Termodinamika

Nama Mata Kuliah	:	Termodinamika
Kode Mata Kuliah	:	FIS509
Semester	:	4
Jenjang	:	S1
Dosen	:	Saeful Karim,Drs.,M.Si.
Pokok Bahasan	:

1 dan 2 Pendahuluan Termodinamika (Konsep-konsep dasar termodinamika) :

Koordinat-koordinat termodinamika, matematika untuk termodinamika (diferensial fungsi variabel tunggal, diferensial fungsi variabel ganda, diferensial parsial, diferensial eksak dan tak eksak, hubungan antara diferensial parsial, koefisien muai volume isobarik, kompresibilitas isotermik, besaran intensif dan ektensif, termodinamika dan energi, dimensi dan satuan, sistem tertutup dan terbuka, bentuk-bentuk energi, besaran-besaran sistem, keadaan kesetimbangan sistem, proses dan siklus, dan tekanan,

3 Sifat-sifat Zat Murni : Zat murni, fase-fase zat murni, proses perubahan fase zat murni, diagram proses perubahan fase zat murni, diagram permukaan P-V-T.

4 Suhu dan Hukum kenol termodinamika : Kesetimbangan termal, konsep temperatur, pengukuran temperatur, besaran termometric, jenis-jenis termometer berdasarkan besaran termometricnya, temperatur gas ideal, penskalaan termometer, dan termokopel.

5 Sistem dan Persamaan Keadaan: Kesetimbangan termodinamika (Kesetimbangan mekanik, kesetimbangan termal, kesetimbangan kimia, dan kesetimbangan fase), persamaan keadaan beberapa sistem termodinamika (sistem hidrostatis, sistem paramagnetik, sistem dielektrik, dan sistem termodinamika yang lainnya), menentukan persamaan keadaan.

6 Usaha Luar : Usaha luar, usaha dalam, proses kuasistatik, usaha dalam perubahan volume sistem kimiawi, diagram P-V, usaha bergantung pada lintasan, penghitungan usaha untuk proses kuasistatik, usaha untuk merubah panjang kawat, usaha untuk merubah muatan sel terbalikan, usaha untuk mengubah polarisasi padatan dielektrik, dan usaha untuk mengubah magnetisasi suatu padatan magnetik.

7 Panas dan Hukum Pertama Termodinamika (Sistem Tertutup) : Pendahuluan hukum pertama termodinamika. Transfer energi panas, bentuk-bentuk usaha mekanik, konsep kalor, usaha adiabatik, fungsi energi dalam, usaha pertama termodinamika, jenis panas, dan laju aliran kalor secara kuasistatik (konsep reservoar kalor).

8 Ujian – 1

9 Panas dan hukum pertama Termodinamika (Control Volume) : Analisa termodinamika control volume, proses aliran tunak, dan proses aliran tak tunak.

10 Gas Ideal : Persamaan keadaan gas (nyata dan ideal), faktor kompresibilitas, energi dalam gas (nyata dan ideal), konsep gas ideal, persamaan-persamaan keadaan berbagai sistem termodinamika, penentuan kapasitas panas eksperimental, dan proses adiabatik quasistatik.

11 Hukum Kedua Termodinamika : Pendahuluan hukum kedua termodinamika, reservoar energi panas, mesin kalor, mesin pendingin dan pompa panas, mesin abadi, hukum kedua termodinamika dan efisiensi, analisa hukum kedua sistem tertutup, penerapan hukum kedua dalam kehidupan sehari-hari.

12 Siklus Carnot dan Reversibilitas : Proses reversibilitas dan irreversibel, siklus Carnot, prinsip-prinsip Carnot, skala temperatur termodinamika, mesin kalor Carnot, mesin pendingin dan pompa panas Carnot, siklus Otto-Siklus ideal untuk mesin berbahan bakar bensin, dan siklus Diesel- siklus ideal untuk mesin berbahan bakar solar.

13 Entropi : Persamaan dan pertidaksamaan Clausius, entropi, prinsip perubahan entropi, perubahan entropi pada berbagai proses, apa itu entropi ?, digram entropi, hubungan TdS, perubahan entropi zat murni, perubahan entropi zat padat dan zat cair.

14 Perumusan Lengkap Termodinamika : Persamaan-persamaan Maxwell, hubungan umum untuk dU, dS, dH, dG, dF, C_v, dan C_p, DH, DS, DU berbagai gas.

15 Ujian –2

Arsip Kumpulan Perkuliahan Termodinamika di Jurusan Pendidikan Fisika,

FPMIPA.

Universitas Pendidikan Indonesia

Oleh:

Menjadi Guru, Dosen, Peneliti, Ahli Teknik dan Spiritualis dalam Termodinamika

Sumber Dosen: Bpk. K.H., Drs. Saeful Karim, M.Si.

1. Pendiri dan Pimpinan Pondok Pesantren “Miyskatul Anwar, Cimahi”

2. Dosen Senior Pendidikan Fisika, FPMIPA, Universitas Pendidikan Indonesia & Tim Assessor Sertifikasi Guru Profesional

3. Penasehat Para Perwira Tinggi TNI, KSAD dan Tim Penyeleksi Para Jendral dalam bidang Spiritual

4. Penasehat Mentri Kesehatan Bidang Spiritual

Tujuan Mata Kuliah Termodinamika

Mahasiswa dapat memahami konsep dasar interaksi kalor, interaksi usaha, interaksi kalor dan usaha dan penerapannya, baik untuk sistem tertutup maupun untuk sistem terbuka dari sistem hidrostatik atau sistem kimia, sistem paramagnetik, sistem dielektrik, dan sistem-sistem termodinamika lainnya, dan memahami hukum-hukum termodinamika sebagai pengetahuan empiris serta dapat mengaplikasikannya.

Deskripsi Matakuliah

Matakuliah termodinamika ini isinya meliputi : Konsep-konsep dasar termodinamika, koordinat-koordinat termodinamika, matematika untuk termodinamika, sifat-sifat zat murni, termperatur dan hukum kenol termodinamika, sistem dan persamaan keadaan, usaha mekanik eksternal, panas dan hukum pertama termodinamika untuk sistem tertutup dan sistem terbuka, hukum kedua termodinamika, siklus Carnot dan reversibilitas, entropi, potensial termodinamika, dan perumusan lengkap termodinamika.

Buku Wajib

1) Yunus A. Cengel and Michael Boles. 1994. Thermodynamics An Engineering Approach, Second Edition, McGraw-Hill,Inc.

2) Mark W. Zemansky and Richard H.Dittman. 1982. Heat and Thermodynamics, Sixth Edition, McGraw-Hill, Inc. Diterjemahkan kedalam Bahasa Indonesia oleh The Houw Liong. 1986. Kalor dan Termodinamika, terbitan ke enam, Bandung, Institut Teknologi Bandung (ITB).

3) Saeful Karim. 2001. Matematika untuk Termodinamika (Diktat), Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI.

Buku Referensi

4) Paul A Tipler. 1991. Physics for Scientiss and Engineers, Third Edition, Worth Publisher, Inc. Diterjemahkan kedalam Bahasa Indonesia oleh Lea Prasetio dan Rahmad W Adi. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik, Edisi ketiga, Jilid I, Erlangga.

5) Darmawan. 1980. Termodinamika, FMIPA ITB.

6) Dimiski Hadi. 1963, Termodinamika. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi.

Media

1. OHP

2. Alat –alat demonstrasi termodinamika.

Evaluasi

Hal-hal yang dievaluasi dalam perkuliahan ini : tugas individu untuk setiap topik, ujian tertulis tengah semester, dan ujian tertulis akhir semester.

Tugas Mahasiswa

Tugas khusus yang harus dikerjakan di rumah untuk setiap topik.

Thermodynamics

By: Prof. Francis Weston Sears, Ph.D.

Professor of Physics at The Massachusetts Institute of Technology

1. Thermodynamics Systems

a. Introduction

The science of thermodynamics deals with relations between heat and work. It is based on two general laws of nature, the first and second laws of thermodynamics. By logical reasoning from these laws it is possible to correlate many of the observable properties of matter, such as coefficients of expansion, compressibility, specific heat capacities, vapor pressures, and heats of transformation.

The principles and methods of thermodynamics are used by the mechanical engineer in the design of steam engines and turbines, internal combustion engines, jet engines, and refrigerators, and by the chemical engineer in practically every process involving a flow of heat or a problem in chemical physics consist in large part of the applications of thermodynamic principles to chemistry.

b. Thermodynamics Systems

c. State of a system

d. Processes

e. Temperature and Thermometry

f. The Constant volume gas thermometer. Thermodynamic temperature

g. The International Temperature Scale

2. Equations of State

a. Intensive and extensive variables

b. Equations of State

c. Equation of state of an ideal gas

d. Other equations of state

e. P-V-T surfaces

3. Work

a. Work

b. Work depends on path

c. Partial derivatives

d. Coefficient of expansion and compressibility

4. The First Law of Thermodynamics

a. The first law of thermodynamics

b. Heat depends on path

c. Heat capacity

d. Specific heat capacity

e. More relations between partial derivatives

5. Some Consequences of The First Law

a. The Energy Equation

b. T and V independent

c. T and P independent

d. P and V independent

e. Internal Energy of Gases

f. Difference between specific heat capacities

g. Adiabatic processes

h. The Joule Experiment

i. The Joule-Kelvin or porous experiment

j. Enthalpy

k. Energy equation of steady flow

l. The Carnot cycle

6. Changes of Phase

a. P-V-T surfaces for real substances

b. Critical constants of a van der Waals Gas

c. Heats of Transformation

d. Specific heat capacity of saturated

7. The Second Law of Thermodynamics

a. The second law of thermodynamics

b. Efficiencies of reversible engines

c. The Kelvin temperature scale

d. Absolute Zero

e. The Clausius-Clapeyron Equation

f. Derivation of Stefan’s Law

8. Entropy

a. The Clausius inequality

b. Entropy

c. Calculation of Changes in Entropy

d. Entropy Changes in Irreversible Processes

e. The Principle of Increase of Entropy

9. Combined First and Second Laws

a. Combined first and second laws

b. Entropy of an ideal gas

c. Reversible adiabatic processes

d. Temperature-entropy diagrams

e. The Helmholtz Function and Gibbs function

f. The Maxwell Equation

g. Dependence of Vapor pressure on total pressure

h. The Joule-Kelvin inversion curve

i. The Gibbs-Helmholtz Equation

j. Thermodynamics of Magnetism

10. Some Engineering Applications of Thermodynamics

a. Thermodynamics Properties of Steam

b. The Carnot Steam Cycle

c. The Reciprocating Steam Engine and the Turbine

d. The Rankine Cycle

e. The Rankine Cycle with superheat

f. Methods of Increasing Efficiency

g. The Refrigeration Cycle

h. The Gas Refrigerator

11. Kinetic Theory of an Ideal Gas

a. Introduction

b. Basic Assumptions

c. Collisions with the walls

d. Equation of State of an ideal Gas

e. Collisions with a moving wall

f. The Clausius Equation of State

g. The van der Waals Equation of state

12. The Distribution of Molecular Velocities

a. The distribution of molecular velocities

b. Evaluation of α and α and β

c. The Error Function

d. The Energy Distribution Function

e. Molecular Beams

f. Experimental Verification of Maxwell Velocity Distribution

g. The Principle of Equipartition of Energy

h. Classical Theory of Specific heat capacity

i. Specific heat capacity of Solid

13. Transport Phenomena

a. Mean free path

b. The distribution of free paths

c. Coefficient of viscosity

d. Thermal Conductivity

e. Diffusion

14. The Maxwell-Boltzmann Statistics

15. Applications of The Boltzmann Statistics

16. Quantum Statistics

17. Fluctuations

See Also:

• Termodinamika 4
• Termodinamika 3
• Termodinamika 2
• Termodinamika dari MIT
• Termodinamika 1

Sumber:

1. Perkuliahan Termodinamika Fisika UPI
2. Wikipedia
3. http://tofi88sunda.blogspot.com/2008/09/5.html


Catatan: Laman ini diperbaharui apabila ada kesalahan-kesalahan.