Permainan Sains: Amukan Sang Kaleng Bekas

Oleh: Rofa Yulia Azhar
Tanggal terbit: 3 Juli 2014

Catatan: LKS bertipe close

Indikator Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini diharapkan siswa dapat:

Kognitif

1.      Mengenal konsep energi dalam kehidupan sehari-hari.

2.      Menyelidiki pengaruh kalor terhadap perubahan suhu benda.

3.      Menjelaskan perubahan kalor terhadap perubahan wujud benda.

Psikomotorik

1.      Menggunakan tang krus untuk menjepit benda.

2.      Mengamati pengaruh kalor terhadap suhu benda.

3.      Mengamati pengaruh kalor terhadap wujud benda.

Apektif

1.      Memiliki rasa ingin tahu yang tinggi terhadap hasil percobaan.

2.      Disiplin ketika melaksanakan prosedur percobaan yang telah dibuat.

Tujuan Percobaan

1.      Menjelaskan konsep energi dalam kehidupan sehari-hari melalui percobaan sederhana.

2.      Mengamati pengaruh yang diberikan kalor berdasarkan percobaan.

Pendahuluan

Bacalah wacana di bawah ini!

Kisah Sang Kaleng Bekas

Pernahkah Anda mencoba untuk meremukkan sebuah kaleng minuman yang isinya telah habis Anda minum?Beberapa orang mungkin ada yang sering meremukkan kaleng minuman bekas dengan alasan untuk menjaga lingkungan. Kebanyakan orang-orang meremukkan kaleng dengan cara menginjaknya sampai benar-benar remuk tau dengan cara-cara kekerasana yang lain. Tapi tahukah Anda jika kita sebenarnya bisa menghancurkan sebuah kaleng tanpa menggunakan kekerasan dan dengan menggunakan cara yang unik?

Gambar 1. Kaleng bekas yang telah diremukkan

Pertanyaan Pra Lab.

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan jelas!

1.      Mari mengingat kembali pelajaran yang telah kalian pelajari waktu di kelas sebelumnya dengan menjawab pertanyaan-pertanyaan di bawah ini:

a.       Apa yang dimaksud dengan energi? (skor 0-1)

b.      Sebutkan minimal 5 contoh jenis energi yang kamu ketahui? (skor 0-1)

c.       Bagimana bunyi hukum kekekalan energi? (skor 0-1)

2.      Gambarlah diagram perubahan wujud zat yang disebabkan oleh perubahan energi kalor! (skor 0-2)

Alat dan Bahan

No.	Nama Alat/Bahan	Jumlah	Keterangan
1	Kaleng minuman bekas	1 buah
2	Pembakar spirtus	1 buah	Bisa diganti dengan alat sejenis
3	Tang penjepit	1 buah	Bisa diganti dengan alat sejenis
4	Wadah plastik	1 buah
5	Air	Secukupnya

 Prosedur Percobaan

1.      Masukkan air sedikit saja (kira-kira ±10 mL) ke dalam kaleng minuman bekas.

2.      Jepitlah kaleng. Panaskan kaleng pada pembakar spiritus sampai air di dalam kaleng mendidih.

3.      Setelah air di dalam kaleng mendidih, masukkan kaleng ke dalam wadah plastik yang berisi air dalam posisi terbalik.

4.      Amati yang terjadi pada kaleng tersebut.

Gambar 2. Prosedur percobaan amukan sang kaleng bekas

Kesimpulan

Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan yang telah Anda lakukan! (skor 0-3)

Pembahasan

Kaleng mengkerut karena perbedaan tekanan antara di dalam dan di luar kaleng yang terlalu besar, melebihi batas ketahanan kaleng.Jika percobaan dilakukan pada tekanan atmosper, tekanan udara di luar kaleng mendekati 1 atm. Tekanan uap air di dalam kaleng tergantung pada temperatur kaleng setelah didinginkan. Jika temperature kaleng setelah didinginkan 25⁰C dan udara di dalam kaleng telah terdorong semua keluar oleh uap air pada saat kaleng dipanaskan, tekanan di dalam kaleng menjadi 0.03127 atm, sehingga selisih tekanannya 0.96873 atm.Kaleng bekas minuman tidak didesain untuk menahan tekanan vacuum sebesar itu, sehingga ringsek ke dalam.

Kalengnya yang diisi air lalu dipanaskan sampai mendidih bertujuan untuk membuang udara di dalam kaleng dan menggantikannya dengan uap air (H₂O). Karena kalengnya terbuka, tekanan di dalam kaleng saat dipanaskan tetap 1 atm.

Perlu diperhatikan pada saat memanaskan kaleng, air di dalam kaleng harus sampai menguap dan membuang udara dari dalam kaleng agar nantinya diperoleh perbedaan tekanan yang besar saat didinginkan.Untuk memperoleh hasil maksimal, sebaiknya memang dipanaskan sampai air di dalam kaleng mendidih.Tapi jangan juga kelamaan sampai airnya habis sama sekali. Nanti uap air di dalam kaleng akan keluar bertukar dengan udara luar yang masuk secara difusi. Ini akan menyebabkan perbedaan tekanan yang dihasilkan saat pendinginan lebih kecil dari yang seharusnya didinginkan.

Kaleng kemudian dimasukkan ke dalam air dingin dengan posisi terbalik tujuannya agar uap air di dalam kaleng kembali mengembun menjadi air. Massa jenis uap air pada tekanan 1 atm hanya 0.6 kg/m³, sedangkan massa jenis air pada suhu 25⁰C  adalah 997 kg/m³. Jika uap air yang sebelumnya memenuhi volume kaleng mengembun, air yang terbentuk hanya mengisi sebagian kecil dari volume kaleng sehingga tercipta kondisi vakum.

Pertanyaan Pos Lab.

Jawablah pertanyaan di bawah ini ini untuk mengetahui apakah Anda benar-benar memahami konsep yang telah dipelajari:

1.      Prediksikan apa yang terjadi jika kita mengganti kaleng bekas minuman dengan kaleng yang lebih tebal? Buktikah hasil prediksi Anda!

2.      Prediksikan apa yang terjadi jika kita mengganti air dalam wadah plastik dengan air panas (suhu sekitar 80⁰C)? Buktikah hasil prediksi Anda!