PEMAHAMAN DAN MISKONSEPSI SISWA KELAS XII IPA SMA …

i

PEMAHAMAN DAN MISKONSEPSI SISWA KELAS XII

IPA SMA PANGUDI LUHUR SEDAYU BANTUL

TENTANG HUKUM II TERMODINAMIKA

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh:Christina Titis Vidiarti

NIM : 031424005

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii


iii


iv

Motto dan Persembahan

Janganlah hendaknya kamu kuatir tentang apapun juga, tetapinyatakanlah dalam segala hal keinginanmu keada Allah dalamdoa dan permohonan dengan ucapan syukur.

(Filipi 4:6)

Kesulitan-kesulitan akan hilang jika dihadapi secara berani.(Isacc Asimov)

Jika saya percaya saya bisa melakukannya, saya pasti akanmendapatkan kapasitas untuk mengerjakannya kendatipunmungkin saya tidak punya kapasitas itu pada awalnya.

(Mahatma Ghandi)

Skripsi ini kupersembahan untuk:Yesus Kristus & Bunda Maria

Ayah - Ibu ku & kakak- adikkuBapak T Sarkim & Almamaterku


v


vi


vii

ABSTRAK

Christina Titis Vidiarti, Pemahaman dan Miskonsepsi Siswa Kelas XIIIPA SMA Pangudi Luhur Sedayu Bantul Tentang Hukum II Termodinamika.

Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika danIlmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, UniversitasSanata Dharma, Yogyakarta (2011).

Penelitian ini dilaksanakan pada siswa kelas XII IPA di SMA Pangudi LuhurSedayu. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui tingkat pemahaman partisipan,untuk mengetahui apakah terjadi miskonsepsi pada partisipan dalam memahamihukum II termodinamika, dan jika terjadi dalam hal apa saja miskonsepsi tersebut.

Penelitian ini termasuk dalam penelitian deskriptif kualitatif dan instrumenyang digunakan adalah tes tertulis dan wawancara. Tes tertulis digunakan untukmengetahui pemahaman partisipan. Kualitas soal-soal tes tertulis ditentukan dengan ujicoba soal dan validitas isi.

Wawancara digunakan untuk mengetahui apakah partisipan mengalamimiskonsepsi, jika terjadi dalam hal apa saja miskonsepsi tersebut. Wawancaradilakukan terhadap enam partisipan yang terdiri dari tiga partisipan yang memilikitingkat pemahaman tinggi dan tiga partisipan yang memiliki tingkat pemahamanrendah.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara keseluruhan pemahamanpartisipan tentang hukum II termodinamika masih kurang. Partisipan tidak memahamisiklus Carnot, prinsip kerja mesin panas dan mesin pendingin, proses reversibel danentropi. Partisipan juga beranggapan bahwa panas adalah energi yang dimiliki olehsuatu benda.


viii

ABSTRACT

Christina Titis Vidiarti, Understanding and Misconception StudentsGrade XII Science in Pangudi Luhur High School Sedayu Bantul about SecondLaw of Thermodynamics

Physics Education Study Program, Department of Mathematic andScience Education, Faculty of Teacher Training and Education, Sanata DharmaUniversity, Yogyakarta (2011)

This research was conducted at the students of the grade XII science of thePangudi Luhur High School in Sedayu. This research was aimed at developunderstanding about the students understanding and students misconception of thesecond law of thermodynamics.

This descriptive qualitative research used to probe misconceptions amoungparticipants. The written test was used to obtain information about participant’sunderstanding, and interviews were conducted with six participats who had differentunderstanding, there are consist of three participants who had high understanding andthree participants who had low understanding.

The result shows that as whole the understanding of participants about thesecond law of thermodynamics infavorable. The research also demonstrate thatparticipants didn’t understand about principle of heat engine and refrigerator,reversible processes, Carnot cycle and entropy. Participants also state that a bodycontains a certain among of heat.


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Yesus Kristus dan Bunda Maria atas berkat dan

kemurahan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang

berjudul “PEMAHAMAN DAN MISKONSEPSI SISWA KELAS XII IPA SMA

PANGUDI LUHUR SEDAYU BANTUL TENTANG HUKUM II

TERMODINAMIKA”. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima

kasih kepada:

1. Bapak Drs. T.Sarkim, M.Ed, Ph.D, selaku dosen pembimbing yang telah

meluangkan waktu dan penuh dengan kesabaran membimbing serta membantu

menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Drs. Aufridus Atmadi, M.Si., selaku Kaprodi Pendidikan Fisika

3. Segenap dosen penguji yang telah banyak membantu.

4. Bapak Markus Padmonegoro, selaku kepala sekolah SMA Pangudi Luhur

Sedayu Bantul.

5. Bapak Purwonggo, S.Pd, guru mata pelajaran fisika SMA Pangudi Luhur

Sedayu Bantul.

6. Teman-teman kelas XII IPA SMA Pangudi Luhur Sedayu, yang telah

berpartisipasi.

7. Teman-teman kelas XII IPA2 SMA Negeri 1 Kalibawang, yang telah

berpartisipasi.


x

8. Ayah dan ibuku tercinta, yang telah dengan sabar memberi semangat, selalu

menantiku untuk menyelesaikan skripsi dan terima kasih atas segalanya.

9. Kakakku Fransisca Maria Venlya Oktasari, terima kasih atas doa dan

dukungannya.

10. Adikku Benedictus Visijanuaryadi, be a wise and a good man.

11. Tony Haryanto, terima kasih atas perhatian dan bantuannya selama ini.

12. Mas Yono dan Frater Fery, terimaksih atas doa dan dukungannya.

13. Mas Wahyu dan Mas Rudi Haryanto, yang selalu memberikan semangaat.

14. Segenap dosen-dosen Pendidikan Fisika, yang telah mengubah pandanganku

tentang fisika.

15. Staf Sekretariat JPMIPA.

16. Malaikat pelindungku, yang selalu menjagaku.

Semoga hasil penelitian ini dapat memberikan sumbangan dan manfaat bagi

perkembangan pendidikan dan ilmu engetahuan. Penulis menyadari skripsi inijauh

dari kesemurnaan, maka kritik dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini sangat

diharapkan dan diterima penulis dengan senag hati.

Penulis


xi

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL .................................................................................................................... i

PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................................................... ii

PENGESAHAN ...................................................................................................... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN........................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................................. v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................ vi

ABSTRAK .............................................................................................................. vii

ABSTRACT ............................................................................... ............................. viii

KATA PENGANTAR ............................................................................................ ix

DAFTAR ISI ......................................................................................... ................. xi

DAFTAR TABEL ................................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xvi

BAB I. PENDAHULUAN...................................................................................... 1

A. Latar Belakang ......................................................................................... 1

B. Landasan Teori ......................................................................................... 2

1. Konsep .................................................................................................. 2

2. Konsepsi ............................................................................................... 3

3. Pembentukan Konsep .......................................................................... 4


xii

4. Memahami Konsep .............................................................................. 5

5. Miskonsepsi .......................................................................................... 6

6. Cara Mendeteksi Salah Konsepsi ....................................................... 7

a. Peta Konsep .................................................................................. 7

b. Pilihan Ganda Disertai Alasannya ................................................ 7

c. Tes Esai Tertulis ............................................................................. 7

d. Wawancara Diagnosis ................................................................... 8

e. Diskusi Dalam Kelas...................................................................... 9

f. Praktikum Dengan Tanya Jawab..................................................... 9

7. Hukum II Termodinamika ................................................................... 10

a. Rumusan Hukum II Termodinamika ............................................. 10

b. Transfer Energi dalam Bentuk Kalor ............................................ 10

c. Arah Proses Termodinamik .......................................................... 11

1) Proses Reversibel ...................................................................... 12

2) Proses Ireversibel ...................................................................... 13

d. Siklus Carnot ................................................................................ . 14

e. Mesin Panas .................................................................................. 19

f. Mesin pendingin ............................................................................. 21

g. Entropi ............................................................................................ 24

1) Entropi dalam Proses Reversibel ................................................ 25

2) Entropi dalam Proses Ireversibel ................................................ 26

8. Hasil Penelitian Tentang Pemahaman Siswa Terhadap Hukum II

Termodinamika ..................................................................................... 27

C. Rumusan Masalah .................................................................................... 29


xiii

D. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 30

BAB II. METODOLOGI PENELITIAN .............................................................. 31

A. Jenis Penelitian ......................................................................................... 31

B. Waktu dan Tempat ................................................................................... 31

C. Partisipan ................................................................................................... 31

D. Metode Pengumpulan Data ................................................ .................... 32

1. Tes Tertulis ......................................................................................... 32

2. Wawancara ........................................................................................... 33

E. Instrumen Penelitian ................................................................................. 33

1. Tes Tertulis .......................................................................................... 33

2. Validitas Instrumen ............................................................................. 33

3. Wawancara .......................................................................................... 35

F. Desain Penelitian ...................................................................................... 36

G. Metode Analisis Data ............................................................................... 37

1. Analisis Tes Tertulis ........................................................................... 37

2. Analisis Hasil Wawancara ................................................................... 39

BAB III. DATA, ANALISIS, dan RANGKUMAN ............................................... 41

A. Data .......................................................................................................... 41

1. Hasil Tes Tertulis ................................................................................ 41

2. Tingkat Pemahaman Partisipan ........................................................... 44

3. Pemilihan Partisipan Untuk Wawancara ............................................. 46

B. Analisis Data ............................................................................................ 48

1. Pemahaman Partisipan Tentang Konsep Panas ................................... 48

2. Pemahaman Partisipan Tentang Siklus Carnot ................................... 53

a. Pemahaman Partisipan Tentang Prinsip Kerja Mesin Panas ............ 53

b. Pemahaman Partisipan Tentang Mesin Pendingin .......................... 60

3. Pemahaman Partisipan Tentang Proses Reversibel ............................ 65

4. Pemahaman Partisipan Tentang Entropi .............................................. 67


xiv

C. Rangkuman Pemahaman Partisipan .......................................................... 72

1. Pemahaman Partisipan Tentang Konsep Panas .................................. 72

2. Pemahaman Partisipan Tentang Siklus Carnot .................................... 73

3. Pemahaman Partisipan Tentang Proses Reversibel ............................ 74

4. Pemahaman Partisipan Tentang Entropi ............................................. 74

D. Keterbatasan Penelitian ............................................................................. 75

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 76

A. Kesimpulan .............................................................................................. 76

B. Saran .......................................................................................................... 76

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 78

LAMPIRAN .......................................................................................................... 79


xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kegiatan dalam penelitian ........................................................................ 36

Tabel 2. Contoh perhitungan jumlah skor ............................................................. 37

Tabel 3. Tingkat pemahaman partisipan .............................................................. 39

Tabel 4. Skor, jumlah bobot skor dan persentase jumlah bobot skor ................... 42

Tabel 5. Nilai akhir partisipan .............................................................................. 43

Tabel 6. Klasifikasi tingkat pemahaman partisipan .............................................. 44

Tabel 7. Kriteria tingkat pemahaman partisipan..................................................... 45

Tabel 8. Tingkat pemahaman partisipan dari hasil tes tertulis ............................... 45


xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Peta konsep hukum II termodinamika ............................................... 79

Lampiran 2. Daftar partisipan ................................................................................. 80

Lampiran 3. Soal tes tertulis ................................................................................... 81

Lampiran 4. Jawaban Soal ..................................................................................... 88

Lampiran 5. Kriteria penskoran pada masing-masing soal ..................................... 93

Lampiran 6. Rangkuman jawaban partisipan ........................................................ 94

Lampiran 7. Transkrip Wawancara ........................................................................ 103

Surat Ijin Penelitian


1

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam pembelajaran fisika, pemahaman terhadap konsep merupakan salah

satu hal yang penting. Tanpa mengetahui konsep, semua pembelajaran akan menjadi

pembelajaran hafalan dan bukan lagi pembelajaran bermakna. Banyak pelajar tidak

memahami konsep fisika karena mereka menghafal sesuatu konsep dengan tidak

memahami apa yang mereka hafal . Mereka menghafal konsep dari buku teks secara

langsung dan tidak dapat menggunakan kata–kata sendiri untuk menjelaskan konsep

tersebut .

Miskonsepsi pada siswa yang muncul secara terus menerus dapat

mengganggu pembentukan konsep ilmiah. Miskonsepsi pada siswa disebabkan oleh

prakonsepsi awal, kemampuan, tahap perkembangan, minat, cara berfikir, dan teman

lain (Suparno,2005). Pembelajaran yang tidak memperhatikan miskonsepsi

menyebabkan kesulitan belajar dan akhirnya prestasi belajar siswa rendah. Pandangan

tradisional yang menganggap bahwa pengetahuan dapat dipindahkan secara utuh dari

pikiran guru ke pikiran siswa perlu digeser menuju pandangan konstruktivisme yang

berasumsi bahwa pengetahuan dibangun dalam diri siswa ( Howe,1996:45 ).

Tidak jarang bahwa konsep yang dimiliki siswa, meskipun tidak sesuai

dengan konsep ilmiah, dapat bertahan lama dan sulit diperbaiki atau diubah selama

dalam pendidikan formal. Misalnya siswa berpendapat bahwa bila suhu mendidih air


2

2

adalah 100 0C, maka setelah itu suhunya tidak pernah naik lagi bila dipanaskan.

Mereka belum mengerti bahwa uap air bila dipanaskan terus dapat mencapai suhu

lebih tinggi dari 100 0C (Suparno,2005:2).

Salah satu penelitian tentang hukum II termodinamika pernah dilakukan oleh

Sofia Kesidou dan Reindres Duit pada tahun 1993. Penelitian tersebut dirancang

dengan menggunakan demonstrasi-demonstrasi dan pertanyaan-pertanyaan.

Demonstrasi-demonstrasi dan pertanyaan-pertanyaan yang ada dalam penelitian

tersebut digunakan untuk membantu partisipan dalam memahami konsep tentang

hukum II termodinamika. Dalam penelitian tersebut diketahui ada banyak

permasalahan yang dialami partisipan dalam memahami konsep-konsep yang

berkaitan dengan hukum II termodinamika. Antara lain, banyak partisipan yang tidak

memahami konsep panas dan temperatur, partisipan juga tidak memahami proses

reversibel dan ireversibel (Kesidou & Duit, 1993, 85-86).

Sehubungan dengan hal yang telah diuraikan di atas, penulis tertarik untuk

melakukan penelitian tentang pemahaman dan salah konsepsi yang dialami oleh

partisipan terhadap hukum II termodinamika.

B. Landasan Teori

1. Konsep

Konsep adalah benda-benda, kejadian-kejadian, situasi-situasi, atau ciri-ciri

yang mempunyai ciri khas dan diwakili dalam suatu tanda atau simbol (Berg

V.D,1991). Misalnya, “meja” adalah sebuah benda yang mempunyai bentuk persegi


3

3

panjang, segitiga, dan bundar, dengan warna, bahan dan ukuran yang berbeda-beda,

serta dengan 1, 2, 3, 4 kaki atau banyak kaki. Di sini meja menunjukkan sebuah

konsep. Jadi konsep merupakan abstraksi ciri-ciri sesuatu yang mempermudah

komunikasi antara manusia dan memungkinkan manusia berfikir.

Vygotsky seperti yang dikutip oleh Suparno membedakan konsep menjadi dua

jenis konsep, yaitu konsep spontan dan konsep saintifik. Konsep spontan adalah

konsep yang dipunyai siswa karena pergaulannya setiap hari pada situasi tertentu

tanpa struktur yang sistematik. Sedangkan konsep saintifik didapat di bangku sekolah

secara sistematik struktural. Kedua konsep itu saling mempengaruhi. Dalam proses

pembelajaran konsep yang spontan perlahan-lahan diubah menjadi lebih saintifik, dan

yang saintifik nanti mempengaruhi konsep spontan seseorang menjadi lebih maju dan

lengkap. Dengan demikian konsep seseorang akan sesuatu terus berkembang

(Suparno, 1996). Dari banyak pengalaman tentang miskonsepsi di bidang fisika,

konsep spontan ini sering mengandung miskonsepsi. Hal ini dapat dimengerti karena

konsep itu memang belum disistematisasi dan juga diperoleh secara spontan dari

pengalaman-pengalaman sebelum mendapatkan pelajaran formal di sekolah.

2. Konsepsi

Konsepsi dapat didefinisikan sebagai tafsiran perorangan atau individu

terhadap suatu konsep (Berg V.D, 1991). Contohnya konsep bola, bola dapat

ditafisrkan oleh seorang anak sebagai suatu benda kecil, bulat dan menggelinding.


4

4

3. Pembentukan Konsep

Konsep-konsep dapat diperoleh dengan dua cara, yaitu formasi konsep

(concept formation) dan asimilasi (concept assimilation). Formasi konsep merupakan

bentuk perolehan konsep sebelum anak-anak masuk sekolah. Formasi konsep dapat

disamakan dengan belajar konsep-konsep konkret. Asimilasi konsep merupakan cara

utama untuk memperoleh konsep-konsep selama dan sesudah sekolah (Dahar R.W,

1989).

Banyak konsep yang kita peroleh dan berkembang semasa kecil, tetapi

konsep-konsep itu mengalami modifikasi atau perubahan yang disebabkan karena

pengalaman-pengalaman kita. Anak-anak memperoleh konsep-konsep seperti: meja,

kursi dan lain-lain, konsep semacam ini diperoleh melalui proses pembentukan

konsep. Pembentukan konsep merupakan suatu bentuk belajar penemuan (discovery

learning), paling sedikit dalam bentuk primitif yang melibatkan proses-proses

psikologi seperti analisis deskriminatif, abstraksi, diferensiasi, pembentukan

hipotesis, pengujian dan generalisasi (Dahar R.W, 1989).

Setelah masuk sekolah, anak-anak diharapkan belajar banyak konsep melalui

proses asimilasi konsep. Dalam proses asimilasi anak-anak diberi nama konsep dan

atribut dari konsep itu. Ini berarti bahwa mereka akan belajar arti konseptual baru

dengan memperoleh penyajian atribut-atribut kriteria dari konsep, kemudian mereka

akan menghubungkan atribut-atribut ini dengan gagasan-gagasan yang relevan yang

sudah ada dalam struktur kognitif mereka. Untuk memperoleh konsep-konsep melalui

proses asimilasi, orang yang belajar harus memperoleh definisi formal dari konsep-


5

5

konsep itu. Suatu definisi formal dari kata menunjukkan kesamaan-kesamaan dengan

konsep itu, dan membedakan konsep itu dari konsep-konsep lain (Dahar R.W, 1989).

4. Memahami Konsep

Guru fisika akan dapat menanamkan konsep fisika dengan benar bila mereka

sendiri memiliki konsep-konsep yang benar. Oleh karena itu pemahaman konsep

secara benar adalah hal yang sangat penting bagi guru. Seseorang dapat dikatakan

memahami suatu konsep apabila : 1) dapat mendefinisikan konsep yang

bersangkutan, 2) menjelaskan perbedaan antara konsep yang bersangkutan dengan

konsep-konsep yang lain, 3) menjelaskan hubungan-hubungan dengan konsep-konsep

yang lain, 4) menjelaskan arti konsep dalam kehidupan sehari-hari (Berg V.D, 1991).

Menurut Klausmeier (1977) seperti yang dikutip oleh Dahar (1989), tingkat

pemahaman konsep dibagi menjadi empat kriteria, yaitu : 1) tingkat konkret, 2)

tingkat identitas, 3) tingkat klasifikatori, 4) tingkat formal. Tingkat konkret dicapai

apabila telah mengenal suatu benda yang dihadapi sebelumnya. Tingkat identitas

dicapai apabila mengenal suatu objek sesudah sesuatu selang waktu, bila orang itu

mempunyai orientasi ruang yang berbeda terhadap objek itu, atau objek yang

ditentukan. Sebagai contoh mengenal suatu bola dengan cara menyentuh bola itu

bukan melihatnya. Tingkat klasifikatori telah dicapai apabila mengenal permasalahan

dari dua contoh yang berbeda dari kelas yang sama. Tingkat formal telah dicapai

apabila dapat menentukan atribut-atribut yang membatasi konsep.


6

6

5. Miskonsepsi

Miskonsepsi atau salah konsep adalah suatu konsep yang tidak sesuai dengan

pengertian ilmiah yang diterima para pakar dalam bidang itu (Suparno P, 2005).

Contohnya, seorang anak berpendapat bahwa pada saat seseorang mendorong mobil

dan mobil itu belum bergerak maka tidak ada gaya yang bekerja pada mobil tersebut.

Konsep tersebut salah karena meskipun mobil tidak bergerak, pada mobil tersebut

terjadi gaya yang diakibatkan oleh dorongan orang trsebut. Bentuk miskonsepsi dapat

berupa konsep awal, kesalahan, hubungaan yang tidak benar antar konsep-konsep,

gagasan intuitif atau pandangan naïf.

Menurut Clement (1987) seperti yang dikutip oleh Suparno (2005), jenis

miskonsepsi yang paling banyak terjadi adalah bukan pada pengertian yang salah

selama proses belajar mengajar, tetapi suatu konsep awal (prakonsepsi) yang dibawa

siswa ke kelas formal. Pengalaman siswa dengan konsep-konsep itu sebelum

pembelajaran formal di kelas sangat mewarnai miskonsepsi yang dipunyai. Hal ini

juga berarti, siswa sebenarnya sejak awal, bahkan sejak kecil sudah terus menerus

mengkonstruksi konsep-konsep lewat pengalaman hidup mereka.

Menurut Berg (1991) tidak semua pemahaman siswa itu salah meskipun

konsepsi siswa itu berbeda dengan konsepsi fisikawan. Jika konsepsi siswa itu sama

dengan konsepsi fisikawan yang disederhanakan, maka konsepsi siswa tersebut tidak

dapat dikatakan salah. Hanya konsepsi siswa yang bertentangan dengan konsepsi para

pakar fisika saja yang dikatakan sebagai miskonsepsi.


7

7

6. Cara Mendeteksi Salah Konsepsi

Ada beberapa cara yang digunakan peneliti untuk mendeteksi miskonsepsi

siswa, antara lain: wawancara, peta konsep, tes pilihan ganda dengan alasannya,

diskusi di kelas, dan praktikum dengan tanya jawab (Suparno P, 2005).

a. Peta Konsep

Peta konsep dapat digunakan peneliti untuk mendeteksi miskonsepsi siswa

dalam bidang fisika. Peta konsep mengungkapkan hubungan berarti antara konsep-

konsep dan menekankan gagasan pokok, yang disusun hirarkis, dengan jelas dapat

mengungkap miskonsepsi siswa yang digambarkan dalam peta konsep tersebut.

Miskonsepsi dapat diidentifikasi dengan melihat apakah hubungan antara konsep-

konsep itu benar atau tidak. Biasanya miskonsepsi dapat dilihat dalam proporsi yang

salah dan tidak ada hubungan yang lengkap antar konsep.

b. Pilihan Ganda Disertai Alasannya

Dalam pilihan ganda disertai alasannya siswa harus menulis alasannya

menjawab seperti itu. Dalam bagian alasan, siswa harus menulis mengapa bisa

memilih jawaban itu. Berdasarkan hasil jawaban yang tidak benar dalam pilihan

ganda ini, dapat dilakukan wawancara terhadap siswa. Tujuan dari wawancara ini

adalah untuk meneliti bagaimana cara berfikir siswa dan mengapa mereka bisa

berfikir seperti itu.

c. Tes Esai Tertulis

Tes esai yang memuat beberapa konsep fisika yang hendak diajarkan atau yang

sudah diajarkan seharusnya dapat dipersiapkan oleh guru. Dari hasil tes tersebut dapat


8

8

diketahui miskonsepsi yang dibawa oleh siswa dan dalam bidang apa. Setelah

ditemukan miskonsepsinya, beberapa siswa dapat diwawancarai untuk lebih

mendalami, mengapa mereka mempunyai gagasan seperti itu. Dari hasil wawancara

itulah akan terlihat dari mana miskonsepsi itu dibawa.

d. Wawancara Diagnosis

Wawancara berdasarkan konsep fisika dapat dilakukan untuk melihat

miskonsepsi yang dialami siswa. Guru memikirkan beberapa konsep fisika yang

diperkirakan sulit dimengerti oleh siswa atau beberapa konsep fisika yang pokok dari

bahan yang diajarkan. Kemudian siswa diajak untuk mengekspresikan gagasan

mereka mengenai konsep-konsep di atas. Dari sini dapat dimengerti miskonsepsi

yang ada dan sekaligus ditanyakan dari mana mereka memperoleh konsep alternatif

tersebut.

Wawancara dapat berbentuk bebas dan terstruktur. Dalam wawancara bebas,

guru atau peneliti bebas bertanya kepada siswa dan siswa dapat dengan bebas

menjawab. Dalam wawancara ini pertanyaan ataupun urutannya tidak perlu

dipersiapkan. Sedangkan dalam wawancara terstruktur, pertanyaan sudah

dipersiapkan dan urutannya secara garis besar sudah disusun sehingga memudahkan

dalam praktiknya. Keuntungan wawancara terstruktur adalah peneliti dapat secara

sistematis bertanya pada siswa. Bagi peneliti yang belum biasa melakukan

wawancara sebaiknya mempersiapkan pertanyaan-pertanyaan terlebih dahulu. Hal itu

dilakukan untuk menghindari kemacetan-kemacetan dalam wawancara. Sebaiknya

dalam wawancara digunakan perekam agar tidak kehilangan data yang diperlukan.


9

9

e. Diskusi Dalam Kelas

Dalam diskusi di kelas siswa diminta mengungkapkan gagasan mereka

tentang konsep yang sudah diajarkan atau hendak diajarkan. Dari diskusi di kelas itu

dapat dideteksi juga apakah gagasan mereka tepat atau tidak. Dari diskusi itu guru

atau seorang peneliti dapat mengerti miskonsepsi yang dimiliki siswa. Dalam diskusi

ini yang perlu diperhatikan adalah membantu agar setiap siswa berani bicara untuk

mengungkakan pikiran mereka tentang persoalan yang dibahas.

f. Praktikum Dengan Tanya Jawab

Praktikum yang disertai dengan tanya jawab antara guru dan siswa yang

melakukan praktikum dapat digunakan untuk mendeteksi apakah siswa mempunyai

miskonsepsi tentang konsep praktikum atau tidak. Selama praktikum, guru selalu

bertanya konsep siswa dan bagaimana siswa menjelaskan persoalan dalam praktikum

tersebut. Praktikum ini dapat diuraikan sebagi berikut :

1. Guru mengungkapkan persoalan yang ingin dilakukan dalam praktikum. Misalnya,

ingin mengetahui apa saja yang mempengaruhi pemuaian volume suatu benda.

2. Siswa diminta untuk membuat hipotesis atau dugaan lebih dulu beserta alasannya.

3. Siswa melakukan praktikum. Selama itu guru dapat mengajukan pertanyaan-

pertanyaan sehingga siswa semakin mengerti konsep pemuaian volume.

4. Siswa menyimpulkan hasilnya. Guru menanyakan apakah hasilnya sesuai dengan

hipotesis yang dipikirkan sebelumnya.

5. Dari seluruh proses di atas, guru dapat mengerti apakah siswa mengalami

miskonsepsi atau tidak, dan bagaimana miskonsepsi itu terjadi.


10

10

7. Hukum II Termodinamika

a. Rumusan Hukum II Termodinamika

Terdapat berbagai versi rumusan hukum II termodinamika. Namun, pada

umumnya hukum ini mengatur peristiwa mana yang dapat terjadi dan mana yang

tidak dapat terjadi. Rumusan hukum II termodinamika adalalah sebagai berikut :

1. Panas tidak mungkin mengalir secara spontan dari benda yang suhunya

rendah ke benda yang suhunya tinggi ( rumusan Clausius).

2. Tidak ada mesin yang yang dapat mengubah seluruh panas yang

diterimanya menjadi kerja. Atau dengan kata lain tidak ada mesin yang

mempunyai efisiensi 100 % ( rumusan Kelvin – Planck )

3. Semua proses yang terjadi secara spontan di alam ini cenderung membawa

alam ini semakin tidak teratur atau paling tidak sama dengan keadaan

semula. Atau dengan kata lain dalam setiap proses yang terjadi secara

alamiah, entropi alam semesta selalu bertambah.

b. Transfer Energi dalam Bentuk Kalor

Ketika dua benda yang temperaturnya berbeda diletakkan saling bersentuhan,

maka kalor akan mengalir secara spontan dari benda yang bertemperatur lebih tinggi

ke benda yang bertemperatur lebih rendah. Aliran kalor ini cenderung dalam arah

yang menyamakan temperatur. Jika kedua benda tersebut disentuhkan cukup lama

maka temperatur keduanya akan sama, keduanya dikatakan dalam kesetimbangan

termal dan tidak ada lagi kalor yang mengalir diantaranya. Jadi kalor adalah energi


11

11

yang ditransfer dari satu benda ke benda yang lainnya karena adanya perbedaan

temperatur. Kalor dapat dikenali pada saat terjadi perbedaan temperatur.

Pada abad ke-18 kalor digambarkan sebagai aliran fluida yang disebut kalori.

Pada abad ke-19 kalor dianggap sebagai energi yang setaraf dengan kerja. Gagasan

bahwa kalor setaraf dengan energi diutarakan oleh James Prescott Joule (1818 –

1889). Joule melakukan percobaan penting untuk membuktikan bahwa kalor itu

seperti kerja yang mempresentasikan transfer energi. Inilah salah satu percobaan yang

dilakukan oleh Joule :

Gambar Percobaan Joule pada tara kalor mekanik

Bila beban dilepas maka beban akan jatuh ke bawah. Beban yang jatuh ini akan

memutar pengaduk A sehingga berputar. Gesekan air dan pengaduk ini akan

menyebabkan temperatur air naik. Akibatnya kalorimeter menjadi panas. Beban jatuh

sejauh h, maka melakukan kerja sebesar ∆ Epotensial = mgh Joule. Selisih energi

potensial inilah yang dipakai untuk memanaskan air sebesar ∆ Q = mair . cair ∆ T

kalori. Secara kuantitatif, kerja 4,186 joule ekuivalen dengan 1 kalori.

c. Arah Proses Termodinamik

Setiap perubahan dalam koordinat termodinamika dari suatu sistem disebut

proses. Hukum II termodinamika menentukan suatu proses mungkin berlangsung atau

h

m

T

A

kalorimeter

beban


12

12

tidak. Dalam termodinamika terdapat 2 macam proses, yaitu proses reversibel dan

proses irreversibel.

1) Proses Reversibel

Suatu proses dalam sebuah sistem dapat mengalami proses reversibel apabila

sistem tersebut dan semua bagian dari sekelilingnya dapat dengan tepat kembali ke

keadaan awalnya setelah proses berlangsung. Sebuah sistem yang mengalami proses

reversibel selalu mendekati kesetimbangan termodinamik antara sistem itu dengan

lingkungannya.

Jika sebuah sistem benar–benar berada pada kesetimbangan termodinamik

maka tidak akan terjadi perubahan keadaan. Panas tidak akan mengalir ke dalam atau

ke luar sistem yang suhunya benar–benar sama dan sistem tersebut tidak akan

melakukan kerja terhadap lingkungannya.

Sebuah proses reversibel merupakan idealisasi yang tidak pernah benar–benar

terjadi pada dunia nyata. Akan tetapi, proses reversibel ini dapat dibayangkan. Proses

reversibel dapat terjadi dengan persyaratan yang sangat khusus, yaitu :

a) Selama proses tidak ada gesekan.

b) Jika terjadi perpindahan panas maka perpindahan ini hanya diakibatkan oleh

perubahan suhu sedikit demi sedikit.

c) Tidak terjadi percampuran.

d) Tidak terjadi pembakaran.


13

13

Berikut ini adalah contoh peristiwa reversibel:

a) Osilasi pendulum pada ruang hampa. Gerakan pendulum dapat dikatakan

mendekati proses reversibel karena gesekan pada titik pivot dapat dikurangi.

Pada batas di mana gesekan dihilangkan, keadaan pendulum maupun

sekelilingnya akan kembali seutuhnya di akhir setiap periode gesekan. Proses

ini disebut proses reversibel.

b) Jika dua benda yang berada pada temperatur yang berbeda maka benda

tersebut dapat berinteraksi secara termal. Jika perbedaan temperatur kedua

benda mendekati nol, maka perpindahan panas tersebut mendekati kondisi

reversibel.

2) Proses Ireversibel

Suatu proses dikatakan sebagai proses ireversibel jika sistem dan semua

bagian dari sekelilingnya tidak dapat kembali tepat kepada keadaan awalnya setelah

proses berlangsung. Proses termodinamik yang berlangsung secara alami merupakan

proses ireversibel. Proses tersebut adalah proses yang berlangsung secara spontan

pada satu arah, tetapi tidak pada arah sebaliknya.

Hal–hal yang bisa menyebabkan terjadinya proses ireversibel antara lain :

adanya gesekan, terjadi percampuran secara spontan unsur–unsur dengan komposisi

yang berbeda, reaksi kimia spontan, serta magnetisiasi. Aliran panas dari benda panas

ke benda dingin adalalah salah satu contoh proses ireversibel.


14

14

Proses ireversibel disebut juga proses nonkesetimbangan, karena sistem tidak

pernah berada pada kesetimbangan termodinamik pada keadaan awal hingga akhir

proses.

d. Siklus Carnot

Pada tahun 1824 Sadi Carnot (1796 – 1832) mengembangkan sebuah mesin

panas ideal yang memiliki efisiensi maksimum yang masih sesuai dengan hukum II

termodinamika. Siklus pada mesin ini disebut siklus Carnot.

Siklus Carnot terdiri dari dua proses isotrmal reversibel dan dua proses

adiabatik reversibel.

Gambar Siklus Carnot yang digambarkan pada diagram P-V untuk gas ideal

Langkah-langkah yang terjadi pada siklus Carnot adalah sebagai berikut :

Proses AB adalah proses ekspansi isotermal. Pada proses ini usaha yang dilakukan

gas adalah :

WAB = n R TA ln

A

B

V

V = n R T1 ln

A

B

V

V

P

V

T1

T2

B

A

D

C

Q1

Q2


15

15

Pada proses isotermal, suhu tidak berubah sehingga energi dalam dari sistem tidak

berubah (perubahan energi dalam ∆ U = 0). Panas yang diserap oleh sistem pada

proses ini adalah :

Q1 = WAB + ∆ U

Q1 = WAB

Q1 = n R T1 ln

A

B

V

V

Proses CD adalah proses kompresi isotermal. Pada proses ini usaha yang dilakukan

gas adalah :

WCD = n R TC ln

C

D

V

V= n R T2 ln

C

D

V

V

Panas yang diterima oleh sistem adalah sama dengan usaha yang dilakukan oleh gas.

Sebab pada proses isotermal ∆ U = 0, maka :

Qterima = WCD + ∆ U

Qterima = n R T2 ln

C

D

V

V

Pada proses ini Qterima akan bernilai negatif karena usahanya negatif, volume gas

berkurang. Jika Q2 didefinisikan sebagai panas yang dibuang, maka :

Q2 = Qterima

Q2 = - n R T2 ln

C

D

V

V


16

16

Q2 = n R T2 ln

D

C

V

V

Perbandingan antara Q2 dan Q1 adalah :

1

2

Q

Q =

A

B

D

C

V

VnRT

V

VnRT

ln

ln

1

2

=1

2

T

T

A

B

D

C

V

V

V

V

ln

ln

Proses BC adalah proses ekspansi adiabatik. Pada proses ini tidak ada panas yang

diserap maupun keluar sistem. Selama proses suhu gas turun dari T1 ke T2. Untuk

proses adiabatik berlaku :

PV = konstan

Karena PV = nRT, maka persamaan di atas menjadi :

PV V 1− = konstan

nRT V 1− = konstan

Karena n dan R juga bsarnya konstan, maka :

T V 1− = konstan

Atau dapat juga ditulis :

T1V11− = T2 V2

1−

Pada proses BC :

TBVB1− = TC VC

1−

2

1

T

T =

C

B

T

T =

1−

B

C

V

V


17

17

ln

2

1

T

T = ( -1 ) ln

B

C

V

V

ln

B

C

V

V =

1

1

− ln

2

1

T

T ........... ( 1 )

Proses DA adalah proses kompresi adiabatik. Dalam proses ini tidak ada panas yang

diserap maupun yang keluar sistem. Selama proses suru gas naik dari T2 ke T1

TA1−

AV = TD1−

DV

2

1

T

T =

D

A

T

T =

1−

A

D

V

V

2

1lnT

T = ( -1 )

A

D

V

Vln

A

D

V

Vln =

1

1

−

2

1lnT

T .......... ( 2 )

Dari perbandingan antara persamaan ( 1 ) dan ( 2 ) diperoleh :

C

D

B

C

V

V

V

V

ln

ln

=1

1

−

2

1lnT

T :

1

1

−

2

1lnT

T

A

D

B

C

V

V

V

V

ln

ln

= 1

ln

B

C

V

V =

A

D

V

Vln


18

18

lnVC – ln VB = ln VD – ln VA

ln VB - ln VA = lnVC - ln VD

ln

A

B

V

V = ln

D

C

V

V

D

C

A

B

V

V

V

V

ln

ln

= 1

Dengan demikian perbandingan antara1

2

Q

Q adalah :

1

2

Q

Q =

1

2

T

T

A

B

D

C

V

V

V

V

ln

ln

=1

2

T

T . 1

1

2

Q

Q =

1

2

T

T

Persamaan tersebut menyatakan bahwa perbandingan panas yang dibuang dan panas

yang diserap dalam siklus Carnot sebanding dengan suhu reservoir dingin dan suhu

reservoir panas.

Maka efisiensi mesin Carnot adalah :

ecarnot = 1 -1

2

T

T


19

19

Hal ini menunjukkan bahwa ecarnot bergantung hanya pada suhu kedua reservoir.

Efisiensi akan besar jika perbedaan suhu besar dan akan sangat kecil jika kedua suhu

hampir setara.

e. Mesin Panas

Mesin panas adalah mesin yang dapat mengubah panas menjadi kerja atau

energi. Secara umum pada mesin panas terdapat 3 proses penting, antara lain :

a. Proses penyerapan panas dari sumber panas yang disebut tendon panas

(reservoir panas).

b. Kerja yang dilakukan oleh mesin.

c. Proses pembuangan panas pada tempat yang bersuhu rendah yang disebut

tendon dingin (reservoir dingin).

Perubahan energi dalam sebuah mesin panas dapat digambarkan dengan diagram

aliran energi berikut ini:

Gambar Skema diagram aliran energi pada mesin panas

T1 dan T 2 digunakan sebagai simbol suhu. T1 adalah suhu pada reservoir

panas dan T2 adalah suhu pada reservoir dingin. Sedangkan Q1 dan Q2 digunakan

sebagai simbol panas. Q1 adalah jumlah panas yang diberikan pada mesin oleh

T1

T2

mesin

Q1

Q2

W= Q1 - Q2


20

20

reservoir panas dan Q2 adalah jumlah panas yang meninggalkan sistem ( mesin ). W

digunakan sebagai simbol kerja mekanik.

Ketika sebuah mesin mengilang siklus yang sama berkali–kali, Q1 dan Q2

menggambarkan jumlah panas yang diserap dan dibuang mesin selama satu siklus. Q1

bernilai positif karena melambangkan panas yang ditambahkan atau masuk ke dalam

sistem. Sedangkan Q2 bernilai negatif karena melambangkan panas yang

meninggalkan sistem. Maka panas total yang ( Q ) yang diserap persiklus adalah :

∆ Q = Q1 + Q2

∆ Q = Q1 + ( -Q2 )

∆ Q = Q1 – Q2 ........... (3)

Ketika sebuah sistem mengalami proses siklus, energi dalam awal dan akhir adalah

sama. Berdasarkan Hukum I Termodinamika :

∆ U = ∆ Q – ∆ W

0 = ∆ Q – ∆ W

∆ Q = ∆ W ........... (4)

Jika persamaan ( 3 ) dan ( 4 ) disubstitusi, maka besarnya kerja yang dilakukan oleh

mesin ( sistem ) adalah :

∆ W = Q1 – Q2 ....... ( 5 )

Dalam mesin panas yang sesungguhnya kita tidak dapat mengubah panas Q1

seluruhnya menjadi kerja ∆ W. Atau dengan katalain Q 1 = ∆ W dan Q2 = 0. Hal ini


21

21

tidak mungkin terjadi karena akan selalu ada jumlah panas yang terbuang. Q2 tidak

pernah nol.

Efisiensi mesin panas dilambangkan dengan e. Efisiensi mesin

merepresentasikan banyaknya ∆ Q1 (panas yang masuk ke dalam sistem) yang

diubah menjadi kerja. Dengan kata lain, e adalah apa yang diperoleh dibagi dengan

apa yang dikeluarkan. Hasilnya selalu lebih keci daripada satu. Sebagai hasil bagi,

maka e =1Q

W

∆∆

..... ( 6 )

Jika persamaan ( 5) dan ( 6 ) disubstitusi, maka efisiensi mesin panas adalah :

e =1

21

Q

QQ

∆∆−∆

= 1 -1

2

Q

Q

∆∆

Jadi jelas bahwa efisiensi = 1 hanya bila1

2

Q

Q

∆∆

= 0 atau ∆ Q2 = 0.

f. Mesin Pendingin

Prinsip kerja mesin pendingin merupakan kebalikan dari prinsip kerja mesin

panas. Di dalam mesin pendingin, kerja W dilakukan untuk mengambil panas dari

tempat yang dingin (di dalam mesin pendingin) dan melepas panas ke tempat yang

lebih hangat ( biasanya udara dalam ruangan di mana pendingin itu ditempatkan ).


22

22

Gambar Skema diagram aliran energi pada mesin pendingin

T1 dan T2 digunakan sebagai simbol suhu. T1 adalah suhu pada reservoir panas

dan T2 adalah suhu pada reservoir dingin. Sedangkan Q1 dan Q2 digunakan sebagai

simbol panas. W digunakan sebagai simbol kerja.

Ketika sebuah mesin mengulang siklus yang sama berkali–kali Q1 dan Q2

menggambarkan jumlah panas yang dibuang dan diserap oleh mesin selama satu

siklus. Q1 bernilai positif karena melambangkan panas yang meninggalkan sistem

(mesin ). Sedangkan Q2 bernilai positif karena melambangkan panas yang masuk ke

dalam sistem ( mesin ). Maka panas total Q per siklus adalah :

∆ Q = - Q1 + Q2

∆ Q = Q2 – Q1 ........ ( 7 )

Ketika sistm mengalami proses siklus, energi dalam awal dan akhir sama.

Berdasarkan Hukum I Termodinamika :

∆ U = ∆ Q – ∆ W

0 = ∆ Q – (- ∆ W)

0 = ∆ Q + ∆ W

- ∆ Q = ∆ W .......... ( 8 )

T1

T2

mesin

Q1

Q2

W= Q1 - Q2


23

23

Jika persamaan ( 7 ) dan ( 8 ) disubstitusi, maka besarnya kerja yang dilakukan oleh

mesin ( sistem ) adalah :

∆ W = - ∆ Q

∆ W = - ( Q2 – Q1 )

∆ W = Q1 – Q2 ......... ( 9 )

Perbandingan banyaknya panas yang diambil dari suhu rendah ( Q2 ) dengan kerja

yang dilakukan untuk melepas panas ke temperatur tinggi disebut koefisien

performansi ( Cp ). Jika dirumuskan :

Cp =W

Q

∆∆ 2 ....... ( 10 )

Jika persamaan ( 9 ) dan ( 10 ) disubstitusi, maka koefisien performansi mesin

pendingin adalah :

Cp =21

2

QQ

Q

−Untuk lemari es yang ideal, persamaan koefisien performansinya adalah :

Cp =21

2

TT

T

−

Pendingin dengan koefisien performansi ( Cp ) yang tinggi adalah pendingin yang

baik. Karena pendingin tersebut memindahkan panas dengan usaha yang lebih kecil.


24

24

g. Entropi

Untuk membedakan derajad ketidakteraturan dari suatu keadaan dengan

keadaan lain perlu ada suatu pengukur. Para fisikawan memperkenalkan istilah

entropi sebagai ukuran ketidakteraturan. Ada beberapa hal yang berhubungan dengan

entropi :

Entropi sebagai petunjuk alur waktu

a) Ketika film diputar kita dapat mengatakan film tersebut diputar mundur atau

diputar maju ( seperti biasa ). Misalnya kita melihat kejadian aneh, seperti

secangkir kopi yang pecah di lantai kemudian tersusun kembali di atas meja.

Kita dapat mengatakan bahwa cuplikan film itu diputar terbalik karena entropi

(derajad ketidakteraturan) alur peristiwa itu makin lama makin kecil.

Peristiwa normal hanya terjadi jika entropinya makin lama makin besar. Jadi

dengan memperhatikan entropi suatu kejadian kita dapat menentukan alur

suatu peristiwa.

b) Kemusnahan akibat panas.

Hukum II Termodinamika meramalkan bahwa suatu saat alam semesta akan

hancur oleh panas. Menurut hukum II termodinamika, alam semesta makin

lama makin tidak teratur. Panas akan mengalir dari daerah bersuhu tinggi ke

daerah bersuhu rendah sampai seluruh alam semesta mempunyai suhu yang

sama. Menurut Carnot, pada suhu yang sama tidak ada kerja. Selanjutnya

semua energi berubah menjadi energi panas. Dalam keadaan ini tidak akan


25

25

ada perubahan. Inilah saat kehancuran dari alam semesta. Istilah untuk

keadaan ini adalah heat death.

1) Entropi dalam Proses Reversibel

Menurut Clausius, perubahan entropi (S) dari sistem ketika sejumlah panas

(Q) ditambahkan dengan proses reversibel pada temperatur konstan dinyatakan

sebagai berikut :T

QS

∆=∆ .

Hasil bagiT

Q∆ berkaitan dengan naiknya ketidakteraturan. T adalah temperatur

Kelvin.

Jika jumlah panas total ditambahkan selama proses isotermal reversibel pada

temperatur konstan T , maka perubahan entropi total adalah :

S∆ = ∫ T

dQ

S∆ = ∫ dQT

1

S∆ =T

Q

Dalam proses adiabatik reversibel, perubahan entropi total adalah

S∆ = ∫ T

dQ = 0

Dalam proses adiabatik tidak ada panas yang masuk atau meninggalkan sistem.

Semua proses adiabatik reversibel adalah proses entropi konstan. Maka dari itu proses

adiabatik reversibel disebut juga proses isentropik.


26

26

2) Entropi dalam Proses Ireversibel

Semua proses ireversibel menghasilakn kenaikan entropi. Dalam proses

ireversibel dapat digunakan rumus reversibel dengan syarat keadaan awal dan akhir

proses itu sama. Berikut ini cara mencari perubahan entropi pada proses ireversibel.

Bila T1 berubah menjadi T2 maka dibuat keadaan T (reversibel) yang

menghubungkan dengan A (T1) dan A (T2), lalu dihitung satu persatu sebagai berikut

:

A B A B

Keadaan mula – mula keadaan akhir, T sama

Jika dalam tekanan tetap, maka dQ = Cp . dTP

S∆ = ∫2

1

T

T

PP T

dTC

Kemudian masing –masing dicari perubahan entropinya.

Perubahan entropi pada A, AS∆ =T

dTC

T

T

P .1

∫ = CP ln1T

T

Perubahan entropi pada B, BS∆ =T

dTC

T

T

P .2

∫ = CP lnT

T2

Jadi perubahan entropi secara keseluruhan adalah :

totalS∆ = AS∆ + BS∆

T1 T2 T


27

27

8. Hasil Penelitian Tentang Pemahaman Siswa Terhadap Hukum II

Termodinamika

Penelitian tentang Hukum II Termodinamika pernah dilakukan Sofia Kesidou

dan Reinders Duit di Jerman pada tahun 1993. Tujuan penelitian ini adalah untuk

mengetahui pemahaman siswa tentang hukum II termodinamika. Penelitian ini

melibatkan 34 siswa kelas X yang berusia 15 – 16 tahun yang terdiri dari 19 siswa

laki-laki dan 15 siswa perempuan. Siswa-siswa tersebut dipilih secara random dari 7

sekolah yang berbeda, tujuannya supaya tidak pengaruh dari sekolah. Penelitian ini

dilakukan dengan memberikan soal-soal yang berhubungan dengan Hukum II

Termodinamika. Soal - soal tersebuat antara lain :

a.

Potongan - potongan logam panas yang bertemperatur 800 C dimasukkan ke

dalam air yang bertemperatur 20 0C. Kemudian siswa diminta untuk memprediksi

apakah yang akan terjadi dengan temperatur akhir dari proses tersebut.

Dari penelian tersebut diperoleh hasil bahwa pemahaman partisipan tentang

panas masih sangat kurang. Pada dasarnya siswa mengalami kesulitan dalam

membedakan panas dan temperatur.

800C

100Cair

besi


28

28

Dari soal tersebut diketahui bahwa lebih dari 50% siswa menjawab bahwa kopi

panas dan ruangan yang bertemperatur sama memiliki jumlah panas yang sama.

c. Ada dua kotak yang sama, masing- masing diisi dengan alkohol dan air sama

banyak. Temperatur keduanya 20 0C. Keduanya dipanaskan dengan pembakar yang

sama. Setelah dua menit temperatur alkohol 30 0 C dan air mencapai temperatur 30 0

C setelah 4 menit. Di sini partisipan diminta untuk menjelaskan mengapa demikian.

Dari penelitian tersebut diketahui bahwa 15 siswa dari 34 siswa ( 44 % ) tidak

memahami bahwa air menerima panas lebih banyak daripada alkohol. Selain itu

beberapa siswa menganggap bahwa temperatur meningkat sebagai akibat dari energi

yang terkandung dalam alkohol dan air, bukan karena adanya panas.

d. “ Panas tidak pernah mengalir dari benda yang lebih dingin ke benda yang

lebih panas.” Siswa diminta untuk menjelaskan maksud kalimat tersebut dan diminta

untuk memberikan contoh yang mendukung pernyataan tersebut.

Air200C

Alkohol200C

b. Secangkir kopi panas diletakkan di atas meja, kemudian

didiamkan sampai beberapa menit. Kemudian partisipan

diminta untuk memprediksi apa yang akan terjadi dengan

kopi panas tersebut.


29

29

e. Sebuah pendulum tergantung pada benang. Pendulum

tersebut belum bergerak. Kemudian siswa diminta untuk

menjelaskan apakah mungkin pendulum tersebut bergerak

dengan sendirinya.

f. Pada soal ini siswa diminta untuk mengamati proses yang berlangsung di

sekitar mereka. Apakah proses tersebut berlangsung dalam satu arah saja ? Apakah

terdapat proses yang berlangsung secara maju dan mundur?

Kedua soal tersebut (e dan f) berhubungan dengan proses reversibel dan

ireversibel. Para siswa berpendapat bahwa pendulum tersebut dapat bergerak dengan

sendirinya. Mereka juga beranggapan bahwa peristiwa yang terjadi di sekitar mereka

terjadi dalam dua arah secara spontan. Hal ini menunjukkan bahwa pemahaman

mereka tentang proses reversibel dan ireversibel masih kurang.

C. Rumusan Masalah

Masalah yang akan diteliti dalam penelitian ini antara lain :

1. Bagaimana pemahaman partisipan tentang hukum II termodinamika?

2. Apakah terdapat miskonsepsi yang dialami partisipan dalam memahami hukum II

termodinamika ? Apabila terdapat miskonsepsi, miskonsepsi – miskonsepsi apa saja

yang terungkap.


30

30

D. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan di atas, maka tujuan dari

penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui sejauh mana tingkat pemahaman partisipan terhadap hukum II

termodinamika.

2. Untuk mengetahui miskonsepsi – miskonsepsi yang dialami partisipan dalam

memahami hukum II termodinamika.


31

31

BAB II

METODOLOGI PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai, penelitian ini termasuk dalam

penelitian deskriptif kualitatif. Termasuk dalam penelitaian deskriptif kualitatif

karena peneliti ingin mengetahui pemahaman pertisipan tentang hukum II

termodinamika. Penelitian ini dilakukan dengan cara mengujikan soal – soal yang

berhubungan dengan konsep hukum II termodinamika. Dari hasil analisis soal yang

diujikan akan diketahui tingkat pemahaman partisipan. Untuk mengetahui adanya

miskonsepsi atau salah konsep akan dilakukan wawancara pada beberapa partisipan.

Hasil penelitian ini bersifat individual dan tidak bisa digeneralisasikan pada

kelompok lain.

B. Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan di SMA Pangudi Luhur Sedayu pada tanggal 16

November 2007 dan wawancara dilakukan pada tanggal 4 – 11 Desember 2007

C. Partisipan

Partisipan penelitian yang dipilih siswa kelas XII IPA SMA Pangudi Luhur

Sedayu. Dalam penelitian ini dipilih siswa kelas XII IPA karena mereka telah

mempelajari materi hukum II termodinamika.


32

32

D. Metode Pengumpulan Data

Data dikumpulkan dengan 2 cara, yaitu :

1. Tes Tertulis

Tes tertulis yang digunakan dalam penelitian ini adalah tes uraian. Tes uraian

adalah pertanyaan yang menuntut partisipan menjawabnya dalam bentuk

menguraikan, menjelaskan, membandingkan, serta memberikan alasan dengan

menggunakan kata-kata dan bahasa sendiri (Sudjana. N, 1990). Dalam soal tes uraian

menuntut kemampuan partisipan dalam hal mengekspresikan gagasannya melalui

tulisan. Soal tes uraian yang digunakan mempunyai tujuan untuk :

a. Mengungkapkan pandangan partisipan terhadap suatu masalah.

b. Mengupas suatu persoalan yang kemungkinan jawabannya beraneka ragam.

c. Mengembangkan daya analisis partisipan dalam melihat suatu persoalan dari

berbagai segi.

Dalam penelitian ini soal tes uraian diberikan kepada partisipan untuk mengukur

tingkat pemahamannya terhadap hukum II termodinamika. Dari tes tersebut dapat

diketahui miskonsepsi yang dibawa partisipan dan dalam bidang apa saja. Setelah

ditemukan miskonsepsinya, beberapa partisipan dapat diwawancarai untuk lebih

mendalami mengapa mereka memiliki pemahaman seperti itu. Dari wawancara itulah

akan terlihat dari mana miskonsepsi itu dibawa.


33

33

2. Wawancara

Berdasarkan data yang diperoleh dari tes tertulis, kita dapat mengetahui

adanya miskonsepsi yang dialami partisipan dalam memahami hukum II

termodinamika. Wawancara digunakan untuk mengungkap permasalahan-

permasalahan dan digunakan untuk membuktikan adanya miskonsepsi yang dialami

oleh partisipan. Data yang diperoleh dari wawancara dapat digunakan untuk

mendukung data yang telah diperoleh dari tes essai.

E. Instrumen Penelitian

Dalam penelitian ini digunakan beberapa instrument, yaitu :

1. Tes Tertulis

Soal tes tertulis yang digunakan di dalam penelitian ini adalah 10 soal tes

uraian. Dalam penelitian ini, soal-soal tersebut disusun berdasarkan kisi-kisi materi

tentang hukum II termodinamika, antara lain arah aliran panas, prinsip dasar mesin

panas, prinsip dasar mesin pendingin, arah proses termodinamik (reversibel dan

ireversibel), dan entropi. Semua soal tersebut diharapkan dapat dikerjakan oleh

partisipan dalam waktu kurang dari 75 menit.

2. Validitas Instrumen

Validitas tes tertulis dicapai melalui uji coba soal tes tertulis. Uji coba soal tes

tertulis diberikan kepada siswa kelas XII IPA di sekolah yang berbeda dengan tempat

penelitian yang akan digunakan dalam penelitian. Uji coba soal tes ini digunakan

untuk mengetahui apakah partisipan memahami soal yang ada dan untuk


34

34

mendapatkan saran atau pun kritikan dari dosen pembimbing tentang soal-soal yang

digunakan.

Uji coba soal dilaksanakan pada tanggal 29 Oktober 2007 pada siswa kelas

XII IPA SMAN 1 Kalibawang Kulonprogo dengan jumlah partisipan 10 orang.

Setelah dilakukan uji coba jumlah soal tetap 10 soal, perubahan soal dilakukan pada

soal nomor 1 dan 8. Pada awalnya soal tersebut adalah sebagai berikut :

1.

Suatu logam panas yang bertemperatur 800C dimasukkan ke dalam air dingin yang

bertemperatur 100C. Bagaimana keadaan temperatur akhir campuran tersebut?

a.Temperatur logam tetap, sedangkan temperatur air bertambah.

b. Temperatur logam berkurang, sedangkan temperatur air tetap.

c. Temperatur logam sama dengan temperatur air.

Jelaskan alasanmu !

8. a. Gelas kaca yang jatuh ke lantai dan pecah berkeping – keping.

b. Es yang dikeluarkan dari lemari pendingin dan kemudian mencair.

c. Perkembangan individu dari satu sel menjadi orang dewasa.

d. Osilasi pendulum pada ruang hampa.

e. Tidak ada satu pun pernyataan yang benar.

Pada pernyataan di atas, manakah yang merupakan proses reversibel ?

Jika dengan demikian, apakah yang dimaksud dengan prose reversibel ?

800C

100Cair

besi


35

35

Perubahan soal setelah dilakukan uji coba adalah sebagai berikut :

1.

Suatu logam panas yang bertemperatur 800C dimasukkan ke dalam air dingin

yang bertemperatur 100C. Jelaskan apa yang akan terjadi pada temperatur besi

dan air setelah besi dimasukkan ke dalam air !

……………………………………………………………………………………

8. Apkah yang dimaksud dengan proses reversibel ?

………………………………………………………………………………………

Berilah contoh peristiwa reversibel !

………………………………………………………………………………………

3. Wawancara

Wawancara dilakukan pada 6 partisipan yang memiliki perbedaan tingkat

penguasaan. Keenam partisipan tersebut terdiri dari 3 orang partisipan yang memiliki

tingkat pemahaman paham dan 3 orang partisipan yang memiliki tingkat pemahaman

tidak paham. Wawancara ini dilakukan untuk mengetahui dan mengungkap

permasalahan-permasalahan serta untuk membuktikan adanya miskonsepsi yang

dialami oleh partisipan dalam memahami hukum II termodinamika.

800C

100Cair

besi


36

36

F. Desain Penelitian

Penelitian ini dimulai dengan memberikan tes tertulis pada partisipan. Tes

tertulis yang berupa tes uraian ini bertujuan untuk mengetahui pemahaman partisipan

dan kesulitan-kesulitan yang partisipan hadapi. Berdasarkan tes tertulis yang

diberikan, diharapkan partisipan menjawab pertanyaan sesuai dengan kemampuannya

tentang hukum II termodinamika. Kemudian peneliti mengolah jawaban yang

diberikan partisipan untuk memperoleh data yang diinginkan. Dari data yang

diperoleh, dapat diketahui tingkat pemahaman partisipan dalam memahami hukum II

termodinamika.

Untuk mengungkap permasalahan-permasalahan serta membuktikan adanya

miskonsepsi yang dialami partisipan akan dilakukan wawancara. Pemilihan partisipan

untuk diwawancara adalah dengan melihat analisis hasil tes uraian, yaitu 3 orang

partisipan yang memiliki tingkat pemahaman paham dan 3 orang partisipan yang

memiliki tingkat pemahaman tidak paham. Wawancara yang dilakukan peneliti

dengan partisipan dilaksanakan di luar jam sekolah. Berikut ini adalah kegiatan yang

dilakukan selama penelitian :

Tabel 1. Kegiatan dalam penelitian

Pertemuan Waktu Kegiatan

1 2 x 45 menit Perkenalan dan mengujikan soal tes

tertulis

2 6 x 45 menit Wawancara pada 6 partisipan


37

37

G. Metode Analisis Data

1. Analisis Tes Tertulis

Analisis tes tertulis dilakukan dengan cara memeriksa jawaban siswa seorang

demi seorang untuk semua soal, kemudian untuk masing-masing soal diberi skor

(Sudjana N, 1990). Dalam penelitian ini skoring yang digunakan adalah skor dengan

skala 0 – 4. Skor nilai paling bawah diekivalensikan dengan 1, skor nilai lebih tinggi

berikutnya diekivalensikan dengan 2, skor tinggi berikutnya diekivalensikan dengan 3

dan skor nilai tertinggi diekivalensikan dengan 4.

Kemudian digunakan sistem bobot dalam memberikan nilai terhadap jawaban

partisipan pada setiap nomornya. Bobot nilai yang digunakan adalah skala 1 – 10,

untuk soal kategori mudah diberi bobot dua, untuk soal kategori sedang diberi bobot

tiga, dan untuk soal kategori sulit diberi bobot lima sehingga jumlah bobotnya 10.

Soal-soal tes uraian yang digunakan sebanyak 10 soal dengan soal nomor 1, 2, 3

dikategorikan soal mudah, soal nomor 4, 5, 8, 9 dan 10 dikategorikan soal sedang dan

soal nomor 6 dan 7 termasuk soal sulit. Misalnya nilai yang diperoleh Ani adalah

sebagai berikut :

Tabel 2. Contoh perhitungan jumlah skor

Nomor Soal Skor yang diperoleh Bobot Soal Bobot Skor ( B.S )

1.

2.

3.

4.

5.

4

4

4

4

0

2

2

2

3

3

8

8

8

12

0


38

38

6.

7.

8.

9.

10.

4

1

3

4

2

5

5

3

3

3

20

5

9

12

6

Total skor 88

Sistem penilaian yang digunakan untuk mengevaluasi hasil belajar partisipan

adalah dengan menggunakan Percentages Correction, atau penilaian yang didasarkan

pada persentase. Besarnya nilai yang diperoleh siswa merupakan persentase dari skor

maksimal yang harusnya dicapai (Ngalim Purwanto, 1984). Rumusan nilainya adalah

S =N

R x SM

Dengan S = Nilai akhir yang dicapai

R = Total skor yang diperoleh partisipan

N = Skor maksimal

SM = Standard Mark ( besarnya skala penilaian yang dikehendaki, misalnya:

1 – 10 atau 1 – 100 )

Dari contoh tersebut kita dapat menghitung nilai yang diperoleh Ani dengan cara :

jumlah skor yang diperoleh / jumlah skor maksimal x Standard mark. Maka nilai

yang diperoleh adalah124

88 x 100 = 70,96 ≈ 71

Setelah itu kita masukkan persentase tingkat kebenaran yang dimiliki oleh

partisipan ke dalam criteria penilaian passing score 56 % (Masidjo, 1995). Kriteria ini


39

39

desebut persentil minimal karena passing score pada percentile 56 dianggap

merupakan batas penguasaan kompetensi minimal yang paling rendah. Untuk nilai–

nilai di atasnya dan di bawahnya ditulis sebagai berikut :

Tabel 3 . Tingkat Pemahaman partisipan

Tingkat penguasaan (%) Nilai Huruf Keterangan

81 – 100 A Sangat Paham

66 – 80 B Paham

56 – 65 C Cukup Paham

46 – 56 D Kurang Paham

< 46 E Tidak Paham

Dengan melihat kriteria nilai yang diperoleh partisipan seperti di atas kita akan

mengetahui tingkat pemahaman siswa dalam memahami hukum II termodinaika.

2. Analisis Hasil Wawancara

Untuk mengungkap permasalahan–permasalahan serta untuk membuktikan

adanya miskonsepsi yang dialami oleh partisipan dalam memahami hukum II

termodinamika akan dilakukan wawancara. Wawancara ini dilakukan pada 6 orang

partisipan, yaitu 3 orang partisipan yang memiliki tingkat pemahaman paham dan 3

orang partisipan yang memiliki tingkat pemahaman tidak paham

Wawancara dilaksanakan di luar jam pelajaran sekolah. Dalam kegiatan

wawancara antara peneliti dan partisipan direkam dengan menggunakan recorder

supaya tidak kehilangan data-data yang diperlukan. Data hasil rekaman kemudian


40

40

didengarkan dan dicatat pada kertas. Hasil wawancara kemudian dianalisis untuk

mengungkap permasalahan-permasalahan dan untuk membuktikan adanya

miskonsepsi yang dialami oleh partisipan. Dari hasil analisis wawancara akan

diketahui permasalahan-permasalahan serta miskonsepsi-miskonsepsi pada partisipan

dalam memahami hukum II termodinamika secara lebih mendalam.


41

41

BAB III

DATA, ANALISIAS, dan RANGKUMAN

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2007 di SMA Pangudi

Luhur Sedayu di kelas XII IPA yang berjumlah 18 orang, terdiri dari 14 siswa putri

dan 4 siswa putra. Namun pada saat penelitian berlangsung ada 2 siswa putri yang

tidak masuk. Maka seluruh subjek penelitian berjumlah 16 orang.

Penyajian bab ini diatur sebagai berikut : data hasil penelitian, analisis data

yang kemudian dirangkum.

A. Data

Data berisi hasil tes tertulis mengenai pemahaman partisipan tentang hukum II

termodinamika.

1. Hasil Tes Tertulis

Hasil tes tertulis setiap patisipan terdapat pada tabel 4 (tabel skor, jumlah

bobot skor, dan persentase jumlah bobot skor) halaman 42 dan tabel 5 (tabel nilai

akhir partisipan) halaman 43.

.


42

42

Tabel 4 : skor, jumlah bobot skor dan persentase jumlah bobot skor

Nomor Urut Siswa

No B 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Soal S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S S B.S1 2 4 8 3 6 4 8 3 6 3 6 4 8 4 8 4 8 4 8 4 8 3 6 4 8 3 62 2 4 8 4 8 4 8 4 8 3 6 4 8 4 8 4 8 3 6 4 8 4 8 3 6 3 63 2 4 8 1 2 4 8 2 4 2 4 4 8 4 8 3 6 3 6 3 6 3 6 3 6 3 64 3 4 12 0 0 4 12 1 3 4 12 4 12 1 3 4 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 05 3 0 0 0 0 2 6 0 0 0 0 4 12 4 12 1 3 2 8 2 6 2 6 0 0 0 06 5 4 20 1 5 2 10 0 0 1 5 2 10 1 5 1 5 1 5 2 10 0 0 0 0 0 07 5 1 5 0 0 1 5 0 0 1 5 2 10 0 0 1 5 1 5 1 5 0 0 0 0 0 08 3 3 9 3 9 3 9 3 9 3 9 3 9 3 9 3 9 3 9 3 9 3 9 3 9 3 99 3 4 12 4 12 2 6 0 0 0 0 0 0 4 2 4 12 2 6 3 9 3 9 0 0 4 12

10 3 2 6 2 6 0 0 2 6 0 0 2 6 2 6 2 6 0 0 2 6 2 6 0 0 0 088 48 72 36 47 83 71 74 51 67 50 29 39

Keterangan : B : Bobot soal S : Skor yang diperoleh siswa BS : Bobot skor (hasil kali bobot soal dengan skor yang diperoleh siswa)

∑BS Max : Jumlah bobot skor maksimum setiap nomor soal∑ B.S : Jumlah bobot skor setiap nomor soal%∑BS : Persentase jumlah bobot skor setiap nomor soal

Nomor Urut SiswaNo B 16 17 18 ∑BS ∑ %

Soal S BS S BS S BS Max B.S ∑BS1 2 4 8 4 8 4 8 128 118 922 2 4 8 4 8 3 6 128 118 923 2 3 6 4 8 3 6 128 98 774 3 4 12 4 12 1 3 192 93 485 3 4 12 0 0 0 0 192 60 316 5 3 15 3 15 0 0 320 105 337 5 0 0 2 10 0 0 320 50 168 3 3 9 3 9 3 9 192 144 759 3 2 6 3 9 2 6 192 111 57

10 3 2 6 2 6 2 6 192 66 3482 85 44


43

43

Tabel 5. Nilai akhir partisipan

No. Nama Total

Skor

S/NxSM Nilai

Akhir

Tingkat Pemahaman

2. Ani Yulita 88 70,9677 71 Paham

3. Brigita Tri Lindawati 48 38,7097 39 Tidak Paham

4. E. Paskalia K. P 72 58,0645 58 Cukup Paham

6. Fransiska Herstyani 36 29,0322 29 Tidak Paham

7. Maria Eki Nugraheni 47 37,9032 38 Tidak Paham

8. Onto Kisworo 83 66,9355 67 Paham

9. Paulina Dian Prihananti 71 57,2581 57 Cukup Paham

10. Puji Lestari 74 59,6774 60 Cukup Paham

11. Roberta Vivid Maharani 51 41,1290 41 Tidak Paham

12. Th. Sari Dewi Lestiani 67 54,0323 54 Kurang Paham

13. Veronika Ita Martiana 50 40,3226 40 Tidak Paham

14. Wahyu Wulandari 29 23,3871 23 Tidak Paham

15. Y. Aditya Galih K 39 31,4516 31 Tidak Paham

16. Yohanes Arditya Krisna 82 66,1290 66 Paham

17. Yosafat Samudra 85 68,5484 69 Paham

18. Clara Muktiyan Hadi 44 35,4839 35 Tidak Paham

Jumlah total skor 966

Total skor rata-rata 60,38

Persentase total skor (%) 48,7

Keterangan:S = Total skor yang diperoleh siswaN = Skor maksimalSM = Standard Mark (besarnya skala penilaian yang dikehendaki ,misalnya 1-10 atau 1-100)S/N x SM = Persentase total skor yang diperoleh siswa


44

44

Dari tabel 5 halaman 43 dapat diketahui total skor rata-rata yang diperoleh

partispan adalah 60,38 (48,7%) dari total skor maksimal 124, dengan total skor

tertinggi 88 (71%) dan terendah 29 (23 %). Dengan melihat persentase total skor

rata–rata diketahui bahwa tingkat pemahaman partisipan terhadap terhadap hukum II

termodinamika masih kurang. Berikut ini klasifikasi tingkat pemahaman partisipan

tentang hukum II termodinamika berdasarkan hasil tes tertulis :

Tabel 6. Klasifikasi tingkat pemahaman partisipan

Tingkat Pemahaman Jumlah Partisipan Partisipan

Paham 4 2, 8, 16, 17

Cukup Paham 3 4,9,10

Kurang Paham 1 12

Tidak Paham 8 3, 6, 7, 11, 13, 14, 15, 18

Dari tabel 6 dapat diketahui bahwa terdapat 4 partisipan yang paham, 3 partisipan

cukup paham, 1 partisipan kurang paham dan 8 partisipan tidak paham.

2. Tingkat Pemahaman Partisipan

Dari hasil analisis tes tertulis yang terdapat pada tabel 4 halaman 42 dapat

diketahui tingkat pemahaman partisipan terhadap masing-masing soal yaitu tingkat

pemahaman tinggi, tingkat pemahaman sedang, dan tingkat pemahaman rendah.

Tingkat pemahaman tinggi ditunjukkan dengan soal-soal yang mempunyai persentase

jumlah bobot skor tinggi. Tingkat pemahaman sedang ditunjukkan dengan soal-soal

yang memiliki persentase jumlah bobot skor sedang. Sedangkan tingkat pemahaman


45

45

rendah ditunjukkan dengan soal- soal yang memiliki persentase jumlah bobot skor

rendah. Kriteria tingkat pemahaman ditentukan sebagai berikut :

Tabel 7. Kriteria tingkat pemahaman partisipanPresentase jumlah bobot skor Tingkat pemahaman

≥ 76 % Tinggi

56 % - 75 % Sedang

≤ 55 % Rendah

Maka tingkat pemahaman partisipan terhadap masing-masing soal adalah sebagai

berikut :

Tabel 8. Tingkat pemahaman partisipan dari hasil tes tertulis

No.

Soal

Persentase

jumlah

bobot skor

(%)

Tingkat

pemahaman

partisipan

Terjadi dalam konsep

2.

1.

3.

92

92

77

Tinggi Konsep panas

8. 75 Sedang Proses reversibel

4

9

5

10

6

7

48

57

31

34

33

16

Rendah

Prinsip kerja mesin panas

Konsep entropi

Prinsip kerja mesin pendingin

Konsep entropi

Soal hitungan sederhana yang berkaitan

dengan prinsip dasar mesin panas dan

mesin pendingin berdasarkan hukum II

termodinamika


46

46

Dari tabel 8 diketahui bahwa soal-soal yang mempunyai persentase jumlah

bobot skor jawaban tinggi adalah soal nomor 1, 2, dan 3 dengan persentase jumlah

bobot skor 92 %, 92 %, dan 77 %. Ketiga soal tersebut berhubungan dengan konsep

panas. Berdasarkan jumlah bobot skor jawaban yang tinggi dapat diketahui bahwa

pada umumnya partisipan memahami dengan baik materi mengenai arah aliran panas.

Soal yang mempunyai persentase jumlah bobot skor jawaban sedang adalah

soal nomor 8 dengan persentase jumlah bobot skor 75 %. Berdasarkan soal nomor 8

dapat diketahui bahwa pada umumnya partisipan mengetahui arti proses reversibel.

Sedangkan soal yang mempunyai persentase jumlah bobot skor rendah

terdapat pada soal nomor 4, 5, 6, 7, 9, dan 10 dengan persentase jumlah bobot skor

masing-masing 48%, 31%, 33%, 16%, 57%, dan 34%. Keenam soal tersebut

berhubungan dengan prinsip dasar mesin panas dan mesin pendingin, proses

reversibel, entropi serta soal hitungan sederhana yang berkaitan dengan prinsip dasar

mesin panas dan mesin pendingin. Berdasarkan persentase jumlah bobot skor

jawaban partisipan yang rendah pada soal nomor 4, 9, 5, 10, 6, dan 7, dapat diketahui

bahwa partisipan memiliki pemahaman yang kurang mengenai prinsip dasar mesin

panas, prinsip dasar mesin pendingin, entropi, dan perhitungan sederhana yang

berkaitan dengan prinsip dasar mesin panas dan mesin pendingin berdasarkan hukum

II termodinamika.

3. Pemilihan Partisipan Untuk Wawancara

Berdasarkan data yang diperoleh, kita dapat mengetahui adanya

permasalahan-permasalahan yang dialami partisipan dalam memahami hukum II


47

47

termodinamika. Untuk mengungkap permasalahan-permasalahan dan untuk

membuktikan adanya miskonsepsi pada partisipan maka dilakukan wawancara

dengan 6 partisipan yang memiliki perbedaan tingkat pemahaman. Keenam partisipan

tersebut terdiri dari 3 orang partisipan yang memiliki tingkat pemahaman paham dan

3 orang partisipan yang memiliki tingkat pemahaman tidak paham.

Berikut ini adalah keenam partisipan yang diwawancarai :

a. Partisipan nomor urut 02. Partisipan ini memiliki total skor 88 ( nilai akhirnya

71 ) dan memberikan banyak kesalahan pada nomor 5 dan 7.

b. Partisipan nomor urut 06. Partisipan ini memiliki total skor 36 ( nilai akhirnya

29 ) dan memberikan banyak kesalahan pada nomor 4, 5, 6, 7 dan 9.

c. Partisipan nomor urut 09. Partisipan ini memiliki total skor 71 ( nilai akhirnya

57 ) dan memberikan banyak kesalahan pada nomor 4, 6 dan 7

d. Partisipan nomor urut 10. Partisipan ini memiliki total skor 74 ( nilai akhirnya

60 ) dan memberikan banyak kesalahan pada nomor 5, 6 dan 7.

e. Partisipan nomor urut 14. Partisipan ini memiliki total skor 29 ( nilai akhirnya

23 ) dan memberikan banyak kesalahan pada nomor 4, 5, 6, 7, 9 dan 10.

f. Partisipan nomor urut 15. Partisipan ini memiliki total skor 39 ( nilai akhirnya

31 ) dan memberikan banyak kesalahan pada nomor 4, 5, 6, 7 dan 10.


48

48

B. Analisis Data

Soal nomor 1, 2, dan 3 digunakan untuk mengetahui pemahaman partisipan

tentang konsep panas. Soal nomor 4 dan 6 digunakan untuk mengetahui pemahaman

partisipan tentang mesin panas. Soal nomor 5 dan 7 digunakan untuk mengetahui

pemahaman partisipan tentang mesin pendingin. Soal nomor 8 digunakan untuk

mengetahui pemahaman partisipan tentang proses reversibel. Soal nomor 9 dan 10

digunakan untuk mengetahui pemahaman partisipan tentang entropi. Berikut ini hasil

wawancara terhadap 6 partisipan yang diwawancarai :

1.Pemahaman Partisipan Tentang Konsep Panas

Soal nomor 1, 2, dan 3 adalah soal-soal yang memiliki persentase jumlah

bobot skor tinggi. Atau dengan kata lain, pemahaman partisipan terhadap ketiga soal

tersebut tinggi. Ketiga soal tersebut berhubungan dengan konsep panas. Soal nomor 1

memiliki persentase jumlah bobot skor 92 %, soal nomor 2 memiliki persentase

jumlah bobot skor 92 %, dan soal nomor 3 memiliki persentase jumlah bobot skor 77

%.

Berdasarkan persentase jumlah bobot skor pada soal nomor 1 dapat diketahui

bahwa sebagian besar partisipan dapat menjelaskan apa yang akan terjadi pada besi

dan air jika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin. Keenam partisipan yang

diwawancarai dapat mengerjakan soal ini. Namun, setelah dilakukan wawancara

terhadap soal ini, ternyata ditemukan adanya miskonsepsi yang berhubungan dengan


49

49

konsep panas. Indikator bahwa keenam partisipan mengalami miskonsepsi terhadap

konsep panas dapat dilihat dari hasil wawancara berikut ini :

(Lampiran 7 , halaman 117 , pada partisipan nomor urut 10)P : Ini Puji ya? Kita mulai dari nomor 1 ya.S : Iya.P : Jika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin apa yang akan terjadi dengan

temperatur besi dan air ?S : Temperatur besi menurun. Temperatur air meningkat.P : Mengapa bisa demikian ?S : Kan ada perpindahan panas atau kalor.P : Berpindahnya dari mana ke mana ?S : Dari besi ke air.P : Berpindahnya dengan cara apa?S : Konveksi.P : Yakin ? Konveksi itu apa ?S : Kalau gak salah perpindahan kalor tanpa diikuti perpindahan suatu zat. Eh,

bukan. Kayaknya konduksi. Konduksi apa konveksi sich, mbak ?P : Kalau menurutmu ?S : Lupa, ya antara konveksi dan konduksi. Kalau radiasi itu kan gak mungkin.P : Memangnya kenapa ?S : Hmm, kalau radiasi kalau gak salah pancaran cahaya matahari ke bumi.P : Tadi kamu mengatakan panas. Nah menurutmu panas itu apa ?S : Panas itu energi yang dimiliki benda.P : Kalau kalor itu apa?S : Sama dengan panas.P : O, jadi menurutmu kalor itu sama dengan panas.S : Ya.P : Nah, kalau besi panasnya sudah dimasukin ke dalam air dingin lama- lama

apa yang akan terjadi?S : Suhunya akan sama.

Dari hasil wawancara partisipan berpendapat bahwa panas dan kalor sama.,

tetapi sebenarnya berbeda. Menurutnya, panas adalah energi yang dimiliki benda.

Selain itu partisipan berpendapat bahwa perpindahan panas dari besi panas ke air

yang dingin terjadi dengan cara konveksi.

Sedangkan hasil wawancara dengan partisipan yang lain adalah sebagai

berikut :


50

50

(Lampiran 7, halaman 113, pada partisipan nomor urut 9)P : Sekarang nomor 1 ya. Jika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin apa

yang akan terjadi dengan temperatur besi dan air ?S : Eee.. besi panas dimasukkan ke dalam air dingin mungkin air dingin itu akan

jadi panas atau suhunya meningkat karena panas yang dilepas oleh besi.Lama – lama suhu besi dan air akan sepadan.

P : Maksudnya sepadan apa?S : Suhunya itu akan sama. Suhu besi dan air akan setimbang.P : Menurutmu keadaan setimbang itu apa ?S : Kedua suhunya pada akhirnya akan sama.P : Besi melepas panas ke air denga cara apa?S : Kayaknya konduksi deh.P : Mengapa konduksi ?S : Pokoknya konduksi deh. Saya lupa, tapi yang jelas bukan konveksi atau

radiasi.P : O iya, tadi kamu mengatakan panas. Panas itu apa sich?S : Panas itu ya kalor.P : Jadi panas sama dengan kalor ?S : Eeee.. iya.P : Kalau gitu kalor artinya apa ?S : Kalor adalah energi yang terkandung dalam benda .

Dari hasil wawancara dengan partisipan nomor urut 9 juga ditemukan

pemahaman yang sama dengan partisipan nomor urut 10. Kedua partisipan tersebut

berpendapat bahwa kalor adalah energi yang terkandung dalam benda. Selain itu

partisipan nomor 9 juga berpendapat bahwa perpindahan panas dari besi panas yang

dicelupkan ke dalam air dingin terjadi secara konduksi meskipun siswa tersebut tidak

dapat memberikan alasan mengapa perpindahan panas terjadi secara konduksi.

Partisipan nomor urut 9 juga memahami bahwa suhu akhir besi dan air akan

setimbang.

Sedangkan hasil yang sama juga ditunjukkan oleh partisipan nomor urut 2,

6, 14, dan 15. Keempat partisipan tersebut memiliki pemahaman yang sama dengan

partisipan nomor urut 9 yang memahami bahwa perpindahan panas dari besi panas ke


51

51

air yang dingin terjadi secara konduksi dan berpendapat bahwa kalor adalah energi

yang terkandung dalam benda.

Pada soal nomor 3, partisipan ditanya arti kata spontan dalam kalimat “Panas

tidak pernah mengalir secara spontan dari benda yang dingin ke benda yang panas”.

Menurut partisipan nomor urut 6, kata spontan pada kalimat“Panas tidak pernah mengalir

secara spontan dari benda yang dingin ke benda yang panas” berarti berlangsung

sendiri secara alami. Berikut ini cuplikan wawancara dengan partisipan nomor urut 6

(Lampiran 7 halaman 108, pada partisipan nomor urut 6)P : Sekarang saya tanya nomor 3 ya.S : Ya.P : Panas tidak pernah mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda yang

lebih panas. Kamu setuju dengan pernyataan itu nggak ?S : Ya.P : Maksud kata spontan pada pernyataan itu apa ?S : Spontan berarti berlangsung sendiri secara alami.P : Maksudnya secara alami itu apa ?S : Misalnya es jika dibiarkan lama – lama akan mencair. Itu yang aku maksud

secara alami.

Partisipan nomor urut 6 berpendapat bahwa arti kata spontan dalam kalimat

“Panas tidak pernah mengalir secara spontan dari benda yang dingin ke benda yang

panas” berarti berlangsung secara alami. Maksud dari kata secara spontan pada

kalimat tersebut adalah dengan sendirinya tanpa melakukan masukan kerja dalam

bentuk apapun. Selain itu, partisipan tersebut tidak dapat memberikan contoh

peristiwa yang mendukung pernyataan “Panas tidak pernah mengalir secara spontan

dari benda yang dingin ke benda yang panas” dengan benar. Hal yang sama juga

diungkapkan oleh partisipan nomor urut 10, 14, dan 15.


52

52

Sedangkan wawancara dengan partisipan lain yang dapat menjelaskan arti

kata spontan dalam kalimat “Panas tidak pernah mengalir secara spontan dari benda

yang dingin ke benda yang panas” adalah sebagai berikut :

(Lampiran 7, halaman 104, pada partisipan nomor urut 2)P: Ok. Sekarang nomor 3 ya. Panas tidak pernah mengalir secara spontan dari

benda yang dingin ke benda yang panas. Maksud kata spontan dalam pernyataanitu artinya apa ?

S : Spontan itu berarti tanpa perantara.P : Maksudnya perantara ?S : Jadi suatu benda dingin untuk menjadi panas harus ada usaha atau kerja.P :Kalau begitu artinya spontan apa ?S : Spontan itu ya nggak langsung, jadi harus ada usaha atau kerja.P : Contoh peristiwa yang mendukung pernyataan “Panas tidak pernah mengalir

secara spontan dari benda yang dingin ke benda yang panas” apa ?S : Kulkas. Kulkas itu kan prinsipnya ngambil kalor dari tempat yang lebih dingin

ke tempat yang panas dengan melakukan usaha.

Dari wawancara ini dapat diketahui bahwa partisipan dapat menjelaskan arti

kata spontan dalam kalimat “Panas tidak pernah mengalir secara spontan dari benda

yang dingin ke benda yang panas”. Menurutnya untuk memindahkan panas dari

benda dingin ke benda panas harus ada usaha atau kerja . Partisipan nomor urut 2

juga dapat menjelaskan contoh yang mendukung pernyataan “Panas tidak pernah

mengalir secara spontan dari benda yang dingin ke benda yang panas” dengan

benar.Hal yang sama juga diungkapkan oleh partisipan nomor urut 9.

Dari hasil tes tertulis, soal nomor 1, 2 dan 3 memiliki bobot skor tinggi.

Namun ketika dilakukan wawancara terhadap 6 siswa ditemukan bahwa pemahaman

siswa terhadap konsep panas dan kalor masih kurang. Bukti bahwa pemahaman

partisipan tentang konsep panas masih sangat kurang antara lain : 1) Partisipan hanya


53

53

dapat mengetahui bahwa panas mengalir secara spontan dari benda yang panas ke

benda yang lebih dingin, partisipan tidak memahami bahwa kerja dilakukan untuk

memindahkan panas dari benda yang dingin ke benda yang lebih panas , 2) partisipan

berpendapat bahwa panas dan kalor sama.

2. Pemahaman Partisipan Tetang Siklus Carnot

a. Pemahaman Partisipan Tentang Prinsip Kerja Mesin Panas

Soal nomor 4 dan soal nomor 6 berhubungan dengan konsep mesin panas.

Soal nomor 4 memiliki persentase jumlah bobot skor 48 % dan soal nomor 6

memiliki persentase jumlah bobot skor 33 %. Berdasarkan persentase jumlah bobot

skor tersebut dapat disimpulkan bahwa pemahaman partisipan tentang mesin panas

kurang baik.

Soal nomor 4 berhubungan dengan prinsip kerja mesin panas. Dalam soal

tersebut partisipan diminta untuk memilih gambar diagram mesin panas yang benar.

Berikut ini gambar mesin panas yang harus dipilih partisipan:

(a) (b)

Temperatur tinggi T1

Temperatur rendah T2

mesin

Q1

Q2

W



mesin


54

54

Kemudian partisipan diminta untuk menjelaskan prinsip kerja mesin panas.

Soal ini digunakan untuk mengukur kemampuan partisipan dalam memahami siklus

Carnot dan transfer energi pada mesin panas. Persentase jumlah bobot skor yang

diperoleh partisipan adalah 48 %. Dari enam partisipan yang diwawancarai ada

empat partisipan yang mengalami kesulitan untuk mengerjakan soal ini. Agar dapat

mengerjakan soal ini partisipan harus memahami siklus Carnot dan 3 proses penting

pada mesin panas, yaitu proses penyerapan kalor (Q) dari sumber panas, kerja yang

dilakukan oleh mesin (W), dan proses pembuangan kalor pada tempat yang bersuhu

rendah. Indikator bahwa siswa tidak tidak memiliki pemahaman yang diperlukan

untuk menjawab soal ini dengan benar, dapat dilihat dari hasil wawancara berikut :

(Lampiran 7, halaman 114, partisipan nomor urut 9 )P : Sekarang nomor 4 ya. Manakah gambar mesin panas yang benar ?S : Mesin panas ?P : Iya.S : Eeee…… ( Siswa diam sejenak )P : Menurutmu mesin panas itu apa ?S : Eee.. Apa ya ? Mesin panas itu mungkin mesin yang dapat merubah

temperatur.



Q1

W

Q2

mesin

mesin


Q1

W

(c ) (d )


55

55

P : Maksudnya merubah temperatur itu apa ?S : Eee... mesin yang dapat merubah temperatur dingin menjadi temperatur yang

panas.P : Mengapa bisa merubah temperatur ?S : Kan ada W.P : W yang mana ?S : Yang ini ( Siswa menunjukkan gambar ).P : Pada gambar, W itu menunjukkan apa ?S : W itu kalau tidak salah usaha.P : Lantas kok W (usaha) itu bisa merubah temperatur?S : Wah, bingung mbak. Susah.P : Kalau begitu menurutmu mana gambar mesin panas yang benar ?S : HeheheheP : Kok ketawa. Yang mana dong ?S : Eee… Kalau tidak salah yang AP : Bisa menjelaskan prinsip kerjanya ?S : Nggak bisa, mbak.

Dari hasil wawancara dapat dilihat bahwa partisipan dengan nomor urut 9

mengalami kesulitan dalam mengerjakan soal yang berhubungan dengan prinsip kerja

mesin panas. Partisipan nomor urut 9 berpendapat bahwa mesin panas adalah mesin

yang dapat merubah temperatur. Ketika partisipan ditanya lebih lanjut apa maksud

jawabannya tersebut, partisipan tersebut tidak bisa menjawabnya. Pada saat

mengerjakan soal tes partisipan ini juga tidak dapat memilih gambar diagram transfer

energi pada mesin panas yang benar dan tidak dapat menjelaskan pinsip kerja mesin

panas. Dari sini dapat dilihat bahwa partisipan nomor urut 9 tidak memiliki

pemahaman tentang siklus Carnot. Akibatnya partisipan tidak dapat menjelaskan

prinsip kerja mesin panas. Hasil wawancara dengan partisipan lain menunjukkan hal

yang sama, yaitu:


56

56

(Lampiran 7, halaman 129 partisipan nomor urut 15)P : Sekarang nomor 4. Soal ini berhubungan dengan prinsip kerja mesin

panas.Pernah denger mesin panas?S : Pernah.P : Tahu nggak, mesin panas itu apa ?S : Mesin panas itu mesin yang bisa menghasilkan panas.P : Mengapa bisa menghasilkan panas ?S : Ya karena adanya pemanasan. Contohnya ini aja pemanas air atau hiter. Hiter

itu kan bisa panas karena dialiri listrik. Dari energi listrik itu makanya hiterbisa panas.

P : Coba kamu perhatikan gambar – gambar ini. Manakah gambar mesin kaloryang benar ?

S : ( Siswa memperhatikan gambar ) Yang C.P : Yang C ?S : Iya.P : Coba jelaskan alasannya mengapa kamu memilih C.S : Bingung mbak.P : Kok bingung, nggak ingat sama sekali ?S : Nggak.

Partisipan 15 tidak mengetahui gambar diagram transfer energi pada mesin

panas. Menurut partisipan, mesin panas adalah mesin yang dapat menghasilkan

panas.

Sedangkan hasil wawancara dengan partisipan lain juga menunjukkan hal

yang sama, yaitu partisipan dengan nomor urut 6 dan 14. Mereka tidak mengetahui

gambar diagram transfer energi pada mesin panas yang benar dan tidak dapat

menjelaskan prinsip kerja mesin panas karena mereka tidak memahami konsep siklus

carnot dan 3 proses penting pada mesin panas, yaitu proses penyerapan kalor (Q) dari

sumber panas, kerja yang dilakukan oleh mesin (W), dan proses pembuangan energi

panas pada tempat yang bersuhu rendah.

Sedangkan soal nomor 6 berhubungan dengan perhitungan tentang prinsip

kerja mesin panas berdasarkan hukum II termodinamika. Dalam soal tersebut


57

57

partisipan diminta untuk menghitung besarnya kerja mesin, panas yang dibuang oleh

mesin, dan efisiensi mesin. Soal ini digunkan untuk mengukur partisipan dalam

memahami siklus mesin (dimana dalam setiap siklus mesin selalu ada panas yang

dibuang), mengukur kemampuan partisipan dalam memahami proses termodinamika

yang dapat menghasilkan usaha, dan mengukur kemampuan partisipan dalam

memahami bahwa efisiensi mesin-mesin tidak pernah mencapai 100%. Dalam soal

tersebut persentase jumlah bobot skor yang diperoleh partisipan adalah 33%. Dari

keenam partisipan yang diwawancarai terdapat lima partisian yang tidak bisa

menjawab soal ini. Sehingga dapat dikatakan bahwa pemahaman partisipan terhadap

soal ini masih sangat rendah.

Agar dapat mengerjakan soal ini partisipan harus memiliki pemahaman

tentang siklus carnot dan prinsip kerja mesin panas. Selain itu partisipan juga harus

memahami efisiensi mesin panas sebagai perbandingan antara kerja yang dilakukan

oleh mesin dengan panas yang diserap selama siklus. Indikator bahwa partisipan tidak

memiliki pemahaman yang diperlukan untuk menjawab soal ini dengan benar, dapat

dilihat dari hasil wawancara berikut ini :

(Lampiran 7, halaman 110, pada partisipan nomor urut 6)P : Sekarang nomor 6 ya.. Informasi apa saja yang ada di soal ?S : Suhu reservoir rendah 00C, suhu reservoir tinggi 1000C, panas 1000 Joule.P : Coba gambarkan mesin panas. Dari nomor 4, mana gambar mesin panas

yang benar ?S : Yang A.P : Untuk memudahkan memahami soal itu, coba kamu gambarkan mesin panas

yang benar.S : Yang kayak tadi ?P : Iya.


58

58

S : (Siswa mulai menggambar).P : Nah, dari data – data tersebut gimana caranya mencari besarnya kerja mesin ?S : Kerja itu kalau tidak salah kan W. Jadi W = Q1 - Q2

P : Rumus itu diperoleh dari mana ?S : Nggak tahu. Tapi kalau tidak salah memang kayak gituP : Q1 dan Q2 itu menyatakan apa ?S : Q1 itu panas yang diserap mesin. Q2 itu panas yang dikeluarkan mesin.P : Sekarang pertanyaan yang b. Tahu nggak besarnya panas yang dibuang oleh

mesin ?S : Nggak tahu e mbak.P : Kalau yang c tahu nggak. Berapa efisiensi mesinnya ? Cara mencarinya

gimana ?

S :1

21Q

T−=

P : Persamaan itu diperoleh dari mana ?S : Rumusnya memang seperti itu.P : Sebenarnya efisensi mesin itu berhubungan dengan apa ?S : Nggak tahu.

Ternyata partisipan nomor urut 6 ini tidak dapat mengerjakan soal hitungan

yang berhubunggan dengan mesin mesin panas. Partisipan hanya mampu

menyebutkan rumus kerja dan efisiensi mesin saja. Hal itu membuktikan bahwa

partisipan tidak mengetahui hubungan persamaan tersebut. Partisipan mengetetahui

rumus tersebut sebatas hafalan saja.

Sedangkan hasil wawancara yang lainnya adalah sebagai berikut :

(Lampiran 7, halaman 114 pada partisipan nomor urut 9)P : Sekarang nomor 6. Apa saja yang diketahui dalam soal ?S : Suhu rendah 00C , Suhu rendah 1000C , panas yang diserap 1000 joule.P : Dari soal tersebut, tahu nggak berapa besarnya kerja mesin ?S : Nggak tahu, mbak.P : kalu begitu coba kamu gambar lagi mesin panas.S : ( Siswa menggambar mesin panas ) . Kayak gini mbak ?P : Iya. Terus kerjanya gimana ?S : Eee...P : Ini W kan ?S : Iya.P : W itu apa ?S : Energi.P : Besar energinya berapa ?


59

59

S : Nggak tahu, mbak.P : Kalau yang b, berapakah panas yang dibuang oleh mesin ?S : Eee.. 10.P : Dari mana ?S : 1000 dibagi 100.P : Kok bisa begitu ?S : 1000 itu kan panas yang diserap mesin. Yang 100 itu suhu. Karena panas

yang dibuang itu kan ke suhu yang rendah, jadinya 1000 joule dibagi 1000C.

P : Kok bisa begitu ? Dasarnya apa ?S : He..he.. bingung, mbak.P : Kalau efisiensi mesinnya berapa ?S : ( Siswa diam saja )P : Efisiensi mesin itu apa ? Tahu nggak ?S : Nggak. Kayaknya belum pernah denger deh.

Berdasarkan hasil tes tertulis partisipan nomor urut 9 tidak dapat menjelaskan

prinsip kerja mesin panas. Ternyata partisipan ini juga tidak bisa mengerjakan soal

hitungan tentang mesin panas. Hal ini membuktikan bahwa pemahaman partisipan

nomor urut 9 tentang mesin panas sangat rendah.

Hal yang sama juga diungkapkan oleh partisipan nomor urut 10, 14, dan 15.

Ketiga partisipan tersebut tidak dapat menjelaskan prinsip kerja mesin panas dan

tidak dapat mengerjakan soal hitungan tentang mesin panas.

Dari soal nomor 4 dan 6 dapat disimpulkan bahwa pemahaman partisipan

dalam memahami mesin panas masih sangat rendah. Bukti bahwa pemahaman

partisipan tentang mesin panas sangat rendah adalah 1) partisipan tidak dapat

menjelaskan prinsip kerja mesin panas dengan benar. Hal ini dikarenakan partisipan

tidak memahami 3 proses penting pada mesin panas, yaitu proses penyerapan kalor

(Q) dari sumber panas, kerja yang dilakukan oleh mesin (W), dan proses pembuangan

kalor pada tempat yang bersuhu rendah.; 2) Partisipan tidak dapat mengerjakan soal


60

60

hitungan tentang mesin panas meskipun partisipan hafal rumus kerja dan efisiensi

mesin.

b. Pemahaman Partisipan Tentang Mesin Pendingin

Soal nomor 5 dan soal nomor 7 berhubungan dengan konsep mesin pendingin.

Soal nomor 5 memiliki persentase jumlah bobot skor 31 % dan soal nomor 7

memiliki persentase jumlah bobot skor 16 %.

Pada soal nomor 5 partisipan diminta untuk memilih gambar proses transfer

energi pada mesin pendingin. Berikut ini adalah gambar mesin pendingin yang harus

dipilih oleh partisipan :



mesin



Q1

W

Q2

mesin

(a) (b)



mesin

Q1

Q2

Wmesin


Q1

W

(c) (d)


61

61

Kemudian partisipan diminta untuk menjelaskan prinsip dasar mesin

pendingin. Prinsip dasar mesin pendingin ini merupakan kebalikan mesin panas. Soal

ini digunakan untuk mengukur kemampuan siswa dalam memahami transfer energi

pada mesin pendingin. Dari enam partisipan yang diwawancarai ada lima partisipan

yang mengalami kesulitan untuk mengerjakan soal ini. Sehingga dapat disimpulkan

bahwa pemahaman partisipan tentang prinsip kerja mesin pendingin masih kurang

Agar dapat menjawab soal ini dengan benar partisipan harus memahami siklus

carnot dan proses penting yang terjadi pada mesin pendingin, yaitu kerja yang

dilakukan oleh mesin untuk memindahkan panas dari tempat yang dingin ke tempat

yang panas. Indikator bahwa siswa tidak tidak memiliki pemahaman yang diperlukan

untuk menjawab soal ini dengan benar, dapat dilihat dari hasil wawancara berikut :

(Lampiran 7, halaman 130, pada partisipan nomor urut 15)P : Soal nomor 5 ini berhubungan dengan mesin pendingin. Kamu tanhu nggak

mesin pendingin itu apa ?S : Mesin yang bekerja untuk mendinginkan.P : Contohnya apa saja ?S : Eee.. AC, kulkas.P : Gambar mesin pendingin yang benar yang mana ?S : ( Siswa memperhatikan gambar ) Yang D.P : Coba kamu jelaskan prinsip dasar mesin pendingin.S : (Siswa terdiam sesaat)P : Bisa Nggak ?S : Nggak bisa mbak.

Dari hasil wawancara tersebut ditemukan adanya miskonsepsi yang dialami

oleh partisipan nomor urut 15. Partisipan tidak dapat menjelaskan prinsip kerja mesin

pendingin dan mengerti gambar diagram taranfer energi yang benar pada mesin

pendingin. Berdasarkan hasil wawancara tampak sekali kalau partisipan nomor urut

15 tidak memahami siklus Carnot dan prinsip kerja mesin panas. Karena pada


62

62

dasarnya prinsip kerja mesin pendingin adalah kebalikan daari prinsip kerja mesin

panas. Partisipan nomor urut 15 ini juga tidak mengerti gambar transfer energi pada

mesin panas.

Hasil wawancara dengan partisipan lain juga menunjukkan hal yang sama, yaitu :

( Lampiran 7, halaman 104 pada partisipan nomor urut 2)P : Sekarang nomor 5 ya. Manakah gambar gambar mesin pendingin yang benar

?S : Aku milihnya D.P : Mengapa ?S : Prosesnya sama seperti mesin panas kan ?P : Apa iya ?S : Hmmm........nggak tahu.P : Menurutmu mesin panas itu apa ?S : Mesin yang fungsinya untuk memanaskan.P : Contohnya apa ?S : Seterika.P : Seterika ? Mesin lho.S : Oh mesin ya. Mesin motor.P : Kalu menurutmu mesin pendingin itu apa ?S : Mesin yang fungsinya buat mendinginkan.P : Contohnya apa ?S : Lemari es.P : Nah dari pengertian dan contohnya saja sudah beda, masa prinsip kerja mesin

panas dan mesin pendingin sama?S : Oh iya ya.P : Kalau begitu bisa nggak menjelaskan prinsip kerja mesin pendingin ?S : Wah, nggak tahu.P : Ya sudah tidak apa – apa.S : Maaf ya mbak.

Sedangkan hasil yang sama ditunjukkan oleh partisipan nomor urut 6, 10, dan

14. Mereka sama sekali tidak mengerti gambar diagram transfer energi yang benar

pada mesin pendingin. Akibatnya Para partisipan tidak dapat menjelaskan prinsip

kerja mesin pendingin

Sedangkan soal nomor 7 berhubungan dengan perhitungan tentang prinsip

kerja mesin pendingin berdasarkan hukum II termodinamika. Dalam soal tersebut


63

63

partisipan diminta menghitung besarnya panas yang dilepaskan oleh mesin ke suhu

tinggi dan kerja yang dilakukan sistem. Soal ini digunakan untuk mengukur

kemampuan partisipan dalam memahami siklus mesin ( dimana dalam setiap siklus

mesin selalu ada panas yang dibuang), dan mengukur kemampuan partisipan dalam

memahami proses termodinamika yang membutuhkan usaha untuk memindahkan

panas. Dalam soal tersebut persentase jumlah bobot skor yang diperoleh partisipan

adalah 16 %. Hampir semua partisipan mengalami kesulitan dalam mengerjakan soal

ini dan keenam partisipan yang diwawancarai juga mengalami kesulitan dalam

mengerjakan soal ini. Dengan melihat persentase bobot skor yang diperoleh, dapat

disimpulkan bahwa pemahaman partisipan terhadap soal ini masih sangat rendah..

Agar dapat menjawab pertanyaan ini dengan benar, partisipan harus

memahami prinsip kerja mesin pendingin. Selain itu partisipan harus memahami

bahwa koefisien performansi mesin pendingin sebagai perbandingan antara panas

yang diambil dari daerah bertemperatur rendah dengan kerja yang dilakukan oleh

mesin untuk mengeluarkan panas. Indikator bahwa partisipan tidak tidak memiliki

pemahaman yang diperlukan untuk menjawab soal ini dapat dilihat dari hasil

wawancara berikut ini :

(Lampiran 7, halaman 132 pada partisipan nomor urut 15)P : Nomor 7 ya. Apa saja yang diketahui dalam soal ?S : Mesin pendingin mempunyai koefisien performansi 0,6. Mesin bekerja pada

suhu reservoir 00C dan 1000 C. Mesin menyerap panas 500 joule darireservoir rendah.

P : Koefisien performansi itu apa ?S : Nggak tahu, mbak. Kayaknya belum pernah denger.P : Kalau 00C dan 1000 C itu apa ?S : Suhu. 00C itu T1. 1000 C itu T2.


64

64

P : Yang 500 joule itu apa ?S : Q.P : Lalu besarnya panas yang dilepas oleh mesin ke suhu tinggi berapa?S : Nggak tahu, mbak.P : Kalau kerja yang dilakukan sistem ?S : Aduh, yang ini juga nggak bisa e, mbak.

Hasil wawancara dengan partisipan yang lain juga menunjukkan hasil yang sama,

yaitu :

(Lampiran 7, halaman 110, pada partisipan nomor urut 6)P : Soal nomor 7 ini merupakan soal hitungan tentang mesin pendingin. Apa saja

yang diketahui ?S : Koefisien performansi 0,6 , suhu reservoir dingin 00C dan suhu reservoir

panas 1000C. Panas yang diserap mesin 500 Joule.P : Gambar mesin pendingin yang benar seperti apa ? Coba kamu gambar mesin

pendingin, bisa nggak ?S : ( Diam saja )P : Kok diam ?S : Nggak bisa mbak.P : Berapa besarnya kerja yang dilakukan pada sistem itu ?S : Kerja itu W = Q1 - Q2

P : Mengapa kok W = Q1 - Q2

S : Di buku seperti itu.P : Dari soal itu mana yang menyatakan Q1 ?S : Tidak diketahui.P : Kalau yang menyatakan Q2 ?S : 500 Joule.P : Lalu besarnya kerja mesin berapa ?S : Nggak tahu. Q1 nggak diketahui.P : Tapi kan dalam soal diketahui koefisien performansi. Tahu nggak hubungan

kerja dengan koefisien performansi ?S : Nggak tahu.P : Koefisien performansi artinya apa ?S : Aduh nggak tahu mbak.

Partisipan nomor urut 15 dan 6 tidak mengetahui gambar mesin pendingin

yang benar dan tidak dapat menjelaskan prinsip kerja mesin pendingin dengan benar.

Akibatnya mereka juga tidak dapat mengerjakan soal hitungan tentang mesin

pendingin.


65

65

Sedangkan hasil yang sama juga diungkapkan oleh partisipan nomor urut 2, 9,

10, dan 14. Partisipan hanya mampu mengetahui rumus kerja yang dilakukan oleh

sistem (kerja yang dilakukan oleh mesin), tetapi partisipan tidak mampu

menerapkannya dalam soal karena partisipan tidak memahami hubungan antara

koefisien performansi dan kerja yang dilakukan oleh sistem. Selain itu keenam

partisipan tersebut tidak bisa menggambarkan mesin pendingin dengan benar,

akibatnya mereka juga tidak dapat mengerjakan soal ini dengan benar.

Dari soal nomor 5 dan 7 dapat ditarik kesimpulan bahwa pemahaman

partisipan tentang mesin pendingin masih sangat kurang. Bukti bahwa partisipan

tidak memahami konsep mesin pendingin adalah : 1) partisipan tidak dapat

mnjelaskan prinsip kerja mesin pendingin dengan benar karena partisipan tidak

memahami bahwa untuk memindahkan panas dari daerah yang bertemperatur rendah

ke daerah yang bertemperatur tinggi dibutuhkan usaha atau kerja. Atau dengan kata

lain partisipan harus memahami bahwa panas tidak mungkin berpindah dari daerah

yang bertemperatur rendah ke daerah yang bertemperatur tinggi secara spontan ; 2)

partisipan tidak dapat mengerjakan soal hitungan tentang mesin pendingin.

3. Pemahaman Partisipan Tentang Proses Reversibel

Soal nomor 8 ini digunakan untuk mengetahui pemahaman partisipan tentang

proses reversibel. Dalam soal ini partisipan diminta untuk menjelaskan apa yang

dimaksud dengan proses reversibel. Persentase jumlah bobot skor pada soal nomor 8


66

66

adalah 75%. Keenam partisipan yang diwawancarai mengetahui arti proses

reversibel.

Agar dapat menjawab pertanyaan ini partisipan harus memiliki pemahaman

bahwa proses reversibel adalah proses yang dapat berlangsung bolak balik dan proses

ini tidak mungkin terjadi dalam kenyataan. Proses ini hanya akan terjadi dengan

persyaratan yang sangat khusus, misalnya tidak terjadi gesekan, tidak ada

perpindahan panas, tidak terjadi pembakaran, tidak terjadi pemanaan. Proses

reversibel hanya dapat dapat dibayangkan saja. Indikator bahwa partiipan tidak

memiliki pemahaman ini dengan benar dapat dilihat dari hasil wawancara berikut ini

(Lampiran 7, halaman 132, pada partisipan nomor urut 15)P : Sekarang nomor 8 ya. Kamu tahu nggak apa itu proses reversibel ?S : Reversibel adalah proes yang dapat kembali ke keadaan semula.P : Maksudnya ?S : Apa ya ? Emm..maksudnya sebuah mesin yang suhu awalnya 250 C dan

mesin itu bekerja sampai suhunya 1000C. Maka setelah mesin itu berhentiseperti semula maka suhu nya akan kembali ke awal.

P : Oh, jadi itu namanya reversibel ?S : Iya.P : Apakah saat mesin itu bekerja terjadi gesekan dan terjadi perpindahan panas ?S : Emm...Iya.P : Apa sich syarat supaya dapat terjadi peristiwa reversibel ?S : Apa ya ? Aduh mbak nggak tahu.

Menurut partisipan nomor 15 proses reversibel adalah proses yang dapat

kembali ke keadaan semula. Meskipun siswa nomor 15 bisa mengerti arti reversibel,

tetapi partisipan tersebut tidak dapat memberikan contoh peristiwa reversibel. Dari

jawaban partisipan ini tampak bahwa siswa tidak memahami roses reversibel.

Sedangkan hasil wawancara dengan partisipan lain adalah sebagai berikut :


67

67

(Lampiran 7, halaman 121, partisipan nomor urut 10 )P : Sekarang nomor 8. Apakah yang dimaksud dengan proses reversibel ?S : Proses dimana sesuatu dapat kembali ke keadaan semula.P : Maksudnya dapat kembali ke keadaan semula apa ?S : Suatu keadaan yang bisa bolak balik.P : Contohnya apa ?S : Air bisa jadi es, terus es kembali lagi menjadi air.P : Lho tapi kan air tidak bisa langsung jadi es. Kalau dibiarkan saja airnya tetap

jadi air.P : Oh jadi itu peristiwa reversibel ya ?S : Mungkin.P : Apakah kamu tahu syarat supaya roses reversibel daat terjadi ?S : (Siswa diam saja sambil menggelengkan kepala).P : Kalau begitu apakah ada proses yang dapat kembali ke wujud semula ?S : Mungkin tidak ada.

Menurut partisipan nomor urut 10 peristiwa mencairnya es termasuk proses

reversibel. Hal yang sama juga diungkapkan oleh partisipan nomor urut 2, 6, 9 dan

14. Dari sini tampak bahwa partisipan tidak memahami bahwa proses reversibel tidak

dapat terjadi dalam kenyataan. Proses reversibel hanya dapat terjadi dengan syarat –

syarat khusus. Kesulitan yang dialami partisipan ini dikarenakan partisipan tidak

memahami bahwa hukum II termodinamika memberi batasan–batasan suatu peristiwa

dapat terjadi atau tidak dan menunjukkan arah proses termodinamik.

Dari nomor 8 dapat disimpulkan bahwa pemahaman partisipan tentang proses

reversibel masih kurang meskipun seluruh partisipan mengetahui arti reversibel. Hal

ini terjadi karena materi reversibel tidak diajarkan secara mendalam. Akibatnya

sebagian besar partisipan hanya mengerti arti reversibel saja.

4. Pemahaman Partisipan Tentang Entropi

Soal nomor 9 dan 10 ini digunakan untuk mengetahui pemahaman partisipan

tentang konsep entropi. Dalam soal ini mula-mula partisipan diminta untuk


68

68

menjelaskan apa yang dimaksud dengan entropi. Selain itu partisipan juga diminta

untuk menjelaskan apakah entropi sistem bertambah atau berkurang jika sebotol tinta

berwarna dimasukkan kedalam baskom yang berisi air. Soal nomor 9 memiliki

persentase jumlah bobot 57 %. Dari enam partisipan yang diwawancarai ada dua

partisipan yang tidak dapat menjawab pertanyaan ini. Agar dapat menjawab

pertanyaan ini partisipan harus memiliki pemahaman tentang entropi (ukuran ketidak

teraturan). Makin tidak teratur suatu sistem maka entropinya semakin besar. Indikator

bahwa partisipan tidak dapat memiliki pemahaman yang diperlukan untuk menjawab

soal ini dengan benar dapat dilihat dari hasil wawancara berikut ini :

(Lampiran 7, halaman 111, pada partisipan nomor urut 6 ) P : Sekarang nomor 9. Kamu pernah mendengar istilah entropi ?

S : Pernah.P : Kalau begitu, apa sich entropi ?S : Entropi ?P : Iya, apa coba ?S : (Siswa diam saja )P : Inget nggak. ?S : Agak lupa.P : Kalau sebotol tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air,

bagaimana keadaan entropinya ?S : Berkurang.P : Apa alasannmu mengatakan berkurang.S : Karena menyebabkan warnanya tercampur.P : Kalau warnanya tercampur artinya apa ?S : ( Siswa diam sejenak) Bingung, mbak.

Hasil wawancara yang dilakukan dengan partisipan lain juga menunjukkan hal yang

sama, yaitu :

(Lampiran 7 , halaman 127, partisipan nomor urut 14)P : Ok . Sekarang Nomor 9 ya. Kamu pernah mendengar entropi ?S : Pernah.P : Jika sebotol tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air, apa

yang akan terjadi dengan entropi sistem ?


69

69

S : Bertambah.P : Mengapa kok bertambah ?S : Berkurang ya mbak ?P : Menurutmu ?S : Bertambah.P : Mengapa kok entropinya bertambah ?S : Karena volumenya bertambah.P : Volume apa ?S : Volume cairan.P : Kalau begitu entropi itu apa ?S : Entropi ? Lupa mbak.

Berdasarkan jawaban partisipan ini dapat diketahui bahwa partisipan

mengalami kesulitan dalam memahami entropi. Partisipan nomor urut 6 dan 14 tidak

dapat menjelaskan apakah yang dimaksud dengan entropi. Mereka juga tidak tahu

besarnya perubahan entropi sistem jika sebotol tinta berwarna dimasukkan ke dalam

baskom yang berisi air. Partisipan – partisipan tersebut tidak dapat menjawab

pertanyaan tersebut karena partisipan tidak mengerti arti entropi. Selain itu partisipan

juga tidak memahami bahwa semakin tidak teratur suatu sistem makin besar

perubahan entropinya.

Dari soal nomor 9 dapat disimpulkan bahwa pemahaman partisipan terhadap

konsep entropi masih sangat kurang. Partisipan tidak memahami kosep entropi

sehingga partisipan tidak dapat menjelaskan keadaan entropi sistem ketika sudah

terjadi pencampuran antara tinta berwarna dengan air.

Soal nomor 10 ini juga berhubungan dengan konsep entropi. Mula-mula

partisipan diminta diminta untuk menjelaskan apakah yang dimaksud dengan proses

adiabatik. Kemudian partisipan juga diminta untuk menjelaskan keadaan entropi

sistem jika suatu gas mengalami pemuaian secara adiabatik dan reversibel. Persentase


70

70

jumlah bobot skor yang diperoleh partisipan terhadap soal ini adalah 34 %. Dari

keenam partisipan yang diwawancarai ada 2 partisipan yang tidak bisa menjawab soal

ini dengan benar. Dengan melihat hasil tes tertulis yang diperoleh dapat diketahui

bahwa pemahaman partisipan terhadap soal ini masih sangat rendah. Partisipan tidak

dapat menjelaskan besarnya perubahan entropi pada suatu gas yang mengalami

pemuaian secara adiabatik dan reversibel.

Agar dapat menjawab pertanyaan ini dengan benar partisipan harus

memahami bahwa proses adiabatik adalah proses di mana sistem terisolasi secara

termal sehingga tidak ada kalor yang masuk atau keluar sistem (Q = 0). Selain itu

partisipan juga harus memahami bahwa pada proses reversibel perubahan entropi

sama dengan nol ( 0=∆S ). Dengan demikian jika suatu gas mengalami pemuaian

secara adiabatik dan reversibel, maka perubahan entropi nya nol. Indikator bahwa

partisipan tidak dapat menjawab soal ini dengan benar dapat dilihat dari hasil

wawancara berikut ini :

(Lampiran 7, halaman 133, pada partisipan nomor urut 15)

P : Nomor 10 ya. Menurutmu proses adiabatik itu apa ?S : Adiabatik ? Aduh, apa ya. Emm...Lupa e , mbak.P : Ingat pertanyaan nomor 8 tadi. Kalau proses reversibel itu apa ?S : Proses bolak balik.P : Ingat lagi soal nomor 9, entropi itu apa ?S : Ketidakteraturan.P : Maksudnya ?S : Kalau sistem tidak teratur entropinya akan semakin besar.P : Nah, jika pada proses reversibel berapa perubahan entropinya ?S : Emm..P : Nggak tahu.P : Pemuaian gas secara adiabatik dan reversibel itu merupakan prinsip kerja dari

apa ?S : He..he.. Ngak tahu, mbak. Susah e mbak.


71

71

Dari hasil wawancara dapat dilihat bahwa pemahaman partisipan terhadap

siklus carnot, proses adiabatik, dan proses reversibel masih sangat kurang. Sehingga

partissipan nomor urut 15 tidak dapat menjelaskan besarnya perubahan entropi suatu

gas yang mengalami pemuaian secara adiabatik dan reversibel. Tetapi partisipan

dapat mengetahui bahwa makin tidak teratur suatu sistem makin besar entropinya.

Hasil wawancara dengan partisipan lain menunjukkan hasil yang sama, yaitu :

(Lampiran 7 , halaman 127 , partisipan nomor urut 14 )P : Sekarang nomor 10. Kamu tahu nggak apa yang dimaksud dengan adiabatik ?S : Adiabatik ?P : Iya.S : Ah, nggak tau. Bingung.P : Kita lihat nomor 8, proses reversibel itu apa sich ?S : Proses yang dapat berlangsung bolak balik.P : Maksudnya bolak balik seperti apa ? Bisa beri contoh nggak ?S : Maksudnya benda bisa kembali ke keadaan semula.P : Contohnya apa ?S : Air bisa jadi es terus es bisa jadi air.P : Apakah hal itu bisa terjadi begitu saja ?S : Bisa.P : Bisa ? Memang air bisa berubah begitu saja menjadi es ?S : Ya enggak. Tapi kan kalau didinginkan air bisa membeku jadi es.P : Terus gimana caranya supaya es bisa jadi air /S : Dipanasi. Kalau nggak didiamkan saja nanti lama – lama jadi air.P : Apa kamu yakin itu peristiwa reversibel ?S : Iya.P : Tentang soal nomor 9. Entropi itu apa ?S : Apa ya. Nggak ngerti.P : Oh iya, tadi kamu memang nggak bisa jawab soal nomor 9.

Kesulitan yang dialami oleh sebagian besar partisipan adalah

ketidakmampuan mereka untuk menerapkan konsep yang mereka ketahui ke dalam

konsep lain yang masih berhubungan. Misalnya saja pada partisipan nomor urut 14.

Partisipan nomor urut 14 mengerti arti reversibel tetapi tidak mengerti peristiwa


72

72

adiabatik dan entropi sehingga tidak dapat menjawab pertanyaan dengan benar.

Sedangkan pada partisipan nomor urut 15 mengerti arti reversibel dan entropi, tetapi

tidak mengerti peristiwa adiabatik. Akibatnya partisipan nomor urut 15 juga tidak

dapat menjawab pertanyaan ini dengan benar.

Dari nomor 10 dapat disimpulkan bahwa pemahaman partisipan tentang

entropi masih sangat rendah. Hal ini terjadi karena konsep entropi tidak diajarkan

secara mendalam. Akibatnya sebagian besar partisipan hanya mengerti arti entropi

saja.

C. Rangkuman Pemahaman Partisipan

Berdasarkan hasil tes uraian dan wawancara yang telah dilakukan,

pemahaman partisipan tentang konsep–konsep yang berhubungan dengan hukum II

termodinamika dirangkum sebagai berikut :

1. Pemahaman Partisipan Tentang Konsep Panas

Keenam partisipan yang diwawancarai dapat memahami bahwa ketika dua

benda yang diletakkan saling bersentuhan, maka panas akan mengalir secara

spontan dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jika kedua

benda tersebut disentuhkan cukup lama maka suhunya akan sama. Empat partispan

juga berpendapat bahwa untuk memindahkan panas dari benda yang bersuhu lebih

rendah ke benda yang bersuhu lebih tinggi diperlukan suatu usaha (W). Akan tetapi

keenam partisipan yang diwawancarai beranggapan bahwa panas adalah energi

yang dimiliki oleh suatu benda.


73

73

2 dari 6 siswa yang diwawancarai beranggapan bahwa perpindahan panas dari

besi panas ke dalam air yang dingin terjadi secara koveksi. Sedangkan 4 siswa

berpendapat bahwa perpindahan panas dari besi panas ke dalam air yang dingin

terjadi secara konduksi.

2. Pemahaman Partisipan Tentang Siklus Carnot

Sebagian besar partisipan tidak memahami siklus Carnot. Akibatnya mereka

tidak dapat mengerjakan soal yang berhubungan dengan mesin panas dan mesin

pendingin. Berdasarkan hasil tes tertulis hanya 3 siswa yang dapat menjelaskan

prinsip dasar mesin panas dan 7 siswa tidak dapat menjelaskan prinsip dasar mesin

panas karena mereka tidak mengerti gambar diagram transfer energi pada mesin

panas. Demikian juga dengan soal yang berhubungan dengan mesin pendingin.

Hanya 3 siswa yang dapat menjelaskan prinsip dasar mesin pendingin dan 10 siswa

tidak dapat menjelaskan prinsip dasar mesin pendingin. Sebagian besar siswa tidak

mengerti gambar diagram transfer energi pada mesin panas dan mesin pendingin.

Sebagian besar siswa juga mengalami kesulitan dalam mengerjakan soal

hitungan tentang mesin panas dan mesin pendingin. Hanya 2 siswa yang dapat

mengerjakan soal hitungan tentang mesin panas, sedangkan untuk soal hitungan

mesin pendingin hanya 1 partisipan yang dapat mengerjakannya. Pada umumnya

partisipan hanya mengetahui rumus kerja dan efisiensi mesin, tetapi tidak dapat

menerapkannya ke dalam soal hitungan. Selain itu, hampir seluruh partisipan tidak

memahami bahwa koefisien performansi mesin pendingin sebagai perbandingan


74

74

antara panas yang diambil daerah bertemperatur rendah dengan kerja yang

dilakukan mesin untuk mengeluarkan panas.

3. Pemahaman Partisipan Tentang Proses Reversibel

Keenambelas partisipan mengerti arti proses reversibel sebagai proses yang

dapat berlangsung secara bolak balik. Tetapi mereka tidak memahami bahwa proses

reversibel adalah proses yang ideal dan tidak terjadi dalam kenyataan. Mereka

menganggap bahwa peristiwa mencairnya es sebagai proses reversibel. Hal ini

terjadi karena materi reversibel tidak diajarkan secara mendalam. Akibatnya

sebagian besar partisipan hanya mengerti arti reversibel saja.

4. Pemahaman Partisipan Tentang Entropi

Sebagian besar partisipan (14 siswa) berpendapat bahwa entropi merupakan

ukuran ketidakteraturan sistem. Pengetahuan mereka tentang entropi hanya sebatas

itu saja. Selain itu masih ada partisipan yang beranggapan jika sebotol tinta

berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air bening, maka entropi sistem

setelah terjadi pencampuran makin kecil. Sedangkan 2 partisipan tidak dapat

mengerjakan soal yang berhungan tentang entropi. Selain itu, sebagian besar siswa

tidak mengetahui berapa perubahan entropi jika suatu gas mengalami pemuaian

secara adiabatik dan reversibel. Hal ini terjadi karena konsep entropi tidak diajarkan

secara mendalam. Akibatnya sebagian besar partisipan hanya mengerti arti entropi

saja.


75

75

D. Keterbatasan Penelitian

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti, terdapat

keterbatasan-keterbatasan dalam penelitian ini. Keterbatasan tersebut antara lain :

1. Penelitian ini hanya membahas hukum II termodinamika, sehingga hasil

penelitiannya tidak dapat digeneralisasikan pada pokok bahasan lain.

2. Penelitian ini dilaksanakan di kelas XII IPA di SMA Pangudi Luhur Sedayu

Bantul, sehingga hasil penelitian ini tidak dapat digeneralisasikan pada kelompok

atau sekolah lain.

3. Wawancara dilakukan dengan enam orang partisipan. Sedangkan dari hasil tes

tertulis terdapat banyak partisipan yang memiliki pemahaman sangat rendah.

Sehingga hasil analisis wawancara ini masih banyak kekurangannya.

4. Pada saat dilakukan penelitian sekolah sedang melakukan persiapan perayaan

pelindung skolah sehingga siswa tidak serius saat mengrjakan soal.


76

76

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Berdasarkan tujuan penelitian dan data penelitian yang telah dilakukan, maka

dapat ditarik kesimpulan bahwa :

1. Secara umum pemahaman partisipan tentang hukum II termodinamika masih

kurang. Hal ini dapat dilihat dari total skor rata-rata yang diperoleh partisipan

sebesar 60,38 (48,7%).

2. Sebagian besar partisipan beranggapan bahwa panas dan kalor sama.

3. Sebagian besar partisipan hanya mengetahui arti reversibel dan entropi. Hal

ini dikarenakan konsep reversibel dan entropi tidak diajarkan secara

mendalam .

4. Pemahaman partisipan masih sangat rendah pada konsep prinsip kerja mesin

panas dan mesin pendingin, soal-soal hitungan tentang mesin panas dan mesin

pendingin.

B. SARAN

1. Sebelum melakukan penelitian, sebaiknya dilakukan ujicoba dengan matang.

Dalam penelitian ini setelah dilakukan ujicoba ternyata ada beberapa soal

yang perlu direvisi atas saran dari dosen pembimbing.


77

77

2. Sebelum melaksanakan wawancara di dalam suatu penelitian perlu

dipersiapkan rancangan-rancangan pertanyaan. Rancangan pertanyaan

tersebut perlu dipersiapkan untuk memperoleh hasil wawancara yang lebih

mendalam, terstruktur dan meghindari kemacetan dalam pelaksanaannya.

Dalam penelitian ini, hasil wawancara pada awalnya kurang mendalam

sehingga proses wawancara harus diulang pada partisipan lain.

3. Bagi penelitian lebih lanjut hendaknya pada pelaksanaan penelitian dipilih

waktu yang tepat. Waktu pengambilan data penelitian hendaknya

memperhatikan kepentingan-kepentingan sekolah dalam melaksanakan

kegiatan pembelajaran. Siswa akan sulit berpartisipasi secara aktif dalam

kegiatan penelitian, karena lebih mementingkan persiapan untuk menyambut

perayaan pelindung sekolah.

4. Pada saat melakukan penelitian sebaiknya didampingi oleh guru supaya siswa

lebih serius dalam melakukan kegiatan penelitian


78

78

DAFTAR PUSTAKA

Berg, Euwe van den. 1991. Miskonsepsi dan Remidiasi. Salatiga : UniversitasKristen Satya Wacana.

Dahar, Ratna W. 1989. Teori-Teori Belajar. Jakarta : Erlangga.

Djojodjharjo, H. 1985. Dasar-Dasar Termodinamika Teknik. Jakarta : Gramedia.

Giancoli, D.C. 1997. Fisika. Jakarta : Erlangga.

Kanginan, M. 1993. Buku Pelajaran Fisika SMA Jilid 3A. Jakarta : Erlangga.

Kesidou & Duit. 1993. Student’s Conception of the Second Law of Thermodynamics– An Interpretive Study. Journal Research in Science Teaching, 30(1),85-106.

Moran & Shapiro. 2004. Termodinamika Teknik Jilid 1. Edisi ke-4. Jakarta :Erlangga.

Purwanto, N. 1984. Prinsip-Prinsip dan Teknik Evaluasi Pengajaran. Bandung :Remaja Karya.

Sudjana, N. 1990. Penilaian Hasil Proses Belajar Mengajar. Bandung : RemajaRosdarkarya.

Suparno, P. 1997. Filsafat Konstruktivisme dalam Pendidikan. Yogyakarta :Kanisius.

Suparno, P. 2005, Miskonsepsi dan Perubahan Konsep Pendidikan Fisika.Yogyakarta : Penerbit Grasindo.

Suparno, P. 2007. Diktat Kualiah Termodinamika. Yogyakarta : Universitas SanataDharma.

Surya, Y. 2003. Fisika Itu Mudah SMA Jilid 3A. Jakarta : PT Bina Sumber DayaMIPA.

Young & Freedman. 2000. Fisika Universitas Jilid 1. Edisi ke-10. Jakarta : Erlangga.


79

79

Lampiran 1Peta Konsep Hukum II Termodinamika

Semua proses yang terjadi dialam ini cenderung membawaalam semakin tidak teratur

Suatu peristiwa hanya biasterjadi jika peristiwa inimenyebabkan alam semakintidak teratur

HUKUM II TERMODINAMIKA

Arah proses termodinamik dinyatakan

Proses reversibel Proses ireversibel

yaitu

Suatu proses di mana sistemdan semua bagiansekelilingnya dapat dengantepat kembali ke awalsetelah proses berlangsung

artinya

Sistem selalu berada dalamkesetimbangantermodinamik

syarat

Tidak ada gesekan, tidak adapercampuran, tidak adapembakaran

contoh

Osilasi pendulum dalamruang hampa

yaitu

Suatu proses di mana sistemdan semua bagiansekelilingnya tidak dapatdengan tepat kembali ke awalsetelah proses berlangsung

artinya

Sistem tidak pernah beradadalam kesetimbangantermodinamik

contoh

Panas yang mengalir denganperbedaan suhu cukup besar,konversi panas menjadikerja oleh gesekan

Panas mengalir secara spontandari benda yang suhunyatinggi ke benda yang suhunyalebih rendah ( Clausius )

Tidak ada mesin yangmengubah seluruh panas yangditerimanya menjadi kerja( Kelvin – Plank )

artinya tetapi

Hanyaperistiwayang disertaiperpindahanpanas daribenda panaske bendadingin yangmungkinterjadi

Panas dapatmengalir daribenda dinginke bendapanasjika adamasukan kerjake dalamsistem

contoh

Mesin pendingin /lemari es

artinya

Mesin tidakmungkin bekerjaterus menerus (tidak ada mesinyang efisiensinya100% )

contoh

Mesin panas

artinya

contoh

telur

Telur goreng


80

80

Lampiran 2

DAFTAR PARTISIPAN

No.Urut

Nama Partisipan Partisipan yangdiwawancarai

02. Ani Yulita √

03. Brigita Tri Lindawati

04. E. Paskalia K. P

06. Fransiska Herstyani √

07. Maria Eki Nugraheni

08. Onto Kisworo

09. Paulina Dian Prihananti √

10. Puji Lestari √

11. Roberta Vivid Maharani

12. Th. Sari Dewi Lestiani

13. Veronika Ita Martiana

14. Wahyu Wulandari Ningsih √

15. Y. Aditya Galih K √

16. Yohanes Arditya Krisna

17. Yosafat Samudra

18. Clara Muktiyan Hadi


81

81

Lampiran 3

SOAL TES TERTULIS

Nama :

Kelas :

=============================================================

Soal – soal berikut dimaksudkan untuk mengukur pemahaman anda tentang Hukum

Kedua Termodinamika. Agar hasilnya valid, kami meminta anda mengerjakan soal –

soal ini secara sungguh – sungguh dan jujur. Data hasil pengerjaan soal – soal itu

akan menjadi data suatu penelitian yang sedang peneliti kerjakan. Harap diperhatikan

agar:

1. Jawaban ditulis pada tempat yang telah tersedia.

2. Waktu pengerjaan 60 menit.

Selamat Mengerjakan

1.

Suatu besi panas yang bertemperatur 800C dimasukkan ke dalam air dingin yang

bertemperatur 100C. Jelaskan apa yang akan terjadi pada temperatur besi dan air

setelah besi dimasukkan ke dalam air !

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

800C

100Cair

besi


82

82

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

2.

Secangkir kopi panas yang memiliki temperatur 600C diletakkan di atas meja makan.

Kemudian kopi tersebut ditinggalkan begitu saja di atas meja. Setelah beberapa

menit kopi menjadi hangat. Mengapa bisa demikian ? Jelaskan alasanmu !

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

3 “ Panas tidak pernah mengalir secara spontan dari benda yang dingin ke benda

yang panas”.

Setujukah kamu dengan pernyataan tersebut?.................................................................

Jelaskan maksud dari kata “spontan” pada pernyataan tersebut !

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

....................................................................................................................... ..................

.........................................................................................................................................

Beri contoh peristiwa yang mendukung pernyataan tersebut !

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................


83

83

4 . Dari gambar di bawah ini, manakah yang menggambarkan peristiwa transfer

energi pada mesin panas yang sesungguhnya? Lingkari pilihanmu ! ( Keterangan :

Q1 = panas pada temperatur tinggi, Q2 = panas pada temperatur rendah, dan W =

kerja )

Jelaskan prinsip kerja mesin panas yang sesungguhnya!

a b



mesin

Q1

Q2

W



mesin



Q1

W

Q2

mesin mesin


Q1

W

c d


84

84

.........................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

5. Dari gambar di bawah ini, manakah yang menggambarkan peristiwa transfer energi

pada mesin pendingin yang sesungguhnya? Lingkari pilihanmu ! ( Keterangan :

Q1=panas pada temperatur tinggi, Q2= panas pada temperatur rendah, dan W =

kerja )



mesin

mesin


Q1

W



mesin

Q1

Q2

W



Q1

W

Q2

mesin

ab

c d


85

85

Jelaskan prinsip kerja mesin pendingin yang sesungguhnya!

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

6. Sebuah mesin panas bekerja dengan suhu reservoir rendah 0 0C dan suhu tinggi

100 0C. Bila mesin itu menyerap panas 1000 Joule, tentukan :

a. Besarnya kerja mesin

........................................................................................................................... ..............

.........................................................................................................................................

......................................................................................................... ................................

.........................................................................................................................................

b. Panas yang dibuang oleh mesin

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

c. Efisiensi mesin

.........................................................................................................................................

................................................................................................. ........................................

.........................................................................................................................................

............................................................................... ..........................................................


86

86

7. Sebuah mesin pendingin mempunyai koefisien performansi sebesar 0,6. Mesin

pendingin ini bekerja pada suhu reservoir 0 0C dan 100 0C. Bila mesin menyerap

panas 500 Joule dari reservoir rendah, Tentukan :

a. Panas yang dilepas oleh mesin ke suhu tinggi

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

b. Kerja yang dilakukan pada sistem itu

.................................................................................................... .....................................

.........................................................................................................................................

.................................................................................. .......................................................

.........................................................................................................................................

8. Apkah yang dimaksud dengan proses reversibel ?

.........................................................................................................................................

............................................................................................................................. ............

.........................................................................................................................................

Berilah contoh peristiwa reversibel !

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

9. Apakah yang dimaksud dengan entropi ?


87

87

.................................................................................................................... .....................

.........................................................................................................................................

.................................................................................................. .......................................

Jika sebotol tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air . Akhirnya

akan terjadi perpaduan warna antara air dengan tinta. Menurutmu, bagaimana

keadaan entropi sistem, bertambah atau berkurang ?

.........................................................................................................................................

Jelaskan alasanmu!

.................................................................................................. .......................................

.........................................................................................................................................

................................................................................ .........................................................

.........................................................................................................................................

10. Apakah yang dimaksud dengan proses adiabatik ?

.........................................................................................................................................

............................................................................................................................ .............

.........................................................................................................................................

Jika suatu gas mengalami pemuaian secara adiabatik dan reversibel, berapa

perubahan entropinya ?

.........................................................................................................................................

......................................................................................................................... ................


88

88

Lampiran 4JAWABAN SOAL

1. Jika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin 20 0C maka panas pada besi akan

mengalir ke air dingin. Lama kelamaan suhu keduanya akan sama ( setimbang ).

Setelah setimbang tidak ada aliran panas lagi.

2. Kopi panas yang bertemperatur 60 0C jika didiamkan saja beberapa saat akan

menjadi hangat. Hal ini dikarenakan panas mengalir dari kopi ke lingkungan

sekitarnya yang suhunya lebih rendah.

3. Maksud kata spontan dalam kalimat ““ Panas tidak pernah mengalir secara

spontan dari benda yang dingin ke benda yang panas” adalah dengan sendirinya,

tanpa masukan kerja dalam bentuk apapun. Contoh peristiwa yang mendukung

pernyataan tersebut adalah sebuah lemari es dapat mengambil panas dari

lingkungan yang dingin ke yang panas hanya dengan melakukan kerja.

4. Gambar mesin panas yang benar adalah : gambar A



mesin

Q1

Q2

W


89

89

Prinsip kerjanya adalah: sejumlah panas Q1 yang dimasukkan oleh mesin kemudian

diubah menjadi kerja, sisanya dikeluarkan sebagai panas Q2 pada suhu yang lebih

rendah ( pada reservoir dingin ).

5. Gambar mesin pendingin yang benar adalah gambar B

Prinsip kerjanya adalah: untuk memindahka panas dari reservoir dingin ke reservoir

panas perlu dilakukan kerja.

6. Diketahui : T2 = 00C = 273 K

T1 = 1000C = 373 K

Q1 = 1000 joule

Ditanya : a. Efisiensi mesin ( e )

b. Kerja yang dilakukan ( W ) c. Panas yang dibuang oleh mesin ( Q2 )

Jawab :

a. Menghitung efisiensi mesin

Untuk menghitung efiensi mesin menggunakan persamaan: e = 1-1

2

T

T



Q1

W

Q2

mesin

T1 = 1000C

T2 = 00C

mesin

Q1 = 1000 J

Q2 = ?

W = ?


90

90

e = 1-1

2

T

T = 1 -

K

K

373

273 = 1- 0,732 = 0,268 ≈ 0, 27

Jadi efisiensi mesin adalah 0,27

b. Menghiung kerja yang dilakukan ( W )

Untuk menghitung kerja yang dilakukan oleh mesin menggunakan persamaan :

e =1Q

W ⇒ W = Q1 x e

Maka, W = 1000 J x 0,27 = 268,1 J

Jadi kerja yang dilakukan oleh mesin sebesar 268,1 J.

c. Menghitung panas yang dibuang oleh mesin ( Q2 )

Untuk menghitung panas yangdibuang oleh mesin menggunakan persamaan :

W = Q1 - Q2 ⇒ Q2 = Q1 – W

Maka : Q2 = 1000 J – 268,1 J = 731,9 J

Jadi panas yang dibuang oleh mesin sebesar 731,9 J.

7. Diketahui : Koefisien performansi ( Cp ) = 0,6

T2 = 00C = 273 K

T1 = 1000C = 373 K

Q2 = 500 J

Ditanya : a. Kerja yang dilakukan pada sistem ( W )

b.Panas yang dilepas oleh mesin ke suhu tinggi (Q1 )

Jawab :T1 =1000C

T2 = 00 C

mesin

Q1 = ?

Q2 = 500J

W= ?


91

91

a. Menghitung kerja yang dilakukan pada sistem ( W )

Untuk mengitung kerja yang dilakukan pada sistem menggunakan persamaan:

Cp =W

Q2 ⇒ W =pC

Q2

Maka : W =6,0

500J = 833,33 J

Jadi kerja yang pada sistem sebesar 833,33 J.

b. Menghitung panas yang dilepas oleh mesin ke suhu tinggi (Q1 )

Untuk menghitung panas yang dilepas oleh mesin ke suhu tinggi mengguakan

persamaan : W = Q1 - Q2 ⇒ Q1 = W + Q2

Maka : Q1 = 833,33 J + 500 J = 1333,33 J

Jadi besarnya panas yang dibuang mesi ke suhu tinggi adalah 1333,33 J

8. Proses reversibel adalah suatu proses di mana sistem dan semua bagian di

sekelilingnya dapat dengan tepat kembali ke keadaan awal setelah proses

berlangsung. Contoh : osilasi pendulum di ruang hampa.

9. Entropi adalah derajad ketidakaturan dari suatu keadaan. Jika sebotol

tintanberwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air, maka entropi sistem

akan bertambah. Pencampuran tinta berwarna dan air berawal dari keadaan yang

relatif teratur, di mana masing-masing fluida terpisah dan berbeda satu sama lain.

Keadaan akhir setelah pencampuran adalah tidak teratur karena masing-masing

fluida secara acak dikelilingi kedua fluida. Dalam keadaan ini entropinya lebih

besar.

10. Proses adiabatik adalah suatu proses di mana tidak ada panas yang masuk atau

keluar meninggalkan sistem, sehingga ∆ Q = 0. Jika suatu gas mengalami


92

92

pemuaian secara adiabatik dan reversibel maka perubahan keadaan entropinya

adalah nol. Perubahan entropi pada proses reversibel dS =dT

dQ. Karena dQ = 0,

maka dS = 0.


93

93

Lampiran 5

Kriteria penskoran pada masing-masing soal.

1. Soal nomor 1, 2, dan 3 merupakan soal yang berhubungan dengan arah aliran

panas.Soal-soal tersebut mempunyai skor maksimal 4 dan bobot soal 2.

2. Soal nomor 4 merupakan soal pemahaman tentang prinsip dasar mesin panas. Soal

tersebut mempunyai skor maksimal 4 dan bobot soal 3.

3. Soal nomor 5 merupakan soal pemahaman tentang prinsip dasar mesi pendingin. .

Soal tersebut mempunyai skor maksimal 4 dan bobot soal 3.

4. Soal nomor 6 merupakan soal hitungan tentang mesin panas. Soal tersebut

mempunyai skor maksimal 4 dan bobot soal 5.

5. Soal nomor 7 merupakan soal hitungan tentang mesin pendingin. . Soal tersebut


6. Soal nomor 8 merupakan soal pemahaman tentang proses reversibel. Soal tersebut


7. Soal nomor 9 merupakan soal pemahaman tentang entropi. Soal tersebut


8. Soal nomor 10 merupakan soal pemahaman tentang entropi dan proses adiabatik

reversibel. Soal tersebut mempunyai skor maksimal 4 dan bobot soal 3.


94

94

Lampiran 6

RANGKUMAN JAWABAN PARTISIPAN

Soal nomor 1. Partisipan diminta untuk menjelaskan apa yang terjadi dengan

temperatur besi dan air ketika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin

tersebut.

No. Macam Jawaban Partisipan Jumlah

Partisipan

Partisipan

1. Temperatur besi dan air akan sama karena

besi yang suhunya 80 0C akan melepaskan

kalor ke air yang bersuhu 20 0C sehingga

suhu keduanya akan setimbang.

11 2, 4, 8, 9, 10,

11, 12, 14, 16,

17, 18

2. Temperatur besi dan air lama-lama akan

sama karena terjadi perpindahan kalor dari

besi ke air.

5 3, 6, 7, 13, 15

Soal Nomor 2. Partisipan diminta untuk menjelaskan mengapa secangkir kopi

panas bisa menjadi hangat jika dibiarkan begitu saja di atas meja.


Partisipan

Partisipan

1. Karena perbedaan suhu ruangan dan suhu

kopi panas, kopi tersebut membuang panas

ke udara sehingga suhunya akan turun. Jika

dibiarkan saja lama-lama suhu kopi itu

akan sama dengan duhu sekitarnya.

7 2, 4, 6, 8, 12,

13, 17

2. Kopi tersebut menjadi hangat karena

dipengaruhi oleh suhu ruangan di

sekitarnya sehingga kopi akan melepas

4 3, 9, 10, 16


95

95

kalor ke ruangan sehingga lama-lama

suhunya akan sama.

3. Kopi menjadi hangat karena kalor

merambat ke medium lain selain cangkir.

Perambatan akan terjadi pada meja dan

udara sekitar cangkir tersebut.

1 7

4. Kopi bisa menjadi hangat karena kopi

panas tidak ditutup sehingga terpengaruh

oleh suhu luar. Jadi suhunya lama

kelamaan akan turun karena temperatur

udara.

4 11, 14, 15, 18

Soal nomor 3. Partisipan diminta untuk menjelaskan arti kata spontan dalam

kalimat “ Panas tidak pernah mengalir secara spontan dari benda yang dingin ke

benda yang panas”.


Partisipan

Partisipan

1. Setuju. Spontan berarti dengan sendirinya

tanpa melakukan kerja. Contohnya air

dingin membutuhkan kalor untuk menjadi

panas.

5 2, 4, 8, 9, 17

2. Setuju. Spontan berarti perpindahan kalor

dari benda dingin ke benda lebih panas

terjadi secara bertahap, maksudnya benda

panas itu tidak langsung menjadi dingin,

Contohnya gelas yang yang berisi air panas

yang ditaruh ke dalam mangkuk yang

berisi es, maka air panas lama-lama akan

1 3


96

96

dingin.

3. Setuju. Yang dimaksud spontan adalah

langsung atau dengan sendirinya tanpa

harus melakukan kerja. Contohnya es yang

dipanaskan tidak langsung menjadi panas

tetapi harus mencair kemudian baru

mendidih dan menguap

4 10, 13, 14,

15

4. Setuju. Spontan berarti berlangsung secara

alami. Contohnya ketika memanaskan air.

Kalor akan mengalir menjadikan

tempatnya panas dan lama-lama air ikut

panas. Jadi kalor mengalir dari benda yang

panas ke benda yang dingin, bukan dari

dingin ke panas.

2 6, 7

5. Setuju. Spontan berarti dengan sendirinya.

Jadi suatu benda yang dingin

membutuhkan energi untuk menjadi panas.

3 11, 18

6. Setuju. Spontan artinya secara langsung.

Kalor dapat mengalir dari benda panas ke

benda dingin, tidak bisa sebaliknya. Kalor

bisa mengalir dari benda dingin ke benda

panas butuh proses. Proses ini dinamakan

usaha. Contohnya besi yang dingin bisa

jadi panas karena adanya pemanasan.

2 12, 16


97

97

Soal nomor 4. Partisipan diminta untuk memilih gambar digram transfer energi

pana mesin panas yang sesungguhnya. Kemudian parisipan diminta untuk

menjelaskan prinsip kerjanya.


Partisipan

Partisipan

1 Gambar A. Prinsip kerjanya: kalor yang

berada pada temperatur tinggi akan diubah

menjadi kerja dan sebagian akan dibuang

ke temperatur rendah.

4 2, 7, 8, 17

2. Gambar C. Prinsip kerjanya: kalor yang

berasal dari temperatur rendah mengalir ke

temperatur yang tinggi dengan

membutuhkan usaha.

7 3, 11, 12, 13,

14, 15

3. Gambar A. Prinsip: kerjanya: Kalor pada

temperatur tinggi akan menghasilkan kerja

dan dibuang ke temperatur rendah.

3 4, 10, 16

4. Gambar A. Prinsip :Mesin bekerja

memindahkan energi dari temperatur tinggi

ke temperatur rendah.

2 6, 9, 18

Soal nomor 5. Partisipan diminta untuk memilih gambar digram transfer energi

pada mesin pendingin yang sesungguhnya. Kemudian parisipan diminta untuk

menjelaskan prinsip kerjanya.


Partisipan

Partisipan

1. Gambar D. Prinsip : kalor yang berada

pada temperatur tinggi akan dibah menjadi

kerja dan sebagian akan dibuang ke

7 2, 6, 10, 14,

15, 17, 18


98

98

temperatur rendah.

2. Gambar C. Prinsip : untuk menurunkan

temperatur dibutuhkan suatu energi.

2 3, 7

3. Gambar B. Prisip : kalor pada temperatur

rendah akan berpindah ke temperatur tinggi

karena adanya kerja.

4 4, 11, 12, 13,

4. Gambar B. Prinsipnya : dengan melakukan

kerja kalor diambil dari temperatur rendah,

dan sebagian kalor dibuang pada

temperatur tinngi.

3 8, 9, 16

5. Gambar B ( tanpa disertai alasan) 1 10

Soal nomor 6 tentang hitungan sederhana tentang mesin panas. Partisipan

diminta untk menghitung besarnya efisiensi mesin, panas tang dibuang oleh

mesin, dan besarnya kerja yaang dilakukan.


Partisipan

Partisipan

1. Efisiensi mesin

JK

K

T

T26,0

373

27311

1

2 =−=−=

Panas yang dibuang oleh mesin

Q2 =1

12

T

QT =

( )( )K

JK

373

1000273 = 731 J

Besarnya kerja mesin W = Q1 – Q2 = 1000 J – 731 J = 268 J

1 2

2. Besarnya kerja mesinW = Q2 – Q1

Q2 =1

12

T

QT =

( )( )K

JK

373

1000273= 731 J

Efisiensi mesin

2 16, 17


99

99

K

K

T

T

373

27311

1

2 −=−= = 0,27

Panas yang dibuang mesin

T = T1 – T2 = 373 K – 273 K = 100 K

3. Besarnya kerja mesin W = Q 2 – Q1

Panas yang dibuang mesin T = T1 – T2 = 373 K – 273 K = 100 KEfisiensi mesin

K

K

T

T

373

27311

1

2 −=−= = 0,27

3 4, 8, 12

4. Besarnya kerja mesin100 Joule x i00 0 C = 1000 Joule = 10 K JPanas yang dibuang = 100 0C – 0 0 = 100C

Efisiensi mesin

1

21T

T−= = 1 -100

0 = 1

3 3, 7, 9

5. Besarnya kerja mesin = 10Panas yang dibuang oleh mesin = 100.

Efisiensi mesin =100

10 x 100 % = 10 %

2 10, 11


100

100

Soal nomor 7 tentang hitungan sederhana tentang mesin pendingin. Partisipan

diminta untuk menghitung besarnya panas yang dibuang oleh mesin dan kerja

yang dilakukan oleh sistem.


Partisipan

Partisipan

1. Panas yang dibuang oleh mesin T = T1 – T2 = 373 K – 273 K = 100 K

Kerja yang dilakukan sistem

Cp =W

Q2 =6,0

500J = 8, 333 J

2 8, 17

2. Panas yang dilepas oleh mesin ke suhutinggi = 100 Kerja yang dilakukan oleh sistem = 50

3 4, 7, 12

3. Panas yang dibuang oleh mesin T = T1 – T2 = 373 K – 273 K = 100 KKerja yang dilakukan sistemW = Q2 – Q1

3 2, 10, 11

Soal nomor 8. Partisipan diminta untuk menjelaskan proses reversibel dan

diminta untuk memberika conoh peristiwa reversibel.


Partisipan

Partisipan

1. Proses reversibel adalah proses yang dapat

kembali ke wujud semula. Contohnya

perubahan air → es → air

8 2, 3, 4, 7, 12,

13, 16, 17

2. Proses reversibel adalah suatu proses yang

dapat berlangsung bolak balik. Contohnya

perubahan air → es → air

5 6, 8, 10, 14,

18

3. Proses reversibel adalah proses bolak balik. 1 15


101

101

Contohnya mesin akan bekerja secara

maksimal dan kemudian akan kembali ke

keadaan semula.

4. Proses reversibel adalah proses yang dapat

kembali ke keadaan awal. Contoh lilin

yang dipanaskan akan membeku seperti

semula.

1 9

Soal nomor 9. Partisipan diminta untuk menjelaskan pengertian entropi


Partisipan

Partisipan

1. Entropi adalah ukuran ketidakteraturan

sistem. Keadaan entropi sistem akan

bertambah karena sistem tersebut semakin

tidak teratur.

5 2, 3, 9, 10, 15

2. Entropi adalah ketidakteraturan sistem 3 4, 11, 18

3. Entropi adalah konsentrasi larutan yang

tidak dapat kembali ke keadaan semula.

2, 7, 8

4. Entropi adalah ukuran ketidakteraturan

sistem. Keadaan entropi bertambah kerena

perpaduan antara air dan tinta dibutuhkan

suatu energi. Keadaan entropi akan

bertambah sesuai dengan perubahan energi

yang dialami.

3 12, 13, 17

5. Entropi adalah ketidakteraturan dua zat

atau lebih. Makin tidak teratur berarti

entropinya makin besar.

1 16


102

102

Soal nomor 10. Partisipan diminta untuk menjelaskan entropi dan proses

adiabatik reversibel


Partisipan

Partisipan

1. Proses adiabatik adalah suatu proses dimana tidak terdapat perubahan kalor.

9 2, 3, 8, 9, 10,

12, 13, 16, 18

2. Jika suatu gas mengalami pemuaian secara

adiabatik dan reversibel maka entropi

sistemnya tetap.

1 17


103

103

Lampiran 7

TRANSKRIP WAWANCARA

Wawancara dengan partisipan nomor 2

P : Ini Ani ya. Saya akan mulai bertanya dari nomor 1. Jika besi panas dimasukkan ke dalam

air dingin apakah yang akan terjadi dengan temperatur besi dan air setelah besi

dimasukkan ke dalam air ?

S : Besi dimasukin to ke dalam air. Setelah itu suhu kedua benda itu pasti akan sama.

P : Pasti akan sama ?

S : Besinya menyesuaikan dengan keadaan air, air menyesuaikan dengan keadaan besi.

P : Apa yang kamu maksud dengan menyesuaikan ?

S : Besinya kan panas, masuk ke air. Kalor yang ada di besi akan berpindah ke air. Jadi

keduanya akan saling menyesuaikan. Lama kelamaan suhu besi dan air akan sama.

P : Dengan cara apa kalor dari besi berpindah ke air ?

S : Konduksi.

P : Mengapa kok konduksi ? Kamu tahu apa yang dimaksud dengan konduksi ?

S : Tahu. Kalau tidak salah konduksi itu perpindahan kalor dari benda yang bersentuhan yang

diakibatkan karena perbedaan suhu.

P : Nah, kalau kalor sendiri itu apa ?

S : Kalor itu panas.

P : Maksudnya ? Jadi kalor sama dengan panas ?

S : Iya.

P : Jika demikian panas itu apa ?

S : Panas itu energi.

P : Energi yang bagaimana maksudmu ?

S : He..he..

P ; Kok malah ketawa ?

S : Panas itu kan salah satu bentuk energi.


104

104

P : Kalau energi itu apa ?

S : Energi itu sesuatu yang terkandung dalam suatu benda.

P : Apa yang kamu maksud dengan sesuatu ?

S : Apa ya.........? Mungkin kekuatan

P : Maksudnya ?

S : Eee, kekuatan untuk melakukan sesuatu.

P : Misalnya apa ?

S : Misalnya… ( Siswa terdiam )

P : Misalnya apa ?

S : (Siswa menggelengkan kepala)

P : Ok. Saya mau tanya lagi. Kalor yang dilepaskan besi ke air itu seluruhnya atau sebagian

saja ?

S : Sebagian

P : Mengapa kok hanya sebagian ?

S : Karena kan besi juga harus menyesuaikan diri dengan lingkungan sekitarnya to, jadi besi

masih punya kalor. Saya kira kayak gitu.

P : Tadi kamu mengatakan bahwa lama kelamaan suhu besi dan air akan sama. Apakah

ketika suhu keduanya telah sama masih bisa terjadi perpindahan kalor ?

S : Tidak karena sudah setimbang.

P : Ok. Sekarang nomor 3 ya. Panas tidak pernah mengalir secara spontan dari benda yang

dingin ke benda yang panas. Maksud kata spontan dalam pernyataan itu artinya apa ?

S : Spontan itu berarti tanpa perantara.

P : Maksudnya perantara ?

S : Jadi suatu benda dingin untuk menjadi panas harus ada usaha atau kerja.

P :Kalau begitu artinya spontan apa ?

S : Spontan itu ya nggak langsung, jadi harus ada usaha atau kerja.

P : Contoh peristiwa yang mendukung pernyataan “Panas tidak pernah mengalir secara

spontan dari benda yang dingin ke benda yang panas” apa ?

S : Kulkas. Kulkas itu kan prinsipnya ngambil kalor dari tempat yang lebih dingin ke tempat

yang panas dengan melakukan usaha

P : Sekarang nomor 5 ya. Manakah gambar gambar mesin pendingin yang benar ?


105

105

S : Aku milihnya D.

P : Mengapa ?

S : Prosesnya sama seperti mesin panas kan ?

P : Apa iya ?

S : Hmmm........nggak tahu.

P : Menurutmu mesin panas itu apa ?

S : Mesin yang fungsinya untuk memanaskan.

P : Contohnya apa ?

S : Seterika.

P : Seterika ? Mesin lho.

S : Oh mesin ya. Mesin motor.

P : Kalu menurutmu mesin pendingin itu apa ?

S : Mesin yang fungsinya buat mendinginkan.

P : Contohnya apa ?

S : Lemari es.

P : Nah dari pengertian dan contohnya saja sudah beda, masa prinsip kerja mesin panas dan

mesin pendingin sama?

S : Oh iya ya.

P : Kalau begitu bisa nggak menjelaskan prinsip kerja mesin pendingin ?

S : Wah, nggak tahu.

P : Ya sudah tidak apa – apa.

S : Maaf ya mbak.

P : Ok. Sekarang nomor 7 ya.

S : Ya.

P : Soal ini merupakan soal hitungan sederhana tentang mesin pendingin. Informasi apa yang

ada di soal tersebut ?

S : Koefisien performansi 0,6 , temperatur rendah 00C , temperatur tinggi 1000C dan panas

yang diserap mesin 500 Joule.

P : Sekarang kamu gambarkan mesin pendingin.

S : (Siswa mulai menggambar)


106

106

P : Lho kok seperti ini gambarnya. Coba ingat kembali ke nomor 4 dan 5. Inget nggak tadi

kamu bilang mesin kalor dan mesin pendingin itu berbeda. Tapi kok gambar yang kamu

gambarkan ini gambar mesin panas ?

S : Oh iya mbak, lupa. Tanda panahnya kebalik ya.

P : Coba tuliskan informasi yang diketahui.

S : (Siswa menulis).

P : 500 Joule itu apa ?

S : Panas yang diserap mesin.

P : Kalau menurut gambar yang kamu buat dia letaknya di mana ?

S : Di sini, di Q2.

P : Berapa panas yang dibuang ke suhu tinggi ? Cara mencarinya seperti apa ?

S : Nggak bisa e mbak, soalnya Q1 nggak diketahui.

P : Tapi masih bisa dikerjakan kok meskipun Q1 nya tidak diketahui. Kan ada coefisien

performansi.

S : Saya nggak tahu coefisien performansi itu apa, kayaknya belum pernah denger.

P : Yakin belum pernah denger ?

S : Iya.

P : Ya sudah. Kalau kerja yang dilakukan oleh mesin nyarinya gimana ?

S : Kerja itu kan W, jadinya W = Q1 - Q2

P : Mengapa Q1 – Q2 ?

S : Setahuku Q1 itu selau lebih besar dari Q2

P : Kamu tahu dari mana kalau Q1 itu selau lebih besar dari Q2 ?

S : Kayaknya kok.

P : Oh, jadi kamu nggak tahu pasti ya ?

S : Iya. Tapi kalau nggak salah W = Q1 - Q2

P : Kemarin kok kamu tidak menjawab seperti itu ?

S : Kemarin bingung karena Q1 nya nggak diketahui.

P : Kan bisa dicari dari koefisien performansi.

S : Nggak ngerti e mbak.

P : Sekarang nomor 9. Kamu tahu nggak entropi itu apa ?

S : Ketidakteraturan suatu sistem.


107

107

P : Maksudnya ?

S : Sistem semakin tidak teratur.

P : Jika sebotol tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air akhirnya akan

terjadi perpaduan warna antara air dengan tinta. Bagaimana keadaan entropi sistemnya?

S : Sistemnya semakin tidak teratur karena terjadi percampuran warna.

P : Kalau begitu entropi sistemnya bertambah atau berkurang ?

S : Bertambah

P : Apa alasannya ?

S : Aku mikirnya sistemnya udah nggak teratur lagi, makanya entropinya bertambah.

P : Yakin ?

S : Ya

P : Sekarang nomor 10. Menurutmu proses adiabatik itu apa ?

S : Apa ya.... Eee, kalau nggak salah adiabatik itu adalah peristiwa tidak ada kalor yang

keluar atau masuk ke dalam sistem.

P : Mengapa kok tidak ada kalor yang masuk atau keluar ke dalam sistem ?

S : Karena sistemnya tertutup.

P : Coba ingat lagi nomor 8. Reversibel artinya apa ?

S : Peristiwa yang dapat kembali ke keadaan semula.

P : Jika suatu gas mengalami pemuaian secara adiabatik dan reversibel berapa perubahan

entropinya ?

S : Tidak tahu mbak.

P : Tadi kamu bisa tahu proses adiabatik, proses reversibel, dan entropi. Tapi mengapa tidak

tahu berapa perubahan entropinya ?

S : Bingung mbak.

P : Ok. Terimakasih ya.

Wawancara dengan partisipan nomor urut 6

P : Kita mulai nomor 1 ya. Apa yang akan terjadi dengan temperatur besi dan air dingin

ketika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin ?


108

108

S : Temperatur besi menurun, temperatur air meningkat. Lama – lama suhu air dan besi akan

sama.

P : Mengapa temperaturnya bisa sama ?

S : Kan ada perpindahan kalor atau panas dari besi ke air.

P : Perpindahan kalor itu terjadinya dengan cara apa ?

S : Konduksi.

P : Menurutmu konduksi itu apa ?

S : Konduksi adalah peristiwa perpindahan kalor karena ada dua benda yang bersentuhan dan

suhunya beda.

P : Tadi kamu mengatakan kalor. Kalau menurutmu kalor itu apa ?

S : Kalor..............(siswa diam sejenak). Kalor itu panas gitu lah, suhu, temperatur.

P : Maksudnya ?

S : Kalor itu ya panas.

P : Kalau gitu panas itu apa?

S : Panas itu energi.

P : Energi yang bagaimana ?

S : Energi yang terkandung dalam setiap benda.

P : Kalau begitu, energi itu apa ?

S : Sesuatu yang memberi kekuatan.

P : Kekuatan apa maksudnya ?

S : He...he...he...(siswa tertawa) Nggak tahu. Bingung.

P : Sekarang saya tanya nomor 3 ya.

S : Ya.

P : Kalor tidak pernah mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda yang lebih panas.

Kamu setuju dengan pernyataan itu nggak ?

S : Ya.

P : Maksud kata spontan pada pernyataan itu apa ?

S : Spontan berarti berlangsung sendiri secara alami.

P : Maksudnya secara alami itu apa ?

S : Misalnya es jika dibiarkan lama – lama akan mencair. Itu yang aku maksud dengan

alami.


109

109

P : Ok, sekarang nomor 4. Manakah gambar proses transfer energi yang benar pada mesin

panas ?

S : Yang A.

P : Apa alasanmu memilih A ?

S : He..he..he... Sebenarnya kemarin saya bingung. Terus saya memilih jawaban A. Lalu saya

menjelaskan peristiwa transfer energinya dengan melihat tanda anak panah.

P : Dari gambar yang kamu pilih coba jelaskan proses transfer energinya.

S : Kalor mengalir dari temperatur tinggi kemudian melepas energi sehingga temperaturnya

menjadi rendah.

P : Kamu tadi mengatakan melepas energi. Energi apa ?

S : Energi kalor.

P : Energinya dikeluarkan ke mana ?

S : Ke luar, ke lingkungan.

P : Tadi kamu bilang karena mengeluarkan energi maka temperaturnya rendah. Yang kamu

maksud dengan temperatur rendah itu temperatur apa ?

S : Nggak tahu, bingung.

P : Oh, rupanya kemarin kamu Cuma asal menebak aja to.

S : Iya.

P : Kita lanjut ke soal nomor 5. Menurutmu manakah gambar transfer energi pada mesin

pendingin ?

S : Yang D.

P : Alasannya apa ?

S : Sama seperti yang tadi mbak.

P : Maksudmu sama dengan mesin kalor ?

S : Iya.

P : Mengapa ?

S : Karena saya kira prinsip kerja mesin pendingin sama dengan mesin panas.

P : Kamu kok bisa berfikir kalau prinsip kerja mesin pendingin itu sama dengan mesin kalor

? Menurutmu mesin kalor itu apa ?

S : Mesin yang dapat menghasilkan panas.

P : Contohnya apa ?


110

110

S : Mesin kendaraan.

P : Kalau mesin pendingin itu apa?

S : Mesin pendingin itu mesin yang dapat mendinginkan.

P : Contohnya apa ?

S : AC.

P : Sekarang nomor 6 ya.. Informasi apa saja yang ada di soal ?

S : Suhu reservoir rendah 00C, suhu reservoir tinggi 1000C, panas 1000 Joule.

P : Coba gambarkan mesin panas. Dari nomor 4, mana gambar mesin panas yang benar ?

S : Yang A.

P : Untuk memudahkan memahami soal itu, coba kamu gambarkan mesin panas yang benar.

S : Yang kayak tadi ?

P : Iya.

S : (Siswa mulai menggambar).

P : Nah, dari data – data tersebut gimana caranya mencari besarnya kerja mesin ?

S : Kerja itu kalau tidak salah kan W. Jadi W = Q1 - Q2

P : Rumus itu diperoleh dari mana ?

S : Nggak tahu. Tapi kalau tidak salah memang kayak gitu

P : Q1 dan Q2 itu menyatakan apa ?

S : Q1 itu panas yang diserap mesin. Q2 itu panas yang dikeluarkan mesin.

P : Sekarang pertanyaan yang b. Tahu nggak besarnya panas yang dibuang oleh mesin ?

S : Nggak tahu e mbak.

P : Kalau yang c tahu nggak. Berapa efisiensi mesinnya ? Cara mencarinya gimana ?

S :1

21Q

T−=

P : Persamaan itu diperoleh dari mana ?

S : Rumusnya memang seperti itu.

P : Sebenarnya efisensi mesin itu berhubungan dengan apa ?

S : Nggak tahu.

P : Soal nomor 7 ini merupakan soal hitungan tentang mesin pendingin. Apa saja yang

diketahui ?


111

111

S : Koefisien performansi 0,6 , suhu reservoir dingin 00C dan suhu reservoir panas 1000C.

Panas yang diserap mesin 500 Joule.

P : Berapa besarnya kerja yang dilakukan pada sistem itu ?

S : Kerja itu W = Q1 - Q2

P : Dari soal itu mana yang menyatakan Q1 ?

S : Tidak diketahui.

P : Kalau yang menyatakan Q2 ?

S : 500 Joule.

P : Lalu besarnya kerja mesin berapa ?

S : Nggak tahu. Q1 nggak diketahui.

P : Tapi kan dalam soal diketahui koefisien performansi. Tahu nggak hubungan kerja dengan

koefisien performansi ?

S: Nggak tahu.

P : Koefisien performansi artinya apa ?

S : Aduh nggak tahu mbak.

P : Sekarang nomor 9. Kamu pernah mendengar istilah entropi ?

S : Pernah.

P : Kalau begitu, apa sich entropi ?

S : Entropi ?

P : Iya, apa coba ?

S : (Siswa diam saja )

P : Inget nggak. ?

S : Agak lupa.

P : Kalau sebotol tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air, bagaimana

keadaan entropinya ?

S : Berkurang.

P : Apa alasannmu mengatakan berkurang.

S : Karena menyebabkan warnanya tercampur.

P : Kalau warnanya tercampur artinya apa ?

S : ( Siswa diam sejenak) Bingung, mbak.

P : Sekarang nomor 10. Kamu tahu nggak apa yang dimaksud dengan adiabatik ?


112

112

S : Adiabatik ?

P : Iya.

S : Kalau tidak salah adiabatik itu peristiwa yang di dalamnya tidak ada perubahan kalor.

P : Maksudnya tidak ada perubahan kalor ?

S : Tidak ada kalor yang masuk atau keluar sistem.

P : Kita lihat nomor 8, proses reversibel itu apa sich ?

S : Proses yang dapat berlangsung bolak balik.

P : Maksudnya bolak balik seperti apa ? Bisa beri contoh nggak ?

S : Maksudnya benda bisa kembali ke keadaan semula.

P : Contohnya apa ?

S : Air bisa jadi es terus es bisa jadi air.

P : Apakah hal itu bisa terjadi begitu saja ?

S : Bisa.

P : Bisa ? Memang air bisa berubah begitu saja menjadi es ?

S : Ya enggak. Tapi kan kalau didinginkan air bisa membeku jadi es.

P : Terus gimana caranya supaya es bisa jadi air /

S : Dipanasi. Kalau nggak didiamkan saja nanti lama – lama jadi air.

P : Apa kamu yakin itu peristiwa reversibel ?

S : Iya.

P : Apa sich syarat supaya terjadi peristiwa reversibel ?

S : Hmmm...Adanya perbedaan suhu. Kayak tadi es yang beku kalau dipanasi nantinya akan

jadi air.

P : Peristiwa itu terjadi secara langsung nggak ?

S : Butuh proses, butuh waktu.

P : Apakah di dalam peristiwa reversibel dibutuhkan suatu proses dan waktu ?

S : Hmm....iya.

P : Yakin ?

S : (Siswa mengangguk) Iya.

P : Nah, jika suatu gas mengalami pemuaian secara adiabatik dan reversibel, perubahan

entroinya berapa ?

S : Maaf mbak saya benar – benar nggak tahu.


113

113

P : Ya sudah. Terimakasih atas waktunya ya.

Partisipan nomor 09

P : Sekarang nomor 1 ya. Jika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin apa yang akan

terjadi dengan temperatur besi dan air ?

S : Eee.. besi panas dimasukkan ke dalam air dingin mungkin air dingin itu akan jadi panas

atau suhunya meningkat karena panas yang dilepas oleh besi. Lama – lama suhu besi dan

air akan sepadan.

P : Maksudnya sepadan apa?

S : Suhunya itu akan sama. Suhu besi dan air akan setimbang.

P : Menurutmu keadaan setimbang itu apa ?

S : Kedua suhunya pada akhirnya akan sama.

P : Besi melepas panas ke air denga cara apa?

S : Kayaknya konduksi deh.

P : Mengapa konduksi ?

S : Pokoknya konduksi deh. Saya lupa, tapi yang jelas bukan konveksi atau radiasi.

P : O iya, tadi kamu mengatakan panas. Panas itu apa sich?

S : Panas itu ya kalor.

P : Jadi panas sama dengan kalor ?

S : Eeee.. iya.

P : Kalau gitu kalor artinya apa ?

S : Kalor adalah energi yang terkandung dalam benda .

P : Kalau energi itu apa?

S : Gak tahu mbak. Bingung.

P: Ok. Sekarang nomor 3 ya. Kalor tidak pernah mengalir secara spontan dari benda yang




S : Jadi suatu benda dingin untuk menjadi panas harus ada usaha.



114

114

S : spontan itu ya nggak langsung, jadi harus ada usaha.

P : Usahanya seperti apa ?

S : Pendinginan. Air bisa jadi es karena didinginkan dalam kulkas.

P : Sekarang nomor 4 ya. Manakah gambar mesin panas yang benar ?

S : Mesin panas ?

P : Iya.

S : Eeee…… ( Siswa diam sejenak )

P : Menurutmu mesin panas itu apa ?

S : Eee.. Apa ya ? Mesin panas itu mungkin mesin yang dapat merubah temperatur.

P : Maksudnya merubah temperatur itu apa ?

S : Eee... mesin yang dapat merubah temperatur dingin menjadi temperatur yang panas.

P : Mengapa bisa merubah temperatur ?

S : Kan ada W.

P : W yang mana ?

S : Yang ini ( Siswa menunjukkan gambar ).

P : Pada gambar, W itu menunjukkan apa ?

S : W itu kalau tidak salah usaha.

P : Lantas kok W (usaha) itu bisa merubah temperatur?

S : Wah, bingung mbak. Susah.

P : Kalau begitu menurutmu mana gambar mesin panas yang benar ?

S : Hehehehe

P : Kok ketawa. Yang mana dong ?

S : Eee… Kalau tidak salah yang A

P : Bisa menjelaskan prinsip kerjanya ?

S : Nggak bisa, mbak.

P : Sekarang nomor 6. Apa saja yang diketahui dalam soal ?

S : Suhu rendah 00C , Suhu rendah 1000C , panas yang diserap 1000 joule.

P : Dari soal tersebut, tahu nggak berapa besarnya kerja mesin ?

S : Nggak tahu, mbak.

P : kalu begitu coba kamu gambar lagi mesin panas.

S : ( Siswa menggambar mesin panas ) . Kayak gini mbak ?


115

115

P : Iya. Terus kerjanya gimana ?

S : Eee...

P : Ini W kan ?

S : Iya.

P : W itu apa ?

S : Energi.

P : Besar energinya berapa ?


P : Kalau yang b, berapakah panas yang dibuang oleh mesin ?

S : Eee.. 10.

P : Dari mana ?

S : 1000 dibagi 100.

P : Kok bisa begitu ?

S : 1000 itu kan panas yang diserap mesin. Yang 100 itu suhu. Karena panas yang dibuang

itu kan ke suhu yang rendah, jadinya 1000 joule dibagi 100 0C.

P : Kok bisa begitu ? Dasarnya apa ?

S : He..he.. bingung, mbak.

P : Kalau efisiensi mesinnya berapa ?

S : ( Siswa diam saja )

P : Efisiensi mesin itu apa ? Tahu nggak ?

S : Nggak. Kayaknya belum pernah denger deh.

P : Baca soal nomor 7 ya. Soal ini berhubungan dengan mesin pendingin. Ingat soal nomor

5. Coba lihat, mana gambar mesin pendingin yang benar ?

S : Eee... Mesin pendingin itu kan kebalikan dari mesin panas. Eee.. jadinya gambarnya yang

ini, yang B.

P : Coba kamu gambar lagi.

S : ( Siswa menggambar )

P : Nah, apa saja yang diketahui dalam soal ?

S : Koefisien performansi 0,6 . Mesin bekerja pada reservoir 00C dan 1000C. Panas yang

diserap mesin 500 joule.

P : Berapa besarnya panas yang dilepas mesin ke suhu yang tinggi ?


116

116

S : ( Siswa diam saja ).

P : Untuk menjawab soal itu pakai rumus apa ?

S : (Siswa menggelengkan kepala) . Nggak tahu e mbak.

P : ya sudah. Kalau kerja yang dilakukan sistem ini besarnya berapa ?

S : Nggak tahu juga mbak. Lupa rumusnya.

P : Nomor 8 ya. Kamu pernah denger proses reversibel nggak ?

S : Pernah.

P : Kalau begitu apa yang dimaksud dengan reversibel ?

S : reversibel itu peristiwa yang dapat bolak balik.

P : Maksudnya bolak balik ?

S : Dapat kembali seperti semula.

P : Memangnya ada peristiwa yang dapat kembali seperti keadaan semula ?

S : Ada.

P : Apa contohnya ?

S : Eee.. Apa ya ? Ini, lilin yang dipanasi nanti kan bisa membeku. Membekunya itu seperti

keadaan semula.

P : Kembali ke keadaan semula ? Apa iya lilinnya bisa kembali ke keadaan semula ? Lilinnya

kan jadi nggak teratur lagi.

S : Tapi kan masih tetap beku.

P : Apakah lilin itu dapat mencair dengan sendirinya ?

S : Nggak.

P : Kalau begitu apakah peristiwa itu merupakan peristiwa reversibel ?

S : O iya ya. Itu peristiwa ireversibel ya.

P : Memang ireversibel itu apa ?

S : Peristiewa yang nggak bisa balik ke keadaan awal.

P : Kalau begitu ada nggak contoh peristiwa reversibel ?

S : Mungkin ada, tapi saya tidak tahu.

P : Apa syarat supaya benda dapat mengalami peristiwa reversibel ?

S : Nggak tahu, mbak. Lupa.

P : Nah sekarang nomor 10. Kamu pernah mendengar adiabatik ?

S : Pernah.


117

117

P : Kalau begitu apakah yang dimaksud dengan peristiwa adiabatik ?

S : Eee.. tidak ada kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem.

P : Kita kembali ke nomor 9, kamu tahu apa yang dimaksud denagn entropi ?

S : Kalau tidak salah entropi itu berhubungan dengan kekacauan.

P : Maksudnya kekacauan apa ?

S : Eee...apa ya. Pokoknya semacam...eee.. tidak teratur.

P : Bagaimana keadaan entropi sistem jika tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang

berisi air bening ?

S : Hmmm, bertambah.

P : Mengapa ?

S : Karena sistemnya tidak teratur. Airnya berubah warna jadi ketidakteraturannya

bertambah.

P : Nah kembali ke soal nomor 10, jika suatu gas mengalami pemuaian secara adiabatik dan

reversibel, berapa perubahan entropinya perubahan entropinya ?

S : ( Siswa Diam sejenak ).

P : Berapa coba ?

S : Nggak tahu mbak, lupa e.

P : Oh, ya sudah. Terimakasih ya.

Partisipan nomor 10

P : Ini Puji ya? Kita mulai dari nomor 1 ya.

S : Iya.

P : Jika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin apa yang akan terjadi dengan temperatur

besi dan air ?

S : Temperatur besi menurun. Temperatur air meningkat.

P : Mengapa bisa demikian ?

S : Kan ada perpindahan panas atau kalor.

P : Berpindahnya dari mana ke mana ?

S : Dari besi ke air.

P : Berpindahnya dengan cara apa?


118

118

S : Konveksi.

P : Yakin ? Konveksi itu apa ?

S : Kalau gak salah perpindahan kalor tanpa diikuti perpindahan suatu zat. Eh, bukan.

Kayaknya konduksi. Konduksi apa konveksi sich, mbak ?

P : Kalau menurutmu ?

S : Lupa, ya antara konveksi dan konduksi. Kalau radiasi itu kan gak mungkin.

P : Memangnya kenapa ?

S : Hmm, kalau radiasi kalau gak salah pancaran cahaya matahari ke bumi.

P : Tadi kamu mengatakan panas. Nah menurutmu panas itu apa ?

S : Panas itu energi yang dimiliki benda.

P : Kalau kalor itu apa?

S : Sama dengan panas.

P : O, jadi menurutmu kalor itu sama dengan panas.

S : Ya.

P : Kalau begitu, energi itu apa?

S : Energi itu ya kemampuan suatu benda untuk melakukan sesuatu atau kekuatan yang

dimiliki suatu benda.

P : Nah, kalau besi panasnya sudah dimasukin ke dalam air dingin lama- lama apa yang akan

terjadi?

S : Suhunya akan sama.

P : Sekarang nomor 3. Kalor tidak pernah mengalir secara spontan dari benda dingin ke

benda yang panas . Kamu setuju dengan pernyataan itu ?

S : Ya.

P : Menurutmu apa arti spontan dalam pernyataan tersebut ?

S : Sontan itu berarti langsung secara alami tanpa melakukan kerja.

P : Maksudnya kerja seperti apa ?

S : Seperti peristiwa mencairnya es. Es jika dibiarkan saja lama kelamaan akan mencair.

P : Oh begitu ya ?

S : Iya.

P : Sekarang nomor 5 ya. Manakah gambar gambar mesin pendingin yang benar ?

S : B.


119

119

P : Alasannya apa ?

S : Tidak tahu.

S : Hmmm........nggak tahu.

P : Menurutmu mesin kalor itu apa ?

S : Mesin yang dipakai untuk memanaskan.

P : Contohnya apa ?

S : Hiter

P : Hiter? Apa itu?

S : Hiter itu alat yang dipakai untuk memanaskan air.

P : Memang prinsip kerjanya seperti apa ?

S : Hiternya diksih air, terus langsung dipanasi dengan listrik. Beberapa saat airnya mendidih.

P : Kalu menurutmu mesin pendingin itu apa ?

S : Mesin yang fungsinya buat mendinginkan.

P : Contohnya apa ?

S : Lemari es.

P : Kalau begitu bisa nggak menjelaskan prinsip kerja mesin pendingin ?

S : Wah, nggak tahu.

P : Ya sudah tidak apa – apa.

S : Bingung e mbak.

P : Sekarang kita ke nomor 6. Soal ini merupakan soal hitungan sederhana tentang mesin

panas. Coba kita kembali ke soal nomor 4. Manakah gambar mesin panas yang benar ?

S : Aku milih A.

P : Alasannya ?

S : Q1 itu kalor pada temperatur tinggi. Sebagian kalor itu akan dikeluarkan karena mesin

melakukan kerja. Kalor yang tersisa yaitu Q2 akan mengalir ke temperatur yang lebih

rendah.

P : Oh gitu ya. Berapa besarnya kerja yang dilakukan oleh mesin panas ini ?

S : Q1 - Q2

P : Alasannya ?

S : Q1 lebih besar dari pada Q2. Makanya W = Q1 – Q2.

P : Informasi apa saja yang ada di soal ?


120

120

S : Suhu reservoir rendah 00 C, suhu reservoir tinggi 1000C, panas 1000 Joule.

P : Panas 1000 Joule berada di reservoir panas atau dingin ?

S : Panas.

P : Bagaimana cara mencari besarnya kerja mesin ?

S : Besarnya keja mesin itu W = Q1 – Q2.

P : Berapa nilai Q1 dan Q2 ?

S : (Siswa diam saja).

P : Coba kamu gambarkan mesin kalor yang benar.

S : (Siswa mulai menggambar mesin kalor).

P : Kalau sudah, tuliskan informasi yang ada pada soal. Panas 1000 Joule itu Q1 atau Q2 ?

S : Q1

P : Q1 itu menyatakan apa ?


P : Kalau Q2 apa?

S : Panas yang dibuang oleh mesin.

P : Cara mencari Q2 seperti apa ?

S : Pakai rumus W = Q1 – Q2.

P : Tapi kan W nya tidak diketahui dalam soal. Bisa menggunakan persamaan lain nggak ?

S : Aduh mbak, nggak tahu aku.

P : Kalau cara mencari efisiensi mesin gimana?

S : Pake persamaan1

21T

T−= x100%

P : Persamaan itu asalnya dari mana ?

S : ( Siswa diam saja ).

P : Tahu nggak ?

S : Nggak. Kalau nggak salah inget rumusnya memang seperti itu.

P : Ok. Sekarang nomor 7 ya.

S : ya.

P : Soal ini merupakan soal hitungan sederhana tentang mesin pendingin. Informasi apa yang

ada di soal tersebut ?


121

121

S : Koefisien performansi 0,6 , temperatur rendah 00C , temperatur tinggi 1000C dan panas

yang diserap mesin 500 Joule.

P : Sekarang kamu gambarkan mesin pendingin.

S : (Siswa mulai menggambar)

P : Lho kok malah menggambar mesin kalor ? Mesin kalor dan mesin pendingin sama

nggak?

S : Nggak.

P : Kenapa kalau tidak sama kamu menggambarnya seperti ini ?

S : Soalnya nggak tahu.

P: Berapa besarnya panas yang dilepas oleh mesin ke suhu tinggi ?

S : (Siswa diam saja). Bingung mbak.

P : Berapa besarnya kerja yang dilakukan pada sistem ?

S : Aduh..aku juga nggak tahu.

P : Sekarang nomor 8. Apakah yang dimaksud dengan proses reversibel ?

S : Proses dimana sesuatu dapat kembali ke keadaan semula.

P : Maksudnya dapat kembali ke keadaan semula apa ?

S :Suatu keadaan yang bisa bolak balik.

P : Contohnya apa ?

S : Air bisa jadi es, terus es kembali lagi menjadi air.

P : Lho tapi kan air tidak bisa langsung jadi es. Kalau dibiarkan saja airnya tetap jadi air.

P : Oh jadi itu peristiwa reversibel ya ?

S : Mungkin.

P : Apakah kamu tahu syarat supaya roses reversibel daat terjadi ?

S : (Siswa diam saja sambil menggelengkan kepala).

P : Kalau begitu apakah ada proses yang dapat kembali ke wujud semula ?

S : Mungkin tidak ada.

P : Sekarang nomor 10. Menurutmu proses adiabatik itu apa ?

S : Suatu proses dimana tidak ada penambahan dan penurangan kalor.

P : Mengapa kok tidak ada penambahan atau pengurangan kalor ?

S : Karena sistemnya tertutup, kalor yang di dalam sistem tidak bisa keluar dan kalor yang di

luar sistem tidak dapat masuk.


122

122

P : Kita lihat nomor 8 dan 9. Pada soal nomor 8 itu yang ditanyakan adalah proses reversibel.

Menurutmu proses reversibel itu apa ?

S : Proses dimana sesuatu dapat kembali ke keadaan semula.

P : Maksudnya dapat kembali ke keadaan semula apa ?

S : Suatu keadaan yang bisa bolak balik.

P : Contohnya apa ?

S : Air bisa jadi es, terus es kembali lagi menjadi air.

P : Lho tapi kan air tidak bisa langsung jadi es. Kalau dibiarkan saja airnya tetap jadi air.

P : Oh jadi itu peristiwa reversibel ya ?

S : Mungkin.

P : Apakah kamu tahu syarat supaya roses reversibel daat terjadi ?

S : (Siswa diam saja sambil menggelengkan kepala).

P : Kalau begitu apakah ada proses yang dapat kembali ke wujud semula ?

S : Mungkin tidak ada.

P : Kalau entropi itu apa ?

S : Ketidakteraturan suatu sistem.

P : Maksudnya ?

S : Sistem semakin tidak teratur.

P : Jika sebotol tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air akhirnya akan

terjadi perpaduan warna antara air dengan tinta. Bagaimana keadaan entropi sistemnya?

S : Sistemnya semakin tidak teratur karena terjadi percampuran warna.

P : Kalau begitu entropi sistemnya bertambah atau berkurang ?

S : Bertambah

P : Apa alasannya ?

S : Kan sistemnya semakin tidak teratur, jadi ketidakteraturannya semakin besar.

P : Yakin ?

S : Ya

P : Jika suatu gas mengalami pemuaian secara adiabatik dan reversibel, perubahan entropinya

berapa ?

S : ( Siswa diam saja )

P : Tahu nggak ?


123

123


P : Ya sudah. Terimakasih.

Partisipan nomor 14

P : Sekarang kita mulai dari nomor 1. Kalau besi panas dimasukkan ke dalam air dingin apa

yang akan terjadi dengan temperatur besi dan air?

S : Temperaturnya mungkin akan sama, dari besi sendiri akan melepaskan kalor nya, terus air

akan menerima kalor. Lama – lama suhu besi dan air akan sama.

P : Kalor yang dilepaskan besi ke air itu semuanya atau hanya sebagian saja ?

S : Sebagian saja.

P : Mengapa hanya sebagian ?

S : Hmm... ya sebagian saja. Mungkin karena besi itu juga masih membutuhkan kalor untuk

menyesuaikan diri dengan udara sekitarnya.

P : Tadi kamu mengatakan lama kelamaan suhu besi dan air akan sama. Nah, ketika suhu

keduanya sudah sama apakah masih ada aliran kalor dari besi ke air ?

S : Tidak ada.

P : Kalor dari besi itu mengalir ke air dengan cara apa ?

S : Apa ya ? Aduh lupa.

P : Coba kamu ingat lagi.

S : Konduksi ya ?

P : Mengapa konduksi ?

S : Karena besi itu kan penghantar panas yang baik atau konduktor yang baik.

P : Tadi kamu mengatakan kalor. Menurutmu kalor itu apa ?

S : Kalor itu panas.

P : Lalu artinya apa?

S : Kalau panas itu energi yang bisa dihitung.

P : Maksudnya ?

S : Ah nggak tahu mbak. Bingung.

P : Nah, kalau energi itu apa ?


124

124

S :Wah lupa mbak.

P: Ok. Sekarang nomor 3 ya. Kalor tidak pernah mengalir secara spontan dari benda yang




S : Jadi suatu benda dingin untuk menjadi panas harus ada usaha.


S : spontan itu ya nggak langsung, jadi harus ada usaha.

P : Usahanya seperti apa ?

S : Dipanasi. Es akan mencair kalau dipanasi.

P : Pada nomor 3. Setujukah kamu dengan peryataan ini : “ Kalor tidak pernah mengalir

secara spontan dari benda yang dingin ke benda yang rendah. “ ?

S : Setuju.

P : Alasannya ? Sebentar, apa artinya spontan ?

S : Lansung kan ? Kalau misalnya dari dingin menjadi panas itu kan butuh proses buat dari

dingin menjadi panas gak bisa langsung tiba – tiba panas misalnya mendidih gitu.

P : Proses seperti apa yang kamu maksud ?

S : Kalau bikin es kan air harus didinginkan, jadi prosesnya didinginkan dalam lemari es.

P : Kalau begitu artinya apa?

S : Maksudnya ?

P : Tadi kan kamu mengatakan kalau mau bikin es air harus didinginkan dalam lemari es to.

Nah itu berarti kamu melakukan apa ?

S : Usaha mbak.

P : Soal nomor 4 ini berhubungan dengan prinsip kerja mesin kalor. Kamu pernah dengar

mesin kalor ?

S : Pernah.

P : Contoh penggunaan mesin kalor ada di mana saja ?

S : Pada mesin pendingin.

P : Mesin pendingin ?

S : Eh, bukan. Misalnya pada sepeda .

P : Bisa ga kamu menjelaskan prinsip kerja mesin kalor?


125

125

S : Ga bisa e mbak.

P : Coba lihat gambar. Kalau menurutmu gambar yang menunjukkan mesin kalor yang

sebenarnya mana ?

S : Yang ini mbak ( Siswa memilih gambar a, yaitu gambar yang mesin kalor yang

sebenarnya. Pada tes tertulis jawaban siswa salah ).

P : Yakin ?

S : Gak tau mbak. Saya lupa.

P : Sekarang nomor 5. Manakah gambar mesin pendingin yang benar ?

S : Yang mana ya ?

P : menurutmu mesin pendingin itu apa ?

S : Hmm..Mesin pendingin itu kalau tidak salah mesin yang bisa mendinginkan.

P : Contohnya apa ?

S : Kulkas

P : nah, kalau begitu manakah gambar mesin pendingin yang benar ?

S : Yang ini. Mesin membutuhkan energi. ( Siswa menunjuk gambar b. Gambar b

menunjukkan gambar mesin pendingin yang sesungguhnya. Padahal saat tes tertulis

siswa tidak dapat mengerjakan soal ini). Jadi mesin bisa melakukan kerja kalau ada

energi.

P : Dari mana asalnya energi itu ?

S : Nggak tahu mbak. Bingung.

P : Sekarang nomor 6 ya. Apa saja yang diketahui dalam soal ini ?

S : Suhu reservoir rendah 00C , suhu reservoir tinggi 100 0C dan mesi menyerap panas 1000

joule.

P : Berapa kerja yang dilakukan oleh mesin ?

S : Emmm.. ( Siswa diam saja ).

P : Coba kamu gambarkan mesi kalor.

S : Nggak bisa, mbak.

P : Coba ingat lagi nomor 4.

S : ( Siswa mulai menggambar ).

P : Persamaan apa yang digunakan untuk menjawab pertanyaan ini ?

S : Bingung mbak.


126

126

P : Dari gambar ini, manakah yang menunjukkan kerja ?

S : Yang ini, W.

P : Terus gimana ?

S : Nggak tahu mbak.

P : Kalau pertanyaan yang b, berapakah panas yang dibuang oleh mesin ?

S : 0

P : Kok 0 ?

S : Eh, ga tahu ding mbak. Bingung.

P : Kamu pernah denger efisiensi mesin ?

S : Pernah, tapi lupa.

P : Dalam soal ini berapa besarnya efisiensi mesin ?

S : Nggak tahu mbak.

P : Sekarng soal nomor 7. Ini soal tentang mesin pendingin. Sebutkan apa saja yang diketahui

dalam soal !

S : Koefisien performansi 0,6. Suhu 00 C dan 1000C . Mesin menyerap panas 500 joule dari

reservoir rendah.

P : Kamu tahu apa itu coefisien performansi ?

S : Nggak.

P : Nah, dari soal tersebut, berapa besarnya panas yang dilepas oleh mesin ke suhu tinggi ?

S : ( Siswa Diam )

P : Persamaan apa yang dapat digunakan untuk menjawab pertanyaan ini ?

S : Nggak tahu mbak. Susah.

P : Kalau pertanyaan yang b, kerja yang dilakukan oleh sistem ?

S : Aduh yang ini juga nggak tahu, mbak.

P : Sekarang nomor 8 ya. Kamu pernah denger peristiwa reversibel blm ?

S : Pernah.

P : Kalau begitu reversibel itu apa ?

S : Apa ya ? Kalau tidak salah peristiwa yang dapat terjadi secara bolak balik. Kalau yang

tidak dapat balik itu ireversibel.

P : Mengapa kemarin tidak kamu jawab ?

S : Soalnya kemarin lupa.


127

127

P : Contoh peristiwa reversibel apa ?

S : Kalau air mendidih bisa kan ?

P : Coba, kamu jelaskan prosesnya.

S : Air dingin dipanasi sampai mendidih kalau didiamkan saja lama lama jadi dingin lagi.

P : Apa iya itu peristiwa reversibel ?

S : Iya. Kan bisa balik ke keadaan awal.

P : Lho, kan ada sesuatu yang bisa membuat air dingin jadi panas dan air panas ini butuh

waktu untuk jadi dingin.

S : Ya berarti itu bukan reversibel. mungkin itu peristiwa ireversibel.

P : Kalu begitu apa syaratnya supaya peristiwa reversibel dapat terjadi ?

S : Nggak tahu mbak

P : Ok . Sekarang Nomor 9 ya. Kamu pernah mendengar entropi ?

S : Pernah.

P : Jika sebotol tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air, apa yang akan

terjadi dengan entropi sistem ?

S : Bertambah.

P : Mengapa kok bertanbah ?

S : Berkurang ya mbak ?

P : Menurutmu ?

S : Bertambah.

P : Mengapa kok entropinya bertambah ?

S : Karena volumenya bertambah.

P : Volume apa ?

S : Volume cairan.

P : Kalau begitu entropi itu apa ?

S : Entropi ?Lupa mbak.

P : Sekarang nomor 10. Kamu tahu nggak apa yang dimaksud dengan adiabatik ?

S : Adiabatik ?

P : Iya.

S : Ah, nggak tau. Bingung.

P : Kita lihat nomor 8, proses reversibel itu apa sich ?


128

128

S : Proses yang dapat berlangsung bolak balik.

P : Maksudnya bolak balik seperti apa ? Bisa beri contoh nggak ?

S : Maksudnya benda bisa kembali ke keadaan semula.

P : Contohnya apa ?

S : Air bisa jadi es terus es bisa jadi air.

P : Apakah hal itu bisa terjadi begitu saja ?

S : Bisa.

P : Bisa ? Memang air bisa berubah begitu saja menjadi es ?

S : Ya enggak. Tapi kan kalau didinginkan air bisa membeku jadi es.

P : Terus gimana caranya supaya es bisa jadi air /

S : Dipanasi. Kalau nggak didiamkan saja nanti lama – lama jadi air.

P : Apa kamu yakin itu peristiwa reversibel ?

S : Iya.

P : Tentang soal nomor 9. Entropi itu apa ?

S : Apa ya. Nggak ngerti.

P : Oh iya, tadi kamu memang nggak bisa jawab soal nomor 9.

Wawancara dengan partisipan nomor 15

P : Ini Adit ya. Kita mulai ya.

S : Iya.

P : Nomor 1. Jika besi panas dimasukkan ke dalam air dingin, apa yang akan terjadi dengan

temperatur besi dan air setelah besi dimasukkan ke dalam air ?

S : Suhu besi akan menurun, kemudian yang terjadi dengan air adalah suhunya menjadi naik

karena terjadi perpindahan panas antara besi dengan air. Lama kelamaan suhu air dan

besi akan saling menyesuaikan.

P : Apa yang kamu maksud dengan menyesuaikan ?

S : Suatu saat suhu besi dan air akan sama jadi dibutuhkan penyesuaian suhu.

P : Perpindahan panad itu terjadi dengan cara apa ?

S : Apaya, reduksi.


129

129

P : Reduksi ?

S : Eh, apaya ada konveksi...radiasi...satu lagi itu reduksi atau apa ya.. Oh konduksi.

P : Yang benar yan g mana ?

S : Konduksi.

P : Konduksi itu apa ?

S : ( Siswa diam sejenak ) Hmmm...konduksi itu perpindahan kalor karena adanya perbedaan

suhu. Karena besi itu kan panas, jadi panas pada besi itu berpindah ke air dingin sampai

airnya jadi agak hangat.

P : Kalau menurutmu panas itu apa ?

S : Panas itu ya kalor

P : Artinya?

S : Panas itu energi yang dimiliki oleh suatu benda.

P : Energi itu apa ?

S : Energi ? Energi ? Apa ya...... Energi itu sesuatu yang dimiliki oleh benda .

P : Oh jadi pengertian panas Dan energi sama ya ?

S : Saya nggak ngerti mbak. Susah.

P : Sekarang nomor 3. Kalor tidak pernah mengalir secara spontan dari benda yang dingin ke

benda yang panas. Kamu setuju dengan pernyataan itu ?

S : Ulangi mbak.

P : Coba kamu baca soal nomor 3.

S : ( Siswa membaca soal ). Setuju.

P : Nah, apa sich yang dimaksud dengan kata spontan dalam kalimat itu ?

S : Spontan itu berarti berlangsung dengan sendirinya.

P : Maksudmu ?

S : Secara langsung tanpa adanya kerja.

P : Misalnya ?

S : Es yang dibiarkan lama lama akan mencair.

P : Sekarang nomor 4. Soal ini berhubungan dengan prinsip kerja mesin panas. Pernah denger

mesin panas?

S : Pernah.

P : Tahu nggak, mesin panas itu apa ?


130

130

S : Mesin panas itu mesin yang bisa menghasilkan panas.

P : Mengapa bisa menghasilkan panas ?

S : Ya karena adanya pemanasan. Contohnya ini aja pemanas air atau hiter. Hiter itu kan bisa

panas karena dialiri listrik. Dari energi listrik itu makanya hiter bisa panas.

P : Coba kamu perhatikan gambar – gambar ini. Manakah gambar mesin kalor yang benar ?

S : ( Siswa memperhatikan gambar ) Yang C.

P : Yang C ?

S : Iya.

P : Coba jelaskan alasannya mengapa kamu memilih C.

S : Bingung mbak.

P : Kok bingung, nggak ingat sama sekali ?

S : Nggak.

P : Soal nomor 5 ini berhubungan dengan mesin pendingin. Kamu tanhu nggak mesin

pendingin itu apa ?

S : Mesin yang bekerja untuk mendinginkan.

P : Contohnya apa saja ?

S : Eee.. AC, kulkas.

P : Gambar mesin pendingin yang benar yang mana ?

S : ( Siswa memperhatikan gambar ) Yang D.

P : Coba kamu jelaskan prinsip kerja mesin pendingin.

S : ( Siswa terdiam sesaat)

P : Bisa nggak ?

S : Nggak tahu mbak, bingung.

P : Sekarang nomor 6. Apa saja yang diketahui dalam soal ?

S : Suhu reservoir rendah mesin carnot 00 C dan suhu tinggi 1000 C. Panas yang diserap

mesin 1000 joule.

P : Mesin carnot itu apa ? Tahu nggak.

S : Pernah denger, tapi nggak tahu.

P : Berapa besarnya kerja mesin ?

S : Nggak tahu.

P : Coba kamu gambar mesin kalor.


131

131

S : Wah nggak bisa, mbak.

P : Dicoba dulu. Ya udah coba kamu lihat gambar nomor 4.

S: ( Siswa memperhatikan gambar )

P : Tadi jawabanmu yang mana ?

S : Yang C ( Siswa menunjukkan gammbar mesin kalor pilihannya, namun pilihannya

tersebut salah ).

P : Dari gambarmu itu, mana yang menunjukkan kerja mesin ?

S : Yang ini, W.

P : Terus besarnya berapa ?

S : Nggak tahu, mbak. Pusing.

P : Kalau panas yang dibuang oleh mesin ? Cara mencarinya gimana ? Tahu nggak ?

S : Nggak.

P : Panas itu lambang nya apa ?

S : Q.

P : Satuannya apa ?

S : joule.

P : Dalam soal 1000 joule itu apa ?


P : Lambangnya apa ?

S : Q juga.

P : Kalau begitu berapa panas yang dibuang oleh mesin ?

S : Nggak tahu,mbak. He..he.. bingung.

P : Pernah denger istilah efisiensi mesin belum ?

S : Pernah.

P : Efisiensi mesin itu apa ?

S : Hmm...kalau nggak salah efisiensi mesin itu daya guna mesin.

P : Kalau besarnya efisiensi mesin berapa ?

S : Nggak tahu, mbak. Yang jelas bukan 100 %.

P : Mengapa ?

S : Setahuku efisiensi itu sekitar 20 % an.

P : Mengapa kok cuma segitu ?


132

132

S : Nggak tahu, lupa mbak.

P : Nomor 7 ya. Apa saja yang diketahui dalam soal ?

S : Mesin pendingin mempunyai koefisien performansi 0,6. Mesin bekerja pada suhu

reservoir 00C dan 1000 C. Mesin menyerap panas 500 joule dari reservoir rendah.

P : Koefisien performansi itu apa ?

S : Nggak tahu, mbak. Kayaknya belum pernah denger.

P : Kalau 00C dan 1000 C itu apa ?

S : Suhu. 00C itu T1. 1000 C itu T2.

P : Yang 500 joule itu apa ?

S : Q.

P : Lalu besarnya panas yang dilepas oleh mesin ke suhu tinggi berapa?


P : Kalau kerja yang dilakukan sistem ?

S : Aduh, yang ini juga nggak bisa e, mbak.

P : Sekarang nomor 8 ya. Kamu tahu nggak apa itu proses reversibel ?

S : Reversibel adalah proes yang dapat kembali ke keadaan semula.

P : Maksudnya ?

S : Apa ya ? Emm..maksudnya sebuah mesin yang suhu awalnya 250 C dan mesin itu bekerja

sampai suhunya 1000C. Maka setelah mesin itu berhenti seperti semula maka suhu nya

akan kembali ke awal.

P : Oh, jadi itu namanya reversibel ?

S : Iya.

P : Apakah saat mesin itu bekerja terjadi gesekan dan terjadi perpindahan panas ?

S : Emm...Iya.

P : Apa sich syarat supaya dapat terjadi peristiwa reversibel ?

S : Apa ya ? Aduh mbak nggak tahu.

P : Ya udah. Sekarang nomor 9. Kamu pernah denger istilah entropi ?

S : Pernah.

P kalau begitu entropi itu apa ?

S: Entropi itu kalau tidak salah menyatakan ukuran teratur atau tidaknya suatu sistem.

P : Yang dimaksud teratur atau tidak teratur itu seperti apa ?


133

133

S : Ya seperti ini. Tinta berwarna dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air jernih. Mula –

mula airnya dan tinta nya teratur. Karena pencamuran itu makanya sistemnya jadi tidak

teratur.

P : Kalau sistemnya tidak teratur berarti entropinya bertambah atau berkurang.

S : Saya kira bertambah karena sistemnya makin tidak teratur.

P : Yang kamu maksud sistem di sini apa ?

S : Campuran air dengan tinta.

P : Nomor 10 ya. Menurutmu proses adiabatik itu apa ?

S : Adiabatik ? Aduh, apa ya. Emm...Lupa e , mbak.

P : Ingat pertanyaan nomor 8 tadi. Kalau proses reversibel itu apa ?

S : Proses bolak balik.

P : Ingat lagi soal nomor 9, entropi itu apa ?

S : Ketidakteraturan.

P : Maksudnya ?

S : Kalau sistem tidak teratur entropinya akan semakin besar.

P : Nah, jika pada proses reversibel berapa perubahan entropinya ?

S : Emm..

P : Nggak tahu.

P : Pemuaian gas secara adiabatik dan reversibel itu merupakan prinsip kerja dari apa ?

S : He..he.. Ngak tahu, mbak. Susah e mbak.


134

134


135

135


136

136


Documents

PEMAHAMAN DAN MISKONSEPSI SISWA KELAS XII IPA SMA …