotesis yang telah disusun. Apabila suatu hipotesis belum

terbukti kebenarannya maka perlu melihat ulang beberapa kesalahan maupun variabel

yang perlu diperbaiki. Apabila diperlukan bahkan menyusun hipotesis baru dan

melakukan percobaan ulang untuk mendapatkan kepastian jawaban dari pertanyaan.

Daftar Pustaka

Casey, J.P. 1981. Pulp and Paper: Chemistry and Chemical Technology, Vol I and III, 3 nd

ed. New York: Jhon Wiley 4 sons.

Giancoli. Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (terjemahan). Jakarta: Penerbit Erlangga

Halliday dan Resnick. 1991. Fisika Jilid I, Terjemahan. Jakarta: Penerbit Erlangga

Rustaman, dkk. 2005. Strategi belajar Mengajar Biologi. Bandung : UPI

Tipler. P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan). Jakarta: Penebit

Erlangga

Wibowo, Yuni, dkk. 2011. Petunjuk Praktikum Pendidikan Sains. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta.