SILABUS. I. IDENTITAS. Program Studi. : Fisika dan Pendidikan Fisika.
Matakuliah. : TERMODINAMIKA. Kode. : FIS 317. SKS. : Teori 3 Praktek 0 Jumlah
3 SKS.
SILABUS I. IDENTITAS Program Studi : Fisika dan Pendidikan Fisika Matakuliah : TERMODINAMIKA Kode : FIS 317 SKS : Teori 3 Praktek 0 Jumlah 3 SKS Semester : III (gasal) Matakuliah Prasyarat & Kode: Pengantar Mekanika, Panas, dan Bunyi (FIS 402) Matematika untuk Fisika (FIS 306) (Matakuliah prasyarat wajib tempuh, tidak wajib lulus). Dosen Pengampu : Ahmad Abu Hamid II. DESKRIPSI MATAKULIAH Matakuliah Termodinamika membahas hubungan antara kalor dan usaha luar pada umumnya dan pada khususnya membahas tentang: termodinamika matematika, kalor dan kalorimetri, hukum ke-nol termodinamika dan temometri, perubahan fase dan persamaan Clausius Clapeyron, sistem dan persamaan keadaan sistem, usaha luar, hukum I termodinamika, hukum II termodinamika dan aplikasinya, siklus Carnot dan entropi, potensial termodinamika, hukum III termodinamika, siklus tenaga uap Rankine, pusat listrik tenaga nuklir, serta perpindahan kalor. Pada hakikatnya matakuliah Termodinamika memperdalam pengetahuan mahasiswa tentang kalor yang telah diberikan dalam matakuliah Pengantar Mekanika, Panas, dan Bunyi serta memperdalam konsep-konsep grafik dan diferensial integral yang ada dalam matakuliah Matematika untuk Fisika. III. KOMPETENSI MATAKULIAH Mampu menerapkan konsep, prinsip, dan hukum konservasi energi dan sumber energi dengan berbagai perubahannya dalam mesin kalor termasuk pusat listrik tenaga nuklir serta mampu mendeskripsikan, menganalisis, dan menerapkan hukum-hukum termodinamika dalam kehidupan sehari-hari, teknologi, dan industri. IV. STRATEGI PERKULIAHAN A. Tatap Muka 1. Kuliah tatap muka, 2. Diskusi, dan 3. Presentasi. B. Non Tatap Muka 1. Tugas mandiri: meneliti efisiensi peralatan yang berhubungan dengan perubahan (konservasi) energi dan membuat ulasan dari internet, jurnal, atau majalah yang berhubungan dengan materi matakuliah Termodinamika. 2. Tugas kelompok: meneliti perubahan energi yang ada pada suatu industri rumah tangga dan industri menengah. V. SUMBER BELAJAR / BAHAN A. Textbook
1. Holman J.P., 1988, Thermodynamics, Fourth Edition, New York: McGraw-Hill Book Company. 2. Reif F., 1985, Fundamental of Statistical and Thermal Physics, International Edition, London: McGraw-Hill Book Company. 3. Sears F.W., 1963, An Introduction to Thermodynamics, The Kinetic Theory of Gases, and Statistical Mechanics, First Printed, Reading: Addison-Wesley Publishing Company. 4. Sears F.W. and Gerhard L. Salinger, 1975, Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics, Third Edition, Reading: Addison-Wesley Publishing Company. 5. The Physics Coaching Class University of Science and Technology of China, 1990, Problems and Solutions on Thermodynamics and Statistical Mechanics, Edited by: Yung Kuo Lim, Singapore: World Scientific. 6. Zemansky M.W., and R.H. Dittman, 1982, Heat and Thermodynamics,Sixth Edition, London: McGraw-Hill Book Company. B. Acuan / Referensi 1. Ahmad Abu Hamid (a), 2007, Kalor dan Termodinamika, Diktat Kuliah, Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA UNY. 2. Ahmad Abu Hamid (b), 2008, Temperatur, Kalor, dan Perpindahan Kalor, Modul Pengayaan Materi Fisika Proyek Pendampingan SMA, Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA UNY. 3. B. Darmawan, 1990, Termodinamika, Bandung: Jurusan Fisika FMIPA ITB. 4. E. Budikase dan Sidharta, 1996, Termodinamika Fisika, Modul 1 – 9, Jakarta: Universitas Terbuka. VI. PENILAIAN No Jenis Tagihan 1 Kuis, tugas mandiri, dan tugas kelompok 2 Ujian sisipan I dan II 3 Ujian semester
Bobot ( % ) 40 30 30
VII. KEGIATAN PERKULIAHAN Minggu
Kompetensi Dasar
Materi Pokok
I dan II
Mampu menerapkan syarat Euler untuk menentukan diferensial total suatu besaran termodinamis itu diferensial eksak atau tak eksak, mampu mendiferensialkan dan mengintegralkan, serta mampu menggambar grafik fungsi hubungan antar besaran termodinamis Mampu meneliti pengaruh
1. Ruang lingkup Termodinamika 2. Diferensial Eksak dan Tak Eksak 3. Integral Diferensial Eksak dan Tak Eksak 4. Konversi Grafik p vs V, V vs T, p vs T, dan T vs S 5. Latihan Soal-Soal 6. Tugas Kelompok
III
1. Konsep Kalor
Strategi Perkuliahan Ceramah Diskusi Tugas
Sumber Belajar B.1 B.3 A.5
Presentasi
B.1, B.3,
IV
V
VI
VII
VIII IX
kalor terhadap perubahan karakteristik besaran termodinamis, mempresentasikan, dan mengambil kesimpulan dari penelitiannya Mampu meneliti pengaruh kalor terhadap perubahan temperatur zat, mempresentasikan, dan mengambil kesimpulan dari penelitian Mampu meneliti pengaruh kalor terhadap perubahan fase zat, mempresentasikan, dan mengambil kesimpulan dari penelitiannya, serta mampu mendeskripsikan dan menerapkan persamaan Clausius Clapeyron dalam kehidupan sehari-hari Mampu menghubungkan sifat-sifat sistem dengan persamaan keadaan sistem dan menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari Mampu mendeskripsikan hubungan antara kalor, energi dalam, dan usaha luar suatu sistem, serta mampu menerapkan hukum I termodinamika dalam kehidupan sehari-hari Mampu mendeskripsikan dan menerapkan konsep hukum II Termodinamika dalam kehidupan seharihari, teknologi, dan industri
Minggu
Kompetensi Dasar
X dan XI
Mampu mendeskripsikan dan menerapkan konsep efisiensi mesin pemanas Carnot dan koefisien performansi mesin pendingin Carnot, serta mesinmesin pemanas lainnya dalam kehidupan seharihari, teknologi, dan industri Mampu mendeskripsikan potensial termodinamis dan menghubungkan persamaan-persamaan Maxwell melalui segi delapan ajaib Mampu menghubungkan dasar-dasar teoritis hukum III Termodinamika dengan pernyataan hukum III Termodinamika
XII
XIII
2. Kalorimetri 3. Latihan Soal-Soal 4. Tugas Kelompok
Diskusi
B.4, A.1, A.3, A.6, dan A.5
Hukum ke-nol Termodinamika Termometri Latihan Soal-Soal Tugas Kelompok
Presentasi Diskusi
B.1, B.3, B.4, A.1, A.3, A.6, dan A.5
1. Perubahan Fase Zat 2. Persamaan Clausius Clapeyron 3. Tugas Kelompok
Presentasi Diskusi
B.1, B.3, B.4, A.1, A.3, A.6, dan A.5
1. 2. 3. 4.
Sistem Termodinamika Persamaan Keadaan Sistem Latihan Soal-Soal Tugas Kelompok
Presentasi Diskusi
B.1, B.3, B.4, A.1, A.3, A.6, dan A.5
1. 2. 3.
Usaha Luar Hukum I Termodinamika Latihan Soal-Soal
Presentasi Diskusi
B.1, B.3, B.4, A.1, A.3, A.6, dan A.5
1. 2. 3. 4.
Ujian Sisipan I 1. Hukum II Termodinamika 2. Penerapan Hukum II Termodinamika 3. Latihan Soal-Soal
Materi Pokok 1. 2. 3.
Tes Tertulis Ceramah Diskusi Tugas
B.1, B.3, B.4, A.1 sampai A.6
Strategi Perkuliahan Ceramah Diskusi Tugas
Sumber Belajar B.1, B.3, B.4, A.1 sampai A.6
4. 5.
Siklus Carnot Entropi Sistem Efisiensi siklus Otto, Diesel, Stirling, Sargent, dan siklus Joule Latihan Soal-Soal Tugas Mandiri
1. 2. 3.
Potensial Termodinamis Segi Delapan Ajaib Latihan Soal-Soal
Ceramah Diskusi
B.1, B.3, B.4, A.1 sampai A.6
1.
Dasar-Dasar Teoritis Hukum III Termodinamika Hukum III Termodinamika Latihan Soal-Soal
Ceramah Diskusi
B.1, B.3, B.4, A.1 sampai A.6
2. 3.
XIV dan XV
XVI dan XVII
XVIII
Mampu mendeskripsikan siklus tenaga uap Carnot dan siklus tenaga uap Rankine dan menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari melalui latihan soal-soal Mendeskripsikan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi serta mampu menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari, teknologi, dan industri.
1.
Konsep Dasar Siklus Tenaga Uap 2. Siklus Tenaga Uap Carnot 3. Siklus Tenaga Uap Rankine 4. Siklus Tenaga Uap Rankine dengan Pemanas Lanjut 5. Latihan Soal-Soal 1. Perpindahan Kalor secara Konduksi, Konveksi, dan Radiasi 2. Hukum Pergeseran Wien, Hukum Stefan-Boltzmann, Penjelasan Rayleigh dan Jeans, serta Postulat Planck 3. Latihan Soal-Soal Ujian Sisipan II Ujian Semester Sesuai Jadwal Ujian
Ceramah Diskusi
B.1, B.3, B.4, A.1 sampai A.6
Ceramah Diskusi
B.1 sampai B.4 dan A.1 sampai A.6
Tes Tertulis Tes Tertulis
