FLIPPED CLASSROOM

Sumber : model pembelajaran inovatif (muthmainnah, 2018)

PENERAPAN MODEL FLIPPED CLASSROOM  DENGAN MEDIA VIDEO PEMBELAJARAN  PADA PEMBELAJARAN FISIKA DI MAN 2 BANDUNG

1. Pendahuluan

Perkembangan teknologi saat ini telah mempengaruhi kehidupan manusia di segala bidang, termasuk dunia pendidikan. Penggunaan teknologi di dunia pendidikan sudah tidak bisa dihindari lagi. Teknologi yang sering digunakan di dunia pendidikan adalah penggunaan internet dalam proses pembelajaran. Begitu tidak terbatasnya informasi yang terdapat dalam internet dan kemudahan aksesnya yang begitu cepat menjadikan internet dapat dijadikan sebagai sumber pembelajaran bagi guru. Sementara  untuk siswa dapat digunakan untuk memperdalam ilmu pengetahuan dan memperoleh informasi tambahan yang tak terbatas sesuai dengan materi yang diperolehnya di kelas. 

Model pembelajaran yang digunakan di kelas pun harus dapat mengakomodir kemajuan teknologi tersebut. Model model pembelajaran inovatif banyak dikembangkan dengan tujuan untuk memberi pengalaman belajar yang berbeda kepada peserta didik. Pengalaman belajar yang diperoleh peserta didik harus dapat menumbuhkembangkan keterampilan belajar abad 21 yang kita kenal dengan istilah 4C yaitu Communication, Colaboration, Critical Thinking and problem solving, serta Creativity and Innovation. Model pembelajaran inovatif sangat berbeda dengan model pembelajaran konvensional. Model pembelajaran inovatif sangat menekankan prinsip student centered  artinya pembelajaran lebih memberikan peluang kepada peserta didik untuk mengkonstruksi pengetahuannya secara mandiri dan dimediasi oleh teman sebaya. Menurut  Mulyana (2015) Pembelajaran inovatif biasanya berlandaskan pada paradigma konstruktivistik sehingga membantu peserta didik untuk menginternalisasi, membentuk kembali, atau mentransformasi informasi baru. Jadi peserta didik memperoleh pengetahuan melalui proses belajarnya. 

    Keberhasilan suatu proses pembelajaran ditunjukkan oleh pencapaian tujuan pembelajaran yang telah ditetapkan dalam perencanaan pembelajaran. Pemilihan model pembelajaran yang menarik belum tentu dapat memastikan tercapainya             tujuan   pembelajaran,    karena tercapainya       tujuan   dalam pembelajaran sangat dipengaruhi oleh berbagai hal, diantaranya pendidik, peserta didik, lingkungan, metode/teknik pembelajaran serta  pemilihan media pembelajaran yang digunakan. Media pembelajaran sangat berperan dalam pencapaian tujuan pembelajaran. Seringkali proses pembelajaran yang kita lakukan di kelas berlangsung secara tidak efektif, banyak waktu, tenaga dan biaya terbuang sia-sia, sedangkan tujuan pembelajaran tidak berhasil dicapai. Bahkan proses komunikasi antara pendidik dan peserta didik pun tidak berjalan efektif dan efisien. Dengan penggunaan media dalam pembelajaran maka tradisi lisan dan tulisan dapat diperkaya dengan berbagai media pembelajaran. 

            Dalam proses pembelajaran, seorang pendidik dapat menciptakan sebuah situasi kelas, memilih metode pembelajaran yang akan digunakan, dan menciptakan iklim emosional yang positif antar peserta didik. Bahkan seorang pendidik dapat menggunakan media pembelajaran yang akan membantunya dalam pencapaian tujuan pembelajaran. Dengan media pembelajaran, pendidik dapat membawa sesuatu yang abstrak menjadi konkrit ke dalam ruang kelas. sehingga dapat dengan mudah dimengerti oleh peserta didik. Pemilihan media pembelajaran yang tepat dapat membawa pembelajaran berjalan efektif dan efisien, sehingga tujuan pembelajaran dapat tercapai.

Berdasarkan pengalaman pribadi sebagai pendidik,  menggunakan model pembelajaran konvensional dalam menyelenggarakan pembelajaran, dimana informasi disampaikan secara langsung dari pendidik kepada peserta didik memiliki banyak kelemahan. Salah satu diantara kelemahan tersebut adalah terbatasnya interaksi antara siswa dengan siswa, dan interaksi antara siswa dengan sumber belajar, karena informasi disajikan langsung oleh guru. Sehingga pola komunikasi yang terjadi hanya satu arah yaitu dari pendidik kepada peserta didik. Pola seperti ini menghasilkan proses pembelajaran yang monoton, peserta didik lebih cepat bosan dengan kegiatan pembelajaran, dan hasil belajar yang kurang memuaskan. Proses pembelajaran dengan pola komunikasi searah memerlukan waktu yang cukup lama dalam menyelesaikan materi sesuai target kurikulum. Sehingga tujuan pembelajaran secara umum tidak mudah tercapai.

Untuk meningkatkan hasil belajar peserta didik dan untuk memudahkan mencapai tujuan pembelajaran maka diperlukan sebuah model pembelajaran inovatif yang dapat mengefektifkan kegiatan pembelajaran di kelas, baik dari segi interaksi siswa maupun dari efektifitas waktu yang digunakan dalam pembelajaran. Model pembelajaran yang dipilih adalah model pembelajaran Flipped Classroom atau yang dikenal dengan istilah kelas terbalik. Prinsip pembelajaran dengan model flipped Classroom adalah membalikan aktivitas pembelajaran peserta didik. Pada model ini apa apa yang biasa dilakukan di sekolah dapat dilakukan di rumah dan apa apa yang biasa di lakukan di rumah dapat dilakukan di sekolah (Bergmann – Sams (2012) dalam modul pembelajaran inovatif). Jika dalam kelas konvensional, guru menyampaikan materi pelajaran di kelas dan kemudian memberi tugas pekerjaan untuk dikerjakan di rumah, maka dalam flipped classroom guru memberikan tugas terlebih dahulu kepada siswa untuk mempelajari materi yang akan dipelajarinya di kelas. Dalam model Flipped Classroom guru menyediakan media pembelajaran berupa video pembelajaran, bahan ajar, referensi dan lainlain yang dapat mendukung proses belajar peserta didik di rumah. 

Pemilihan media pembelajaran dalam flipped classroom harus disesuaikan dengan karakteristik peserta didik saat ini. Di tengah kemajuan teknologi smartphone yang semakin canggih peserta didik sudah terbiasa dengan menggunakan smartphone untuk melakukan aktivitas belajarnya. Sehingga paradigma cara belajar peserta didik mengalami pergeseran  dari tulisan kepada visual. Sehingga media pembelajaran yang cocok dalam pembelajaran flipped classroom adalah video pembelajaran.

            Berdasarkan latar belakang tersebut diatas, maka judul yang saya ambil dalam laporan karya inovasi ini adalah penerapan model Flipped Classroom dengan media video pembelajaran pada pembelajaran Fisika di MAN 2 Bandung. 

2. Model Pembelajaran Flipped Classroom

Flipped Classroom atau kelas terbalik merupakan suatu model pembelajaran yang membalikkan kondisi kelas konvensional. Istilah flip Classroom pertama kali dikenalkan oleh J. Wesley Baker dari Universitas Cedarville. Namun secara manual tutorial Flipped Classroom dibuat oleh Jonathan Bergman dan Aaron Sams (Nofrion:2018). Lebih lanjut Flipped Classroom dijelaskan sebagai suatu metode pembelajaran yang dibentuk dari Blended Learning yaitu pembelajaran yang menggabungkan kelas konvensional dengan kelas berbasis TIK. Dalam Flipped Classroom peserta didik mempelajari video pembelajaran atau mendengarkan rekaman pembelajaran yang dilakukannya di rumah, kemudian  mereka berdiskusi, bertukar pengetahuan, menyelesaikan masalah, dengan bantuan peserta didik lain maupun pendidik, melatih peserta didik mengembangkan kefasihan prosedural jika diperlukan, dan membantu peserta didik dengan proyek-proyek yang menantang dengan kontrol belajar yang lebih besar (Muthmainah:2018). 

Ada empat aspek yang harus dilakukan pendidik dalam menerapkan Flipped Classroom, yaitu :

1.     Flexibel Environtment (Lingkungan yang fleksibel)

Dalam menciptakan lingkungan yang fleksibel, pendidik harus melakukan halhal berikut:

-       Pendidik harus mampu merancang waktu dan ruang belajar sesuai kebutuhan peserta didik.

-       Pendidik mengamati dan mengawasi peserta didik untuk membuat penilaian yang tepat

-       Pendidik menyediakan beragam cara bagi peserta didik untuk mempelajari dan menguasai konten.

2.     Learning culture (budaya belajar)

Untuk menciptakan budaya belajar, pendidik harus memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk melakukan aktivitas pembelajaran mandiri, serta memecah konten/ materi dalam beberapa tahapan agar mudah dipahami oleh semua peserta didik dengan cara yang berbeda.

3.     Intentional Content (Konten yang dibuat)

Konten yang dibuat harus mengutamakan konsep yang digunakan pada instruksi langsung agar dapat dipahami peserta didik dengan caranya sendiri. Pendidik mengembangkan konten yang sesuai dengan kebutuhan peserta didik. Pendidik menyediakan beragam konten agar mudah diakses dan relevan untuk semua peserta didik.

4.     Professional Educator ( pendidik yang professional)

Pendidik harus berperan sebagai pendidik yang professional yang mampu membimbing semua peserta didik baik secara individu maupun kelompok dan memberikan umpan balik. Pendidik melakukan penilaian formatif selama pembelajaran di kelas berlangsung melalui pengamatan untuk menginformasikan instruksi berikutnya. Pendidik berkolaborasi dan melakukan refleksi dengan pendidik lainnya.  

Pembelajaran Flipped Classroom dapat digambarkan dengan skema berikut ini :  

Gambar 2.1. Skema Flipped Classroom

Sumber : model pembelajaran inovatif (muthmainnah, 2018)

Berdasarkan skema diatas, model pembelajaran Flipped Classroom terbagi menjadi 3 tahapan, yaitu :

1.     Before Class

Dalam kegiatan before Class guru memberikan tugas kepada peserta didik untuk menonton video pembelajaran yang telah disediakan oleh guru. Peserta didik mengamati dan mempelajari video pembelajaan yang diberikan oleh guru, membuat catatan dan menuliskan pertanyaan tentang apa apa yang belum dipahaminya selama mempelajari video tersebut.

2.     During Class

Pada kegiatan pembelajaran di kelas peserta didik mendiskusikan hasil pemahamannya terhadap materi yang sudah dipelajari dalam kelompoknya, antar peserta didik berkolaborasi dan bertukar informasi, sesuai dengan pemahamannya, kemudian peserta didik mempresentasikan hasil pemahamannya tersebut dalam diskusi kelas. Guru memberikan penguatan terhadap hasil presentasi peserta didik. Di dalam kegiatan pembelajaran guru bisa juga memberikan soal pemecahan masalah yang harus dicarikan solusinya, menyelenggarakan eksperimen dan peserta didik bekerja sama untuk mencari solusi permasalahan yang diberikan guru atau melakukan eksperimen. 

3.     After Class

Setelah kegiatan pembelajaran peserta didik memeriksa kembali pemahaman mereka dan memperluas pembelajaran mereka. 

3.   Video Sebagai Media Pembelajaran

Video merupakan sebuah media elektronik yang menggabungkan teknologi audio dan visual secara bersama, sehingga menghasilkan suatu tayangan yang dinamis dan menarik. Video dapat dikemas menjadi VCD atau DVD sehingga mudah dibawa kemana-mana, mudah digunakan dan dapat menjangkau audiens yang lebih luas dan lebih menarik. (Yudianto,2017). Video dapat menyajikan pesan berupa fakta (kejadian, peristiwa penting, berita) maupun fiktif seperti misalnya cerita, bisa bersifat informatif, edukatif maupun instruksional, Sadiman dalam Darmawan (2018).

Menurut Azhar Arsyad dalam Darmawan (2018), Media video yang digunakan dalam proses belajar mengajar memiliki banyak manfaat dan keuntungan, diantaranya adalah :

1.     video dapat mengganti alam sekitar dan dapat menunjukkan objek yang secara normal tidak dapat

dilihat oleh siswa, seperti proses pencernaan dan pernafasan, cara kerja jantung dan lain lain.

2.     Video dapat menggambarkan suatu proses secara tepat dan dapat dilihat secara berulang ulang 

3.     Video dapat mendorong dan meningkatkan motivasi siswa untuk tetap melihatnya samapi selesai.

Pemanfaatan Video Pembelajaran sebagai media dalam pembelajaran  memiliki fungsi atensi, fungsi afektif, fungsi kognitif dan fungsi kompensatoris, Arsyad dalam Yudianto (2017). Fungsi atensi yaitu dapat menarik perhatian dan mengarahkan konsentrasi audien pada materi video. Fungsi afektif yaitu media video mampu menggugah emosi dan sikap audiens. Fungsi kognitif yaitu media video dapat mempercepat pencapaian tujuan pembelajaran untuk memahami dan mengingat pesan atau informasi yang terkandung dalam gambar atau lambing. Sedangkan fungsi kompensatoris adalah memberikan konteks kepada audien yang kemampuannya lemah dalam mengorganisasikan dan mengingat kembali informasi yang telah diperoleh. Jadi media video dapat membantu peserta didik yang slow learner menjadi mudah menerima dan memahami pesan yang disampaikan. 

Di era milenial seperti sekarang ini, kita dapat dengan mudah memperoleh aneka macam video pembelajaran. Namun kita sebagai pendidik harus selektif dalam memilih video sebagai media. Hal ini dilakukan agar video pembelajaran yang kita gunakan sebagai media benar-benar memiliki konten yang sesuai dengan kurikulum yang kita gunakan dan untuk mempermudah pencapaian tujuan pembelajaran yang sudah tertera dalam rencana pelaksanaan pembelajaran. Untuk memastikan bahwa video pembelajaran yang kita gunakan sebagai media pembelajaran sesuai dengan kurikulum dan tujuan pembelajaran yang sudah ditetapkan, maka disarankan pendidik harus membuat video pembelajarannya sendiri. Sudah banyak aplikasi yang ada yang bisa kita gunakan untuk membuat video pembelajaran, diantaranya Camtasia, filmora, Kinemaster dan lain-lain. 

Video sebagai media pembelajaran memiliki karakteristik yang berbeda dengan media lain. Adapun karakteristik media video yaitu :

1.     Menampilkan gambar dan gerak serta suara secara bersamaan

2.     Mampu menampilkan benda yang sangat tidak mungkin ke dalam kelas, karena terlalu besar (seperti gunung), terlalu kecil seperti bakteri, terlalu abstrak seperti bencana, terlalu rumit seperti proses produksi, terlalu jauh seperti kehidupan di kutub dan sebagainya.

3.     Mampu mempersingkat proses, seperti penyemaian padi hingga panen.

        4.    Memungkinkan adanya rekayasa (animasi). 

Sebagai media pembelajaran, video memiliki kelebihan dan kelemahan. 

Adapun kelebihan video sebagai media adalah :

-       Dapat menstimulir efek gerak

-       Dapat diberi suara dan warna

-       Tidak memerlukan keahlian khusus dalam penyajiannya

-       Tidak memerlukan ruangan gelap dalam penyajiannya

-       Dapat diputar ulang, diberhentikan sebentar dan sebagainya, sesuai dengan kebutuhan pengguna.

Adapun kekurangan media video pembelajaran adalah :

-       Memerlukan peralatan khusus dalam penyajiannya

-       Memerlukan tenaga listrik

-       Memerlukan keterampilan khusus dan kerja tim dalam pembuatannya

-     Sulit dibuat interaktif 

4. Model Flipped Classroom pada Pembelajaran Fisika 

Penerapan Model Flipped Classroom pada pembelajaran fisika sama seperti penerapan model-model lain, diperlukan perencanaan yang matang yang tertuang dalam RPP dan persiapan media pembelajaran yang akan di gunakan  sebagai media dalam pembelajaran. Diawali dengan pembuatan Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dan membuat video pembelajaran sesuai dengan materi yang akan disampaikan. Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya bahwa Model Flipped Classroom atau model kelas terbalik adalah model pembelajaran yang berbeda dengan model pembelajaran konvensional, pada model ini apa apa yang biasa dilakukan di sekolah dapat dilakukan di rumah dan apa apa yang biasa di lakukan di rumah dapat dilakukan di sekolah  (Bergmann – Sams, 2012) dalam muthmainah modul pembelajaran inovatif.  Pada model ini terdapat 3 tahap proses pembelajaran, yaitu Before class, during class dan After class. Pada video pembelajaran yang dibuat ditampilkan pembelajaran pada konsep Gaya Coloumb dengan 3 tahapan pada Flipped Classroom. Kegiatan pembelajaran dapat dijelaskan sebagai berikut : 

a. Before Class

• Guru memberi tugas rumah seminggu sebelumnya kepada peserta didik untuk mengamati video pembelajaran yang berjudul Gaya Coulomb, Siswa mengamati dan menonton video pembelajaran di rumah. 

Gambar 4.1. Peserta didik sedang menonton Video Pembelajaran 

Sumber : Koleksi Pribadi (2019)

• Siswa membuat catatan-catatan kecil mengenai apa-apa yang telah dipahaminya selama menonton video pembelajaran
• Siswa menuliskan pertanyaan tentang apa-apa yang belum dipahaminya selama menonton video pembelajaran 

b. During Class 

Pada saat pembelajaran :

• Guru melakukan apersepsi, motivasi dan review materi pertemuan sebelumnya dan menyampaikan tujuan pembelajaran. 
                                                                                                                                   
• Guru memimpin diskusi kelas untuk mengetahui sejauh mana pemahaman materi peserta didik yang terdapat dalam video pembelajaran 
  
  
  
• Peserta didik duduk berkelompok, menyampaikan pemahaman materi berdasarkan video pembelajaran yang sudah dilihatnya dalam diskusi kelas, secara bergantian tiap kelompok
  
                                                                                                                       
• Guru memberikan penguatan terhadap materi-materi yang sudah dipahami peserta didik
• Guru memberikan permasalahan tiap kelompok untik didiskusikan dalam kelompoknya
                                                                                                                           
• Siswa berdiskusi untuk menyelesaikan permasalahan yang disampaikan guru
  
• Siswa membuat media presentasi untuk dipresentasikan di depan kelas
  
• Guru memberikan arahan dan bimbingan tiap kelompok
  
• Setelah selesai membuat media presentasi perwakilan kelompok mempresentasikan hasil diskusinya
  
• Pada akhir pembelajaran, siswa dan guru membuat kesimpulan hasil pembelajaran
• Guru melakukan penilaian pembelajaran dan memberikan tugas untuk pertemuan selanjutnya 
  

c. After Class

• Siswa mengecek kembali pemahamannya tentang materi yang sudah dipelajarinya
  
• Siswa mempelajari kembali materi materi yang ditugaskan oleh guru 

Dengan menggunakan model Flipped Classroom siswa dilatih untuk belajar mandiri dan bertanggungjawab.

Adapun materi yang disampaikan pada pembelajaran ini diambil dari materi Fisika kelas XII pada bab Listrik Statis dengan tema Gaya Coulomb.

Penerapan model Flipped Classroom didokumentasikan dalam video berikut 

Video diatas dapat anda akses di https://youtu.be/jc0JrKveqo4

Beberapa keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan model pembelajaran Flipped Classroom adalah :

1.    Pembelajaran dengan menggunakan video sebagai media pembelajaran, disukai oleh mayoritas peserta didik, karena di tengah kemajuan TIK yang semakin pesat, kegemaran peserta didik menjadi bergeser ke arah visual. Guru dapat mengubah ketertarikan visual peserta didik dengan menggunakan video pembelajaran.

2.    Flipped Classroom lebih efektif dibandingkan dengan pembelajaran konvensional karena dengan media video pembelajaran peserta didik dapat mengatur kecepatan belajarnya, apabila belum memahami materi pembelajaran peserta didik dapat mengulang-ulangi pembelajaran sesuai pemahamannya. Dengan cara ini memungkinkan peserta didik mencapai tujuan pembelajarannya secara efektif, dibandingkan dengan mendengarkan ceramah guru yang pengulangannya terbatas.

3.    Peserta didik terlatih untuk belajar mandiri dan bertanggungjawab, karena menonton video dilakukan secara mandiri di rumahnya. Jika peserta didik belum memahami materi yang dilihatnya ia akan membuat pertanyaan yang akan didiskusikan di kelas, denagn begitu peserta didik belajar bertanggungjawab atas kegiatan belajarnya.

4.    Pembelajaran lebih memperhatikan siswa sebagai individu dan menyeluruh, artinya guru dapat memberi pelayanan secara individual bagi peserta didik yang membutuhkannya hal ini terlihat dari pertanyaan yang disampaikan peserta didik. Jika pertanyaannya homogen maka guru dapat menjelaskan materi secara klasikal, dan apabila pertanyaannya heterogen guru menjelaskan hanya kepada siswa yang membutuhkannya saja.

5.    Dalam pembelajaran model Flipped Classroom, siswa yang mempunyai masalah belajar akan lebih banyak terbantu, karena peserta didik yang belum memahami materi pembelajaran akan menyampaikan banyak pertanyaan dan guru akan menjelaskannya secara langsung. 

Simpulan dan saran

Berdasarkan uraian mengenai hasil inovasi pembelajaran yaitu penerapan model pembelajaran Flipped Classroom dengan media Video Pembelajaran pada Pembelajaran Fisika di MAN 2 Bandung, maka dapat disimpulkan hal-hal berikut :

1.    Model Flipped Classroom atau model kelas terbalik merupakan model pembelajaran inovatif yang menggabungkan kelas konvensional dengan media video pembelajaran yang berbasis TIK. 

2.    Model Flipped Classroom  merupakan model pembelajaran yang dapat meningkatkan efektifitas pembelajaran di kelas, baik dilihat dari proses pembelajarannya, interaksi antar pendidik dan anak didik, interaksi antar peserta didik dan sumber belajar, atau efektifitas alokasi waktu pembelajarannya. Jika efektifitas bisa tercapai maka memudahkan pencapaian tujuan pembelajaran.

3.    Model Flipped Classroom  dapat menumbuhkan keterampilan belajar abad 21 sesuai dengan tuntutan kurikulum nasional dan perkembangan zaman.

Berkaitan dengan penerapan Model Flipped Classroom  dengan media video pembelajaran, disarankan hal-hal berikut :

1.    Media video pembelajaran yang digunakan sebaiknya adalah  video pembelajaran karya guru sendiri agar konten video sesuai dengan kurikulum dan sesuai dengan tujuan pembelajaran yang telah ditetapkan

2.    Jika pendidik menggunakan video hasil karya orang lain, pastikan terlebih dahulu kontennya apakah telah sesuai dengan tujuan pembelajaran yang terdapat dalam RPP.

3.    Model pembelajaran Flipped Classroom  dapat dikolaborasikan dengan metode-metode lainnya, dan dengan media pembelajaran selain video pembelajaran.

JIka anda memiliki pertanyaan untuk didiskusikan silahkan, tulis di kolom komentar !

Daftar Pustaka

Darmawan, Arief (2018), Membuat Media Video Pembelajaran, Modul Diklat Pembatik level 2, Pustekom Kemendikbud Jakarta.

Muthmainah, Siti (2018), Model Pembelajaran Flipped Classroom, Modul Diklat Pembatik level 3, Pustekom Kemendikbud Jakarta.

https://www.gurusukses.com/mengenal-pembelajaran-model-flipped-classroom diunduh 19 oktober 2019 pukul 21.53

http://ejournal.unp.ac.id/index.php/mpe/article/viewFile/5909/4613 diunduh 19 oktober 2019 pukul 21.00

https://jurnal.unimed.ac.id/2012/index.php/jpf/article/viewFile/9545/pdf diunduh 19 oktober 2019 pukul 21.53

https://ainamulyana.blogspot.com/2015/09/model-model-pembelajaran-inovatifdan.html diunduh 29 oktober 2019

http://eprints.ummi.ac.id/354/3/33.%20PENERAPAN%20VIDEO%20SEBAGAI%20M EDIA%20PEMBELAJARAN.pdf  diunduh 31 oktober 2019 pukul 14.00

PERPINDAHAN KALOR

https://gifimage.net/wp-content/uploads/2017/11/gif-fisika-10.gif

PERPINDAHAN KALOR

  A.  Azas Black

            Bila dua buah benda yang suhunya berbeda  digabungkan, maka kalor akan mengalir dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Bila kedua benda itu panasnya diisolasi terhadap pengaruh lingkungannya, sehingga kalor benar-benar mengalir mengalir hanya di antara benda itu, maka jumlah kalor yan dilepaskan oleh benda yang bersuhu tinggi sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh benda yang bersuhu rendah. Pertukaran energi  seperti itu merupakan dasar dari sebuah cara pengukuran  kuantitatif dari pertukaran kalor yang dikenal sebagai kalorimetri.  Untuk melaksanakan pengukuran itu biasa digunakan alat yang disebut kalorimeter. Prinsip pertukaran kalor dimana jumlah kalor yang diserap oleh zat/ benda sama dengan jumlah kalor yang diterima benda/zat  lain dalam sebuah kalorimeter dikenal sebagai azas Black  ( Q_lepas  = Q _{terima ).}

B.  Perpindahan kalor

            Kalor dapat berpindah dari benda/sistem yang bersuhu tinggi ke sistem/benda bersuhu rendah. Ada 3 macam  perpindahan kalor yaitu konduksi, konveksi dan radiasi , seperti yang akan dikemukakan berikut ini.

Sumber : https://idschool.net/smp/fisika-smp/rumus-kalor-dan-contoh-soal-grafik-perubahan-zat/

1. Konduksi

            Dalam benda padat kalor dipindahkan dari satu bagian ke bagian lain yang bersuhu lebih rendah dengan cara konduksi atau rambatan atau hantaran. Pada perpindahan kalor secara konduksi, kalor dipindahkan oleh atom-atom atau elektron-elektron yang energi kinetiknya lebih besar ke atom-atom atau elektron yang energi kinetiknya rendah melalui tumbukan. Perpindahan kalor ini tidak disertai perpindahan partikel materi yang menghantarkan kalor itu.   

  

Sebuah batang yang panjangnya L dan Luas Penampangnya A salah satu ujungnya dibakar

dengan pembakar bunsen sehingga suhunya   ditempat itu (T₁) menjadi lebih tinggi daripada suhu di ujung lainnya (T₂ ).

 Bila suhu-suhu itu dipertahankan tetap, maka kalor Q akan berpindah dari ujung yang suhunya lebih tinggi ke ujung yang suhunya lebih rendah. Jumlah kalor yang dirambatkan pada batang ini setiap satu satuan waktu sebanding dengan selisih suhu kedua ujungnya, sebanding dengan luas penampang batang, dan berbanding terbalik dengan panjang batang. Hal itu dinyatakan secara matematik oleh persamaan :

                                         

Dengan :

            H         = kalor yang dihantarkan tiap satu satuan waktu (joule/sekon)

            Q         = jumlah kalor yang dihantarkan

            T          = selang waktu (sekon)

            A         = luas penampang (m² )

            (T₁-T₂) = selisih suhu (^oK)

            L          = panjang penghantar (m)

            K         = koefisien konduksi termal  ( joule/m.sek.^oK)

             = disebut juga gradien suhu batang penghantar

Untuk lebih memahami materi konduksi kalor, saksikan video berikut :

Sumber : https://youtu.be/FBE72pw49X4

2.  Konveksi

            

              Pada Zat cair dan gas, kalor dipindahkan dengan cara konveksi oleh molekul molekul yang

bergerak dari bagian yang suhunya lebih tinggi ke bagian yang suhunya lebih rendah. Jadi pada 

perpindahan kalor secara konveksi, disertai oleh adanya perpindahan molekul molekul yang

memindahkan kalor itu.

            Pada gambar diatas dilukiskan sejumlah air dalam bejana dipanasi  di atas pembakar bunsen. Bagian bawah bejana bersuhu lebih tinggi dari pada bagian atasnya, sehingga massa jenis molekul air menjadi lebih kecil dari pada massa jenis molekul air di bagian atasnya yang bersuhu lebih rendah. Karena gaya ke atas Archimedes, maka molekul air yang massa jenisnya lebih kecil akan bergerak ke atas , sebaliknya molekul air yang massa jenisnya lebih besar akan  bergerak ke bawah. Pergerakan molekul air itu disertai dengan membawa kalor, sehingga kalor dipindahkan oleh molekul-molekul  yang bergerak itu dikenal sebagai peristiwa konveksi .

            Jumlah kalor  yang dikonveksikan pada tiap satu satuan waktu sebanding dengan luas permukaan dan sebanding pula dengan selisih suhu (T₁-T₂), atau secara matematik dinyatakan oleh persamaan                              

                                                H  = h A  (T₁-T₂)

dengan:

H         = kalor yang dikonversikan tiap sekon ( kal/s )

h          = koefisien konveksi dalam joule/m².s.^oC

A         = luas permukaan dinyatakan dalam m²

3.  Radiasi

            Radiasi kalor adalah perpindahan kalor dari benda yang bersuhu tinggi ke dalam lingkungannya yang bersuhu tinggi dengan cara dipancarkan. Pemancaran kalor ini adalah dalam bentuk gelombang elektromagnetik sehingga tidak memerlukan medium panghantar atau perantara, misalnya panas matahari sampai ke bumi dengan cara radiasi melalui gelombang cahaya.

Sumber : https://prelo.co.id/blog/3-cara-perpindahan-kalor-yang-penting-buat-kamu-tahu/

            
Menurut Stefan-Boltzman jumlah kalor yang di pancarkan setiap satuan waktu dan setiap satuan luas, atau juga disebut sebagai intensitas radiasi sebanding dengan selisih suhu pangkat empat antara benda dan lingkungannya. Secara matematik dinyatakan dengan persamaan

                                                W = e σ ( T⁴ -  T_o⁴) 

Dengan:

R adalah intensitas radiasi dalam joule/m².s.^oK

e adalah emisivitas panas tidak bersatuan

σ adalah konstanta Stefan-Boltzman ( 5,67 x 10^-8 watt/m².^oK⁴

T adalah suhu benda

T_o adalah suhu lingkungan di sekitar benda.

            Jika suhu benda jauh lebih tinggi dari dari suhu lingkungannya, sehingga suhu lingkungan dapat diabaikan terhadap suhu benda, maka intensitas radiasinya dapat dinyatakan oleh persamaan

                                                W = e σ  T⁴ 

            Untuk benda hitam sempurna nilai emisivitasnya (e) sama dengan nilai absirbsivitasnya (a) yaitu sama dengan 1.

Perhatikan video berikut :

                               sumber : https://www.youtube.com/watch?v=SckM8PYLX24

Contoh :

Sebuah bola logam luas permukaannya 5 cm² , emisivitasnya 0,4, dan suhunya 2500 K

Bila bola itu ditempatkan dalam lingkungan yang bersuhu 500 ^oK dan σ =5,67 x 10^-8 watt /m². ^oK⁴

Berapakah daya yang dipancarkan bola itu ?

Penyelesaian :

                       Intensitas radiasi =  I =  Daya yang dipancarkan/ luas permukaan

                        W  = P/A =  e σ ( T⁴ -  T_o⁴)

                        P  = e σ ( T⁴ -  T_o⁴) A = 4,42 x 10 ^-2 watt

KUIS

1.     Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda bergantung pada ....

A. massa benda, suhu awal, suhu akhir

B. massa benda dan jenis benda

C. jenis benda dan kenaikan suhu

D. massa benda, jenis benda dan kenaikan suhu

E. kenaikan suhu dan lama

2.     Dalam botol termos terdapat 200 gram kopi pada suhu 90 ^O C. Ditambahkan susu sebanyak 100 gram bersuhu 20 ^O C. Berapakah suhu campuran? (misalkan tidak ada kalor pencampuran maupun kalor yang terserap botol termos dan kalor jenis kopi = susu = air = 1,00 kal/g OC)

A. 5 ^OC                                                        

B. 67 ^OC

C. 88 ^OC                                                      

            D. 90 ^OC

E. 100 ^OC

3.    Lima  gram es pada suhu 0 ^OC dimasukkan ke dalam 200 gram air yang bersuhu 20 ^OC. Jika kalor lebur es = 80 kal/g dan kalor jenis air 1 kal/g ^OC, suhu akhir campuran adalah ....

A. 0 ^OC           

B. 18 ^OC    

C. 3,3 ^OC

D. 5 ^OC              

E. 2 ^OC

4.   Sebuah jendela kaca suatu ruangan panjangnya 2 m lebarnya 1 m dan tebalnya 20 mm. Suhu di permukaan dalam dan permukaan luar kaca masing-masing 24 ^OC dan 27 ^OC. Jika konduksi termal = 8.10^-1 Wm^{- 1}K^-1, maka  jumlah kalor yang mengalir ke dalam ruangan melalui jendela itu tiap sekon adalah ...

A.    0,024 Js^-1         

B.    0,048 Js^-1      

C.    0,24 Js^-1   

D.    0,072 Js^-1   

E.    0,48 Js^-1

5.    Angin lembah terjadi saat suhu di lembah lebih kecil dibanding di puncak gunung. Jika pada suatu saat perbedaan suhunya ΔT maka angin lembah tersebut memindahkan energi per detik sebesar P. Pada saat beda suhunya 10 ΔT maka  energi angin yang dirambatkan per detik adalah ...

A.    P              

B.    5 P        

C.    10 P     

D.    100 P

E.    10.000 P

6.   Sebuah benda hitam sempurna mempunyai luas permukaan 1000 cm²  dengan suhu 27 ^OC. Jika konstanta Stefan – Boltmanz = 5,67. 10^-8 watt/m2.K4, maka  besarnya energi yang dipancarkan selama 1 menit adalah...

A.    2754 J           

B.    459  J            

C.    275,4 J

D.    45,9 J        

E.    27,54 J