Modul Digital Termodinamika Untuk Mahasiswa Fisika

Termodinamika

Mata kuliah Termodinamika mempelajari konsep dasar suhu dan kalor, fenomena transport, sistem termodinamika, besaran keadaan, perubahan fase, serta hubungan tekanan, volume, dan temperatur pada gas ideal maupun gas real. Mata kuliah ini juga membahas Hukum Ke Nol, Hukum Pertama, dan Hukum Kedua Termodinamika sebagai dasar analisis perpindahan energi dalam bentuk kalor dan usaha, konsep entropi, prinsip entropi maksimum, dan siklus Carnot. Selain itu, mahasiswa mempelajari potensial termodinamika yang meliputi energi dalam, entalpi, energi bebas Helmholtz, energi bebas Gibbs, dan transformasi Legendre untuk menganalisis perubahan energi, arah proses, efisiensi sistem, dan kondisi kesetimbangan termodinamika melalui penyelesaian berbagai permasalahan dan fenomena fisika.

A. CMPK

  1. Mahasiswa mampu menjelaskan konsep dasar suhu, kalor, fenomena transport, serta sistem termodinamika beserta besaran keadaan dan perubahan fase sebagai dasar analisis sistem termodinamika.
  2. Mahasiswa mampu menganalisis hubungan antara tekanan, volume, dan temperatur (PVT) pada gas ideal dan gas real menggunakan persamaan keadaan serta konsep kapasitas kalor dan kalor jenis.
  3. Mahasiswa mampu menganalisis perpindahan energi dalam bentuk kalor dan usaha pada berbagai proses termodinamika berdasarkan Hukum Nol dan hukum Pertama Termodinamika
  4. Mahasiswa mampu menganalisis Hukum Kedua Termodinamika, konsep entropi, prinsip entropi maksimum, dan siklus Carnot dalam menentukan arah proses serta efisiensi sistem termodinamika.
  5. Mahasiswa mampu menganalisis perubahan energi suatu sistem menggunakan konsep potensial termodinamika, transformasi Legendre, entalpi, energi bebas Helmholtz, dan energi bebas Gibbs untuk menjelaskan kondisi kesetimbangan termodinamika.

B. Topik

  • Suhu dan Kalor
  • Fenomena Transportasi Kalor
  • Sistem termodinamika, besaran keadaan (temperatur, tekanan, volume), fase dan perubahan fase (padat, cair, dan gas)
  • Hukum ke nol termodinamika
  • Gas ideal: persamaan keadaan, kalor dan kapasitas kalor, kalor jenis, persamaan keadaan gas real
  • Hukum pertama termodinamika
  • Hukum kedua termodinamika: entropi, prinsip entropi maksimum, proses Carnot
  • Entropi dan energi sebagai potensial termodinamik, transformasi
  • Legendre, energi, bebas, entalpi
Besi Panas dengan suhu super tinggi berpendar berwarna merah

ModuL I

Fenomena Transpor Panas

Balon udara dan Gas Ideal

ModuL II

Gas Ideal

Piston dan hukum I Termodinamika

ModuL III

Usaha dan Energi Panas

Kulkas Membeku Refrigerator hukum II Termodinamika

ModuL IV

Hukum II Termodinamika

Isu Sosial Sains dalam Hal Nuklir

ModuL V

Potensial dan Sistem Energi

Asesmen pembelajaran fisika

ModuL Vi

Teori Kinetika Gas
(Enrichmen)

Daftar Isi
  1. Konsep Asesmen Pembelajaran Fisika (2 Pertemuan)
    • Pegukuran Skala-Skala Psikologis dan Penelitian Behavioral
    • Instrumen, Pengukuran, Asesmen dan Evaluasi
    • Peran asesmen dalam kurikulum
    • Skala dalam Pengukuran Behavioral
  2. Taksonomi Bloom dan Anderson (2 Pertemuan)
    • Ranah Kognitif
    • Ranah Afektif
    • Ranah Psikomotorik
  3. Dimensi Asesmen Pembelajaran Pembelajaran
    • Variabel
    • Aspek-Aspek Variabel
    • Indikator
  4. Instrumen Non Tes (2 Pertemuan)
    • Observasi, wawancara, angket, sikap ilmiah
    • Kualitas Instrumen Non Tes
  5. Instrumen Tes (4 Pertemuan)
    • Pilihan Ganda, Benar Salah, Isian dan Uraian
    • Kisi-Kisi Instrumen Tes : Indikator, level kognitif, stimulus soal
    • Validitas Isi dan Konstruk
    • Uji Validitas Pakar : Gregori dan Aiken’s V
    • Analisis Butir Soal : Tingkat kesukaran, Daya Beda, Efektifitas Pengecoh (Validitas Empiris)
    • Rasch Model (Fit Model Instrumen Validity)
  6. Asesmen Autentik (3 Pertemuan)
    • Penilaian Praktikum
    • Proyek Eksperimen Fisika
    • Penilaian Kinerja
    • Portofolio Pembelajaran
PekanTahapan Sub CMPKIndikatorKriteria dan TeknikLuringDaringSumber Pustaka
1Modul I
2Modul I
3Modul II
4Modul II
5Modul II
6Modul II
7UTS
8Modul III
9Modul III
10Modul III
11Modul IV
12Modul IV
13Modul V
14Modul V
15Modul V
16Modul V

Modul

Modul I – Sistem Termodinamika

Tujuan Pembelajaran : Mahasiwa mampu menganalisis fenomena perpindahan panas

Suhu metal dan batangan besi panas yang berpendar
  1. Konsep Makroskopis dan Mikroskopis
  2. Keseimbangan Termal dan Hukum ke-0 Termodinamika
  3. Kesetimbangan Termodinamika
  4. Besaran Keadaan dan Variabel Termodinamika
  5. Fase dan Perubahan Fase
Modul II – Gas Ideal dan Gas Nyata

Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa mampu menganalisis hubungan antar variabel PVT pada gas

Balon udara dan Gas Ideal
  1. Hukum-Hukum dan Persamaan Gas Ideal
  2. Persamaan Keadaan Gas Nyata
  3. Gas Van Der Waals
  4. Teorema Matematika

Aktivitas I : Simulasi Praktikum Gas Ideal

Modul III – Kerja (W) Gas dan Hukum I Termodinamika

Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa mampu mengimplementasi hubungan perubahan energi panas dan usuha berdasarkan hukum I Termodinamika.

Piston dan hukum I Termodinamika
  1. Menghitung Kerja Gas W = PdV
  2. Hukum I Termodinamika
  3. Konsep Kalor dan Kerja Gas
  4. Kerja Adiabatik
  5. Kapasitas Kalor
  6. Kalor Jenis Air : 1 Kalori
Modul IV – Hukum II Temodinamika

Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa mampu menganalisis hukum II Termodinamika

Evavoprator AC dan Hukum II Termodinamika
  1. Entropi dan Prinsip Entropi Maksimum
  2. Mesin Carnon Carnot
  3. Mesin Pendingin
Modul V – Potensial Termodinamika

Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa mampu menafsirkan konsep entropi dan energi dalam bentuk potensial termodinamik, transformasi legendre, energi bebas, dan entalpi.

Suhu metal dan batangan besi panas yang berpendar
  1. Entropi sebagai Potensial Termodinamika
  2. Transformasi Legendre
  3. Energi Bebas
  4. Entalpi

Daftar Isi

→ Index