TERMOSKOP SEDERHANA

A.    Tujuan

1. Mengetahui prinsip kerja termoskop sederhana dalam termodinamika.

2. Mengetahui cara kerja termoskop sederhana. 

B.    Alat dan Bahan

1.     Bola lampu 2 buah

2.     Selang bening berdiameter 8 mm 35 cm

3.     Cat semprot warna hitam

4.     Karton

5.     Alkohol

6.     Pewarna merah

7.     Lem tembak

8.     Plastisin

9.     Korek api

10.  Lilin 3 buah 

C.    Teori Dasar

Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah dari suatu benda dengan suhu yang lebih tinggi ke suatu benda dengan suhu yang lebih rendah bila disentuh. Dalam hal ini, benda-benda pada suhu tinggi memberikan energi pada benda-benda pada suhu rendah. Energi yang dilepaskan karena perbedaan suhu ini disebut panas.

Kalor berpindah dari satu tempat ke tempat lainnya melalui tiga cara, yaitu dengan konduksi, konveksi dan radiasi (Giancoli,2001). Perpindahan kalor secara radiasi, menurut Jumiati (2016), diajarkan menggunakan metode praktikum atau demonstrasi dengan alat termoskop berbasis teknologi sederhana, murah, dan mudah didapat, sehingga memudahkan pola pikir siswa dalam memahami sub konsep perpindahan kalor secara radiasi ketika pembelajaran fisika berlangsung.

Radiasi merupakan proses perpindahan kalor yang tidak memerlukan medium (perantara). Radiasi ini biasanya dalam bentuk Gelombang Elektromagnetik (GEM) yang berasal dari matahari. Cahaya yang masuk ke bumi melalui lapisan atmosfer itu dikenal dengan gelombang elektromagnetik yang terbagi ke dalam gelombang pendek dan gelombang panjang. Sinar Gelombang Elektromagnetik tersebut dibedakan berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Dalam hal ini, terdapat hal yang disebut radiasi benda hitam, yang memaparkan bahwa semakin hitam benda tersebut maka energy radiasi yang dikenainya juga makin besar. Hal ini adalah fakta sehari hari. Saat kita menjemur pakaian hitam dan putih dibawah sinar matahari berwarna dengan jenis dan tebal yang sama, maka pakaian warna hitam akan lebih cepat kering dibandingkan dengan pakaian berwarna putih. Oleh karena itu, warna hitam dikatakan sempurna menyerap panas, sedangkan warna putih mampu memantulkan panas atau cahaya dengan sempurna.

Termoskop adalah alat yang digunakan untuk mengetahui adanya radiasi kalor atau energi pancaran kalor dan dapat dipakai untuk menyelidiki sifat pancaran dari permukaan zat (Haryani, 2014). Termoskop terdiri dari dua bohlam lampu tanpa filament berwarna hitam dan putih yang dihubungkan dengan pipa U yang berisi alkohol, dan satu buah lilin sebagai daya atau sumber panas, sehingga termoskop dapat dikatakan sebagai teknologi sederhana, murah, dan mudah didapat (Jumiati, 2016). Alat percobaan termoskop yang dapat membantu pola pikir siswa dalam membuktikan daya serap bahan terhadap perbedaan warna dimana bohlam hitam lebih cepat menyerap panas dibandingkan bohlam bening (Seftia Haryani, 2014 : 34), namun kelemahannya adalah alat tersebut adalah tidak dapat membuktikan konsep radiasi secara analitis karena tidak ada pengukuran suhu dalam bohlam tersebut.

Dalil Al-Qur’an yang berhubungan dengan perpindahan kalor dalam termodinamika yaitu dalam QS. Yunus/10 : 5 

هُوَ الَّذِيْ جَعَلَ الشَّمْسَ ضِيَاۤءً وَّالْقَمَرَ نُوْرًا وَّقَدَّرَهٗ مَنَازِلَ لِتَعْلَمُوْا عَدَدَ السِّنِيْنَ وَالْحِسَابَۗ مَا خَلَقَ اللّٰهُ ذٰلِكَ اِلَّا بِالْحَقِّۗ يُفَصِّلُ الْاٰيٰتِ لِقَوْمٍ يَّعْلَمُوْنَ

Artinya : “Dia-lah yang menjadikan matahari bersinar dan bulan bercahaya dan dialah yang metetapkan tempat-tempat orbitnya, agar kamu mengetahui bilangan tahun dan perhitungan (waktu). Allah tidak menciptakan yang demikian itu melainkan dengan hak.dia menjelaskan tanda-tanda (kebesaran-Nya) kepada orang-orang yang Mengetahui”

Pada ayat tersebut berkaitan dengan perpindahan panas pada radiasi yang ada pada kata نورا والقمر ضياء ااشمس yang artinya matahari bersinar dan bulan bercahaya. Karena pada ayat tersebut disebutkan bahwa matahari bersinar, sinarnya menyinari bumi. Kata besinar mengandung cahaya dan panas yang dipancarkan tanpa zat perantara.

Kata dhiya digunakan pada Alquran untuk melukiskan cahaya benda-benda yang berasal dari dirinya sendiri. Hanafi Ahmad yang menulis tentang buku ayatayat kawniyah membuktikan bahwa Alquran menggunakan kata dhiya dalam berbagai bentuk untuk benda - benda yang cahayannya bersumber dari dirinya sendiri (Sabry, 2015). 

D.    Langkah Kerja

1.     Siapkan alat dan bahan yang digunakan

2.     Buatlah karton 1 dengan panjang dan lebar 28 x 17 cm dan sepasang karton dengan panjang 20 x 14 cm

3.     Rangkai ketiga karton hingga membentuk meja kecil.

4.     Lubangi sisi atas karton bagian kiri dan kanan

5.     Lubangi bola lampu pada bagian fitingnya dan keluarkan isi bola lampu

6.     Cat 1 bola  lampu dengan warna hitam

7.     Campurkan alcohol dengan pewarna makanan

8. Bentuk selang seperti pipa U, masukkan alcohol berwarna kedalam selang sehingga membentuk ketinggian alcohol yang sama

9.     Hubungkan kedua bola lampu dengan selang berisi alcohol berwarna dan nyalakan lili di kiri dan kanan bola lampu 

E.    Pembahasan

Termoskop adalah alat untuk menyelidiki sifat pancaran dari permukaan zat. Sebuah termoskop terdiri atas dua bola lampu hitam dan bening yang dihubungkan dengan selang U yang berisi alkohol. Saat lilin dinyalakan, nyala api pada lilin sebagai sumber radiasi memancarkan kalor (energi) dan mengenai permukan kedua bola lampu. Alat peraga sederhana termoskop ini bekerja untuk membuktikan daya serap warna bahan terhadap kalor. Dimana saat lampu dinyalakan terjadi penyerapan kalor oleh bola lampu berwarna hitam dan bola lampu bening, perbedaan penyerapan kalor yang terjadi pada kedua bola lampu menyebabkan air alkohol berwarna didalam selang yang dihubungkan dengan bola lampu bereaksi. Pada percobaan didapat bahwa air alkohol yang berada dibawah bola lampu hitam terdorong keatas dan air alkohol berwarna dibawah bola lampu bening turun. Hal ini menunjukkan bahwa kalor yang diserap oleh bola lampu hitam lebih cepat dibandingkan kalor yang diserap pada bolam  bening. Konsep kerja ini merupakan perinsip kerja perpindahan kalor secara radiasi dimana dipengaruhi oleh warna bahan penyerap kalor.

Kalor dari lampu akan diserap oleh bohlam kaca sehingga menyebabkan udara dalam bola lampu memuai dan menekan permukaan alkohol pada tabung U. Perbedaan ketinggian permukaan alkohol disebabkan oleh perbedaan penyerapan kalor oleh bola lampu. Bila kalor dipancarkan dari nyala lilin, maka tekanan udara di dalam bola lampu hitam lebih besar daripada tekanan udara di dalam bola lampu bening. Akibatnya, permukaan alkohol dalam selang U menjadi tidak sejajar lagi.

           Jika nyala lilin atau daya sumber radiasi menunjukkan energi radiasi kalor, maka dapat dikatakan energi yang diserap bola lampu hitam sebanding dengan waktu kenaikan permukaan alkohol. Hal ini dapat diketahui dari semakin tinggi daya sumber radiasi yang digunakan maka kecepatan kenaikan permukaan alkohol dalam selang U semakin cepat.

Terdapat beberapa tantangan dan kesulitan pada saat pembuatan alat ini seperti pada saat melubangi bohlam, karena jika tidak hati bohlam bisa saja pecah jadi harus menyiapkan lebih dari 2 bohlam. Lalu pada saat menghubungkan bohlam dengan selang haruslah rapat dan tanpa celah agar alat menjadi maksimal. 

F.     Kesimpulan

          Adapun kesimpulan dari penelitian ini yaitu perbedaan daya serap panas antara kedua bola lampu yang akan menyebabkan air alkohol berwarna dalam selang yang terhubung dengan bola lampu bereaksi karena air alkohol di bawah bola lampu hitam didorong ke atas, sedangkan air alkohol berwarna di bawah bola lampu putih turun. Prinsip kerja termoskop yaitu mentransfer energi panas dari bohlam yang dinyalakan ke bola lampu yang memiliki warna berbeda. Hal ini dilakukan untuk menunjukkan adanya daya serap akibat perbedaan warna antara kedua bola lampu tersebut. Perpindahan panas atau radiasi yang dipengaruhi oleh warna bahan penyerap panas, sehingga hasil penelitian menunjukkan bahwa bola lampu hitam lebih cepat menyerap panas dibandingkan dengan bola lampu bening. 

G.   Daftar Pustaka

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

Maefa Eka Haryani, 2014. Pembelajaran Bermodel Siklus Belajar 7e Untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis Dan Penguasaan Konsep Siswa Pada Materi Hidrokarbon

Jumiati. 2016. Pembuatan Alat Praktikum Termoskop guna Menjelaskan Radiasi Kalor Berbasis Teknologi Murah dan Sederhana SMA. Universitas Pasir Pengaraian: Jurusan Pendidikan Fisika

Sabry Muhammad Sadik. 2015. Tafsir Ilmi. Makassar : Alauddin University Press

Dokumentasi