Perubahan wujud dan kalor laten
IPA7-R3-15
Menjelaskan perubahan wujud dan mengapa energi dapat berpindah tanpa kenaikan suhu.
Bekal awal: Model partikel serta pengertian kalor.
Konteks bab
Gunakan lingkungan belajar, penggunaan alat, kebutuhan bersama, dan layanan masyarakat sebagai konteks bila relevan. Pengamatan nyata memerlukan izin; untuk materi kesehatan dan sejarah gunakan sumber serta model tanpa membuka data pribadi.
Bacaan dan kasus
unit-3 · Persoalan pembuka: Pembungkus mana memperlambat pendinginan?
Kasus bab
Kasus dan angka latihan merupakan simulasi/rekaan kecuali secara eksplisit ditandai fakta bersumber. Tugas nyata memerlukan izin dan sarana yang sesuai.
Alat: dua wadah sejenis stabil, dua pembungkus kering, termometer aman, jam, dan air hangat yang disiapkan guru. Samakan massa air dan suhu awal; ukur setelah selang sama. Data simulasi: masing-masing 0,2 kg air, awal 40 °C; setelah 10 menit A=36 °C dan B=38 °C. c air=4.200 J/(kg·°C). Tidak menggunakan api atau air mendidih.
Sebelum mempelajari bab, tulis penjelasan awal dan informasi yang menurutmu masih kurang. Simpan jawaban itu. Setelah membaca konsep dan mencoba latihan, kembali ke persoalan ini untuk memperbaiki alasanmu. Perubahan jawaban harus dapat dijelaskan dengan bukti, bukan sekadar menyalin pembahasan.
Fokus pemeriksaan. Apa yang sudah didukung informasi, apa yang belum diketahui, dan keputusan apa yang dapat dipertanggungjawabkan?
Enam arah perubahan
Padat menjadi cair disebut mencair; kebalikannya membeku. Cair menjadi gas disebut menguap; gas menjadi cair mengembun. Padat langsung menjadi gas menyublim, sedangkan gas langsung menjadi padat mengkristal atau deposisi. Mencair, menguap, dan menyublim menyerap kalor; membeku, mengembun, dan deposisi melepaskan kalor. Nama proses menyatakan perubahan wujud, bukan perubahan unsur.
Saat suhu tetap
Pada zat murni yang mengalami perubahan wujud pada tekanan tetap, energi dapat dipakai mengubah susunan dan interaksi partikel sehingga suhu tetap selama proses berlangsung. Kalor laten jenis L menghubungkan Q=mL. Untuk contoh es, gunakan kalor lebur pendekatan 334.000 J/kg. Rumus ini berlaku pada tahap peleburan di titik lebur; bila es mula-mula di bawah titik lebur, energi untuk menaikkan suhu harus dihitung terpisah.
Menguap dan mendidih
Penguapan dapat terjadi di permukaan cairan pada beragam suhu, sedangkan pendidihan terjadi di seluruh cairan ketika kondisi tekanan memungkinkan gelembung uap bertahan. Luas permukaan, aliran udara, dan suhu memengaruhi laju penguapan. Pakaian pada kegiatan harian pondok dapat mengering tanpa airnya mencapai 100 °C. Air pada sisi luar gelas dingin terutama berasal dari uap air udara yang mengembun, bukan air yang menembus gelas.
Telusuri contoh
Es 0,1 kg pada titik lebur mencair seluruhnya. L=334.000 J/kg.
- Gunakan Q=mL untuk tahap perubahan wujud.
- Q=0,1×334.000=33.400 J.
- Suhu tidak harus naik selama tahap peleburan ideal itu.
Tetesan muncul di luar gelas dingin yang tidak bocor.
- Udara di sekitar mengandung uap air.
- Permukaan dingin dapat membuat uap mengembun.
- Air luar gelas tidak membuktikan dinding kaca dapat dilalui air di dalamnya.
Menganggap semua energi masuk selalu menaikkan suhu atau menganggap penguapan hanya terjadi saat mendidih.
Latihan mandiri
1 Apa perubahan wujud dari gas menjadi cair?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi pengamatan, konsep yang digunakan, dan alasan kesimpulanmu.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Mengembun.
2 Mengapa menjemur kain tidak memerlukan suhu didih air?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi pengamatan, konsep yang digunakan, dan alasan kesimpulanmu.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Penguapan terjadi di permukaan pada suhu di bawah titik didih.
3 Apakah Q=mcΔT saja cukup untuk es yang sedang mencair pada titik lebur?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi pengamatan, konsep yang digunakan, dan alasan kesimpulanmu.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Tidak; tahap perubahan wujud memerlukan kalor laten Q=mL.
4 Dua kain sama basah, satu dibentangkan dan satu dilipat rapat. Apa dugaan teruji?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi pengamatan, konsep yang digunakan, dan alasan kesimpulanmu.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Kain dibentangkan mungkin lebih cepat kering karena permukaan terpapar lebih luas; samakan kondisi lain dan uji.
Perluas pemahamanmu
Gambarkan kurva pemanasan konseptual dari es menuju air. Bedakan segmen naik suhu dengan segmen perubahan wujud; grafik ini model, bukan hasil percobaan pondok.
Coba dengan umpan balik
Latihan otomatis membantu pemeriksaan; tuliskan alasan dan langkah untuk membuktikan pemahaman.
1 Membeku merupakan perubahan …
Petunjuk awal
Baca kembali konsep terkait. Periksa semua pilihan dan alasanmu sebelum menjawab.
Pembahasan · buka setelah mencoba
B. Cair ke padat. Pembekuan membentuk padatan dari cairan.
2 Saat zat murni melebur pada tekanan tetap, kalor dapat …
Petunjuk awal
Baca kembali konsep terkait. Periksa semua pilihan dan alasanmu sebelum menjawab.
Pembahasan · buka setelah mencoba
C. Mengubah wujud tanpa menaikkan suhu. Energi dipakai pada perubahan susunan/interaksi partikel.
3 Q untuk 0,2 kg es dengan L=334.000 J/kg adalah …
Petunjuk awal
Baca kembali konsep terkait. Periksa semua pilihan dan alasanmu sebelum menjawab.
Pembahasan · buka setelah mencoba
A. 66.800 J. 0,2×334.000=66.800 J.
Praktik dan refleksi
Amati pengeringan dua potong kain bersih kecil pada tempat yang diizinkan. Samakan ukuran dan air awal; tidak perlu pemanas. Pastikan tidak menghalangi kegiatan pondok.
Pendampingan pelajaran ini
Inkuiri terbimbing dan telaah bukti
Tujuan diperiksa melalui penjelasan, penerapan pada kasus, dan revisi; tidak cukup menandai halaman selesai.
Minta siswa menjelaskan bekal berikut dengan contoh sendiri: Model partikel serta pengertian kalor.
Gunakan kembali contoh pertama, pecah penalaran menjadi langkah lebih kecil, lalu berikan kasus setara dengan angka atau konteks berbeda. Catat bantuan.
Gambarkan kurva pemanasan konseptual dari es menuju air. Bedakan segmen naik suhu dengan segmen perubahan wujud; grafik ini model, bukan hasil percobaan pondok.
Tunjukkan tujuan melalui jawaban beralasan pada latihan 1, 2, 3, 4, lalu revisi satu jawaban berdasarkan bukti. Praktik hanya dinilai bila benar-benar dilaksanakan.
Penanda pribadi di perangkat ini; bukan nilai atau bukti penguasaan.