SlideShare a Scribd company logo
1 of 22
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
Satuan Pendidikan : SMK Negeri 6 Kota Bekasi
Mata Pelajaran : FISIKA
Kelas /Semester : X / 2
Alokasi Waktu : 6 JP (2 x pertemuan)
A. Kompetensi Inti
3. Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni,
budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan
peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik
untuk memecahkan masalah.
4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait
dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu
melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung.
B. Kompetensi Dasar
3.12 Menerapkan hukum- hukum termodinamika.
4.12 Menunjukkan cara kerja alat sederhana yang berhubungan dengan
termodinamika..
C. Indikator Pencapaian Kompetensi
Pengetahuan
3.12.1 Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum utama
termodinamika
3.12.2 Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-V)
3.12.3 Mendeskripsikan prinsip kerja mesin Carnot
Keterampilan
4.12.1 Menunjukkan cara kerja alat sederhana yang berhubungan dengan termodinamika
D. Tujuan Pembelajaran
Setelah berdiskusi dan menggali informasi, peserta didik akan dapat:
3.12.1.1Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum utama
termodinamika
3.12.2.1Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-V)
3.12.3.1Mendeskripsikan prinsip kerja mesin Carnot
Disediakan termometer, batang besi, bunsen, air, peserta didik akan dapat:
4.12.1.1Menunjukkan cara kerja alat sederhana yang berhubungan dengan termodinamika
E. Materi Pembelajaran
THERMODINAMIKA
1. GAS IDEAL
Definisi mikroskopik gas ideal :
a. Suatu gas yang terdiri dari partikel-partikel yang dinamakan molekul.
b. Molekul-molekul bergerak secara serampangan dan memenuhi hukum-hukum gerak
Newton.
c. Jumlah seluruh molekul adalah besar
d. Volume molekuladalah pecahan kecil yang dapat diabaikan dari volume yang
ditempati oleh gas tersebut.
e. Tidak ada gaya yang cukup besar yang beraksi pada molekul tersebut kecuali selama
tumbukan.
f. Tumbukannya eleastik (sempurna) dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat.
Jumlah gas di dalam suatu volume tertentu biasanya dinyatakan dalam mol. Misalkan suatu gas
ideal ditempatkan dalam suatu wadah (container) yang berbentuk silinder
 Hukum Boyle : Bila gas dijaga dalam temperatur
konstan, tekanannya ber-banding terbalik
dengan volume.
 Hukum Charles & Gay-Lussac : Jika tekanan gas
dijaga konstan, volume berbanding lurus
dengan temperatur.
Kesimpulan tersebut dapat dirangkaum sebagai
persamaan keadaan gas ideal :
pV = nRT
R : konstanta gas universal
= 8,31 J/mol .K
= 0,0821 Lt . atm/mol.K
2. KALOR dan USAHA
Kalor dan usaha sama-sama berdimensi tenaga (energi). Kalor merupakan tenaga yang
dipindahkan (ditransferkan) dari suatu benda ke benda lain karena adanya perbedaan
temperatur. Dan bila transfer tenaga tersebut tidak terkait dengan perbedaan temperatur,
disebut usaha (work).
dy
F
Mula-mula gas ideal menempati ruang dengan volume V dan tekanan p. Bila piston mempunyai
luas penampang A maka gaya dorong gas pada piston F = pA.
Dimisalkan gas diekspansikan (memuai) secara quasistatik, (secara pelan-pelan sehingga setiap
saat terjadi kesetimbangan), piston naik sejauh dy, maka usaha yang dilakukan gas pada piston :
dW = F dy
= p A dy
A dy adalah pertambahan volume gas,
dW = p dV
Bila volume dan tekanan mula-mula Vi dan pi dan volume dan tekanan akhir Vf dan pf , maka
usaha total yang dilakukan gas :
Vf
W =  p dV
Vi
P
pi i
pf f
V
Vi Vf
Kerja yang dilakukan gas pada saat ekspansi dari keadaan awal ke keadaan akhir adalah luas
dibawah kurva dalam diagram pV.
P P P
pi i pi i i
pf f pf f pf f f
V V V
Vi Vf Vi Vf Vi Vf
Tampak bahwa usaha yang dilakukan dalam setiap proses tidak sama, walaupun mempunyai
keadaan awal dan keadaan akhir yang sama.
“Usaha yang dilakukan oleh sebuah sistem bukan hanya tergan-tung pada keadaan
awal dan akhir, tetapi juga tergantung pada proses perantara antara keadaan awal dan
keadaan akhir”.
Dengan cara yang sama,
“kalor yang dipindahkan masuk atau keluar dari sebuah sistemtergantung pada proses
perantara di antara keadaan awal dan keadaan akhir”.
3. HUKUM PERTAMA THERMODINAMIKA
Suatu proses dari keadaan awal i ke keadaan akhir f, untuk setiap keadaan perantara
(lintasan) yang berbeda memberikan Q dan W yang berbeda, tetapi mempunyai harga Q - W
yang sama. Q - W hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir saja.
Q - W ini dalam termodinamika disebut perubahan tenga internal (U = Uf - Ui ),
sehingga :
U = Q - W
yang dikenal sebagai hukum pertama termodinamika, yang merupakan hukum kekekalan
energi.
Untuk perubahan infinitisimal :
dU = dQ - dW
4. KALOR JENIS GAS IDEAL
Secara mikroskopis, temperatur dari gas dapat diukur dari tenaga kinetik translasi rata-
rata dari molekul gas tersebut, Untuk molekul yang terdiri satu atom, momoatomik, seperti He,
Ne, gas mulia yang lain, tenaga yang diterimanya seluruhnya digunakan untuk menaikkan
tenaga kinetik translasinya,oleh karena itu total tenaga internalnya :
U = 3/2 NkT = 3/2 nRT
Tampak bahwa U hanya merupakan fungsi T saja.
p
f
f’ T + T
i
T
V
Untuk suatu proses volume konstan (i -> f ), usaha yang diakukan gas : W =  p dV = 0,
maka menurut hukum pertama termodinamika,
Q = U = 3/2 n R T
n cv T = 3/2 n R T
cv = 3/2 R
Seluruh kalor yang diterimanya, digunakan untuk menaikkan tenaga internal sistem. cv adalah
kalor jenis molar gas untuk volume konstan.
Untuk suatu proses volume konstan (i -> f’ ), usaha yang dilakukan gas W =  p dV = p V,
maka menurut hukum pertama termodinamika
U = Q - W
= n cp T - p V
Karena kedua proses tersebut mempunyai temperatur awal dan akhir yang sama maka U
kedua proses sama.
n cv T = n cp T - p V
Dari pV = nRT diperoleh p V = n R T , maka
n cv T = n cp T - n R T
cp - cv = R
Karena cv = 3/2 R, maka cp = 5/2 R, perbandingan antara kuantitas tersebut
 = cp / cv = 5/3
Untuk gas diatomik dan poliatomik dapat diperoleh dengan cara yang sama :
gas diatomik ( U = 5/2 nRT) :  = 7/5
gas poliatomik (U = 3 nRT) :  = 4/3
5. PROSES-PROSES DALAM TERMODINAMIKA
5.1. Proses Isokoris (volume konstan)
Bila volume konstan, p/T = konstan,
pi/ Ti = pf/Tf
p f
i
V
Pada proses ini V = 0, maka usaha yang dilakukan W = 0, sehingga
Q = U = n cv T
5.2. Proses Isobaris (tekanan konstan)
Bila tekanan konstan, V/T = konstan,
Vi/ Ti = Vf/Tf
p
i f
V
Pada proses ini usaha yang dilakukan W = p V = p (Vf - Vi ) , sehingga
U = Q - W
U = n cp T - p V
5.3. Proses Isotermis (temperatur konstan)
Bila temperatur konstan, pV = konstan,
piVi = pfVf
p i
f
V
Pada proses ini T = 0, maka perubahan tenaga internal U = 0, dan usaha yang dilakukan :
W =  p dV
p = nRT/V, maka
W = nRT  (1/V) dV
W = nRT ln (Vf/Vi)
Q = W
5.4. Proses Adiabatis
Pada proses ini tidak ada kalor yang masuk, maupun keluar dari sistem, Q = 0. Pada proses
adiabatik berlaku hubungan pV= konstan (buktikan),
piV
i = pfV
f
p i
f V
Usaha yang dilakukan pada proses adiabatis :
W =  p dV
p = k/V , k = konstan , maka
W =  (k/V ) dV
W = 1/(1-) { pfVf - piVi}
U = -W
6. PROSES TERBALIKKAN & PROSES TAK TERBALIKKAN
Secara alami kalor mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, tidak
sebaliknya. Balok meluncur pada bidang, tenaga mekanik balok dikonversikan ke tenaga
internal balok & bidang (kalor) saat gesekan. Proses tersebut termasuk proses tak terbalikkan
(irreversible). Kita tidak dapat melakukan proses sebaliknya.
Proses terbalikkan terjadi bila sistem melakukan proses dari keadaan awal ke keadaan
akhir melalui keadaan setimbang yang berturutan. Hal ini terjadi secara quasi-statik. Sehingga
setiap keadaan dapat didefinisikan dengan jelas P, V dan T-nya. Sebaliknya pada proses
irreversible, kesetimbangan pada keadaan perantara tidak pernah tercapai, sehingga P,V dan T
tak terdefinisikan.
pasir p irreversible
f
i reversible
V
Reservoir kalor
7. MESIN KALOR
Rangkaian dari beberapa proses termodinamika yang berawal dan berakhir pada
keadaan yang sama disebut siklus.
p 2
v
1
4
3
Untuk sebuah siklus, T = 0 oleh karena itu U = 0. Sehingga
Q = W.
Q menyatakan selisih kalor yang masuk (Q1) dan kalor yang keluar (Q2) (Q = Q1- Q2) dan W
adalah kerja total dalam satu siklus.
7.1. Siklus Carnot
Tahun 1824 Sadi Carnot menunjukkan bahwa mesin kalor terbalikkan adengan siklus
antara dua reservoir panas adalah mesin yang paling efisien.
Siklus Carnot terdiri dari proses isotermis dan proses adiabatis.
 Proses a-b : ekaspansi isotermal pada temperatur Th (temperatur tinggi). Gas dalam keadaan
kontak dengan reservoir temperatur tinggi. Dalam proses ini gas menyerap kalor Th dari
reservoir dan melakukan usaha Wab menggerakkan piston.
Qh
a
b
d Qc c
 Proses b-c : ekaspansi adiabatik. Tidak ada kalor yang diserap maupun keluar sistem. Selama
proses temperatur gas turun dari Th ke Tc (temperatur rendah) dan melakukan usaha Wab .
 Proses c-d : kompresi isotermal pada temperatur Tc (temperatur tinggi). Gas dalam keadaan
kontak dengan reservoir temperatur rendah. Dalam proses ini gas melepas kalor Qc dari
reservoir dan mendapat usaha dari luar Wcd.
 Proses d-a : kompresi adiabatik. Tidak ada kalor yang diserap maupun keluar sistem. Selama
proses temperatur gas naik dari Tc ke Th dan mendapat usaha Wda .
Efisiensi dari mesin kalor siklus Carnot :
 = W/Qh = 1 - Qc /Qh
karena Qc /Qh = Tc /Th (buktikan)
maka
 = 1 - Tc /Th
7.2. Mesin Bensin
Proses dari mesin bensin ini dapat didekati dengan siklus Otto.
 Proses O-A : Udara ditekan masuk ke dalam silinder pada tekanan atmosfir dan volume naik
dari V2 menjadi V1.
 Proses A-B : gas ditekan secara adiabatik dari V1 menjadi V2 dan temperaturnya naik Dari TA
ke TB.
p
C
B D
O A
V2 V1 V
 Proses B-C : terjadi proses pembakaran gas (dari percikan api busi), kalor diserap oleh gas Qh.
Pada proses ini volume dijaga konstan sehingga tekanan dan temperaturnya naik menjadi pC
dan TC..
 Proses C-D : Gas berekspansi secara adiabatik, melakukan kerja WCD.
 Proses D-A : kalor Qc dilepas dan tekanan gas turun pada volume konstan.
 Proses A-O : dan pada akhir proses, gas sisa dibuang pada tekanan atmosfir dan volume gas
turun dari V1 menjadi V2..
Bila campuran udara-bahan bakar dianggap gas ideal, effisiensi dari siklus Otto adalah :
 = 1 - 1/(V1/V2.) -1.
V1/V2. disebut rasio kompresi.
7.3. Mesin Diesel.
Mesin diesel diidealkan bekerja dengan siklus Diesel.
C
B
D
A
V2 V3 V1
Berbeda dengan mesin bensin, pembakaran gas dilakukan dengan memberikan kompresi
hingga tekanannya tinggi. Pada proses BC terjadi pembakaran gas berekspansi sampai V3 dan
dilanjutkan ekspansi adiabatik sampai V1. Rasio kompresi siklus Diesel lebih besar dari siklus
Otto sehingga lebih efisien.
7. 4. Heat Pumps dan Refrigerators.
Heat pump adalah peralatan mekanis untuk memanaskan atau mendinginkan ruang dalam
rumah/gedung. Bila berfungsi sebagai pemanas gas yang bersirkulasi menyerap panas dari luar
(eksterior) dan melepaskannya di dalam ruang (interior). Bila difungsikan sebagai AC, siklus
dibalik.
Temperatur panas, Th
Qh
W
Qc
Temperatur dingin, Tc
Efektifitas dari heat pump dinyatakan dalam Coefisien of Perfoment (COP),
COP =Qh/W
Refrigerator, seperti dalam heat pump, memompa kalor Qc dari makanan di dalam ruang ke
luar ruangan.
COP = Qc/W
8. HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA
Mesin kalor yang telah dibahas sebelumnya menyatakan :
 kalor diserap dari sumbernya pada temperatur tinggi (Qh)
 Usaha dilakukan oleh mesin kalor (W).
 Kalor dilepas pada temperatur rendah (Qc).
Dari kenyataan ini menujukkan bahwa efisiensi mesin kalor tidak pernah berharga 100 %.
karena Qc selalu ada dalam setiap siklus. Dari sini Kelvin-Planck menyatakan :
“Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor, yang beroperasi pada suatu siklus,
hanyalah mentransformasikan ke dalam usaha semua kalor yang diserapnya dari
sebuah sumber”.
Temperatur tinggi,Th Temperatur tinggi, Th
Qh Qh
W W
Qc
Temperatur rendah, Tc Temperatur rendah, Tc
Mesin kalor Mesin kalor yang tidak mungkin
Sebuah heat pumps (atau refrigerator), menyerap kalor Qc dari reservoir dingin dan
melepaskan kalor Qh ke reservoir panas. Dan ini hanya mungkin terjadi bila ada usaha/kerja
yang dilakukan pada sistem. Clausius menyatakan :
“Untuk suatu mesin siklis maka tidak mungkin untuk menghasilkan tidak ada efek lain,
selain daripada menyampaikan kalor secara kontinyu dari sebuah benda ke benda lain
yang bertemperatur lebih tinggi”.
Temperatur tinggi,Th Temperatur tinggi, Th
Qh Qh
W
Qc Qc
Temperatur rendah, Tc Temperatur rendah, Tc
Refrigerator Refrigerator yang tak mungkin
Secara sederhana, kalor tidak dapat mengalir dari objek dingin ke objek panas secara spontan.
9. ENTROPI
Konsep temperatur muncul dalam hukum ke-nol termodinamika. Konsep energi internal
muncul dalam hukum pertama termodinamika. Dalam hukum kedua termodinamika muncul
konsep tentang entropi.
Misal ada proses terbalikkan, quasi-statik, jika dQ adalah kalor yang diserap atau dilepas oleh
sistem selama proses dalam interval lintasan yang kecil,
dS = dQ/T
 Entropi dari alam naik bila proses yang berlangsung alamiah
 Perubahan entropi dari suatu sistem hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir
sistem.
f
S =  dS =  dQ/T
i
Untuk proses dalam satu siklus perubahan entropi nol S = 0.
 Untuk proses adiabatik terbalikkan, tidak ada kalor yang masuk maupun keluar sistem, maka
S = 0. Proses ini disebut proses isentropik.
 Entropi dari alam akan tetap konstan bila proses terjadi secara terbalikkan.
Untuk proses quasi-statik, terbalikkan, berlaku hubungan : dQ = dU + dW dimana dW = pdV.
Untuk gas ideal, dU = ncv dT dan P = nRT/V, oleh karena itu
dQ = dU + pdV = ncv dT + nRT dV/V
bila dibagi dengan T
dQ/T = ncv dT/T + nR dV/V
S =  dQ/T = ncv ln(Tf/Ti) + nR ln(Vf/Vi)
F. PENDEKATAN, MODEL DAN METODE
Pendekatan : Scientific
Model : Problem Based Learning
Metode : Diskusi, Demonstrasi dan Eksperimen
G. Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan ke-1 (3 x 45 menit)
Kegiatan Deskripsi Kegiatan
Alokasi
Waktu
Pendahuluan  Salam dan Doa
 Motivasi dan Apersepsi:
- Bagaimana syarat benda dikatakan
menerima tekanan?
 Prasyarat pengetahuan:
- Apakah yang dimaksud dengan usaha ?
 Pra eksperimen:
 Berhati-hatilah menggunakan mesin carnot
10’
Kegiatan Inti  Eksplorasi
Dalam kegiatan eksplorasi :
 Menghitung usaha, kalor, dan/atau energi dalam
dengan menggunakan prinsip hukum utama
termodinamika dalam diskusi kelas (nilai yang
ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras,
Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu,
Komunikatif, Tanggung Jawab.);
 Menganalisis karakteristik proses isobarik,
isokhorik, isotermik, dan adiabatik dalam diskusi
kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi,
Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin
tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
 Elaborasi
Dalam kegiatan elaborasi,
 Menghitung isobarik, isokhorik, isotermik, dan
adiabatik dalam diskusi kelas (nilai yang
ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras,
Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu,
Komunikatif, Tanggung Jawab.);
 Konfirmasi
115’
Kegiatan Deskripsi Kegiatan
Alokasi
Waktu
Dalam kegiatan konfirmasi, Siswa:
 Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum
diketahui (nilai yang ditanamkan: Jujur,
Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis,
Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung
Jawab.);
 Menjelaskan tentang hal-hal yang belum
diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur,
Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif,
Tanggung Jawab.);

Penutup  Guru memberikan penghargaan kepada kelompok
yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.
(nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja
keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu,
Komunikatif, Tanggung Jawab.);
 Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi
untuk membuat rangkuman. (nilai yang
ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras,
Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu,
Komunikatif, Tanggung Jawab.);
 Guru memberikan tugas rumah berupa latihan
soal. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi,
Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin
tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

10’
Pertemuan 2 (3 x 45 menit)
Kegiatan Deskripsi Kegiatan
Alokasi
Waktu
Pendahuluan  Salam dan Doa
 Mengkondisikan kelas dan mengabsen siswa
 Prasyarat pengetahuan:
- Apakah yang dimaksud dengan usaha ?
 Pra eksperimen:
- Berhati-hatilah menggunakan mesin carnot.

10’
Kegiatan Inti  Eksplorasi
Dalam kegiatan eksplorasi :
 Menghitung usaha, kalor, dan/atau energi dalam
dengan menggunakan prinsip hukum utama
termodinamika dalam diskusi kelas (nilai yang
ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras,
Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu,
Komunikatif, Tanggung Jawab.);
 Menganalisis efisiensi mesin kalor dan koefiseien
performans mesin pendingin Carnot dalam diskusi
pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan:
Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri,
Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif,
115’
Kegiatan Deskripsi Kegiatan
Alokasi
Waktu
Tanggung Jawab.);
 Elaborasi
Dalam kegiatan elaborasi,
 Menghitung efisiensi mesin kalor dan koefiseien
performans mesin pendingin Carnot dalam diskusi
pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan:
Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri,
Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif,
Tanggung Jawab.);
 Konfirmasi
Dalam kegiatan konfirmasi, Siswa:
 Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum
diketahui (nilai yang ditanamkan: Jujur,
Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis,
Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung
Jawab.);
 Menjelaskan tentang hal-hal yang belum
diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur,
Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif,
Tanggung Jawab.);
Penutup  Guru memberikan penghargaan kepada kelompok
yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.
(nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja
keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu,
Komunikatif, Tanggung Jawab.);
 Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi
untuk membuat rangkuman. (nilai yang
ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras,
Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu,
Komunikatif, Tanggung Jawab.);
 Guru memberikan tugas rumah berupa latihan
soal. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi,
Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin
tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
10’
Pertemuan ke-3 (3 x 45 menit)
Evaluasi KD 3.12 dan 4.12
H. Penilaian
1. PENILAIAN SIKAP
Instrumen dan Rubrik Penilaian Sikap
No
Nama Siswa/
Kelompok
Santun
Tanggung
Jawab
Teliti Disiplin Nilai
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1.
2.
3.
N
Keterangan:
4 = jika empatindikator terlihat.
3 = jika tiga indikator terlihat.
2 = jika dua indikator terlihat
1 = jika satu indikator terlihat
Indikator Penilaian Sikap:
1. Santun
a. Berinteraksi dengan teman secara ramah
b. Berkomunikasi dengan bahasa yang tidak menyinggung perasaan
c. Menggunakan bahasa tubuh yang bersahabat
d. Berperilaku sopan
2. Tanggung Jawab
a. Pelaksanaan tugas secara teratur
b. Peran serta aktif dalam kegiatan diskusi kelompok
c. Mengajukan usul pemecahan masalah
d. Mengerjakan tugas sesuai yang ditugaskan
3. Teliti
a. Mengerjakan tugas dengan jawaban yang lengkap
b. Menggunakan satuan-satuan yang tepat
c. Mengerjakan setiap permasalahan yang diberikan
d. Menghitung dengan tepat
4. Disiplin
a. Tertib mengikuti instruksi
b. Mengerjakan tugas tepat waktu
c. Tidak melakukan kegiatan yang tidak diminta
d. Tidak membuat kondisi kelas menjadi tidak kondusif
Nilai akhir sikap diperolel dari modus (skor yang sering muncul) dari keempat aspek
sikap di atas.
Kategori nilai sikap:
Sangat Baik : apabila memperoleh nilai akhir 4
Baik : apabila memperoleh nilai akhir 3
Cukup : apabila memperoleh nilai akhir 2
Kurang : apabila memperoleh nilai akhir 1
2. PENILAIAN PENGETAHUAN
Tes Tertulis
1. Udara yang semula berada pada temperatur 30C dan tekanan 6 bar akan diekspansikan
menjadi keadaan akhir dengan temperatur 30C dan tekanan 2 bar. Ekspansi dilakukan
dengan cara pendinginan pada volume konstan diikuti dengan pemanasan pada tekanan
konstan sampai dicapai keadaan akhir. Udara dianggap mengikuti perilaku gas ideal:
PV = RT
dengan R = 83,14 cm3
bar mol-1
K-1
. Hitung Q, W, U dan H untuk tiap alur proses dan
keseluruhan proses. Kapasitas panas CV = 2,5 R dan CP = 3,5 R.
Gambar proses tersebut dalam diagram PV.!
PENYELESAIAN:
a. Diagram PV
  
6
15
,
303
14
,
83
1
1
1 

P
RT
V = 4.200,93 cm3
/mol
V2 = V1 = 4.200,93 cm3
/mol
  
14
,
83
93
,
200
.
4
2
2
2
2 

R
V
P
T = 101,06 K
  
2
15
,
303
14
,
83
3
3
3 

P
RT
V = 12.602,78 cm3
/mol
b. Proses pendinginan pada V konstan
0
2
1


 
V
V
dV
P
W
    
15
,
303
06
,
101
14
,
83
5
,
2
2
1
2
1





  T
T
C
dT
C
U V
T
T
V
P3 = 2
P1 = 6
P
V
V1 V3
=  42.005,1 cm3
bar mol1
Q = U – W =  42.005,1 – 0 =  42.005,1 cm3
bar mol1
    
15
,
303
06
,
101
14
,
83
5
,
3
2
1
2
1





  T
T
C
dT
C
H P
T
T
P
=  58.807,1 cm3
bar mol1
c. Proses pemanasan pada P konstan


 
3
2
V
V
dV
P
W 2 (12.602,78  4.200,93) =  16.802,04 cm3
bar mol1
 
2
3
3
2
T
T
C
dT
C
H
Q P
T
T
P 



 
= 3,5 (83,14) (303,15 – 101,06) = 58.807,1 cm3
bar mol1
U = Q + W = 58.807,14  16.802,04 = 42.005,1 cm3
bar mol1
d. Keseluruhan proses
Q =  42.005,1 + 58. 807,14 = 16.802,04 cm3
bar mol1
W = 0  16.802,04 =  16.802,04 cm3
bar mol1
U =  42.005,1 + 42.005,1 = 0
H =  58.807,1 + 58.807,1 = 0
2. Udara sebanyak 0,03 kg mengalami proses siklis seperti pada gambar di bawah. Hitung
kerja/usahayangdapatdihasilkandari sistemtersebut,Udaradianggapmengikuti perilaku gas ideal, CV
= 2,5 R dan CP = 3,5 R. Berat molekul udara rata-rata adalah 28,84.
PENYELESAIAN
mol
04
,
1
84
,
28
30
n 

mol
l
24
,
19
mol
04
,
1
L
20
V
V 2
3 


0,002 m3 0,02 m3
100 kPa
V
mol
l
924
,
1
mol
04
,
1
L
2
V1 

Titik3:
3
3
3 nRT
V
P 
  
 
K
3
,
231
mol
K
bar
l
08314
,
0
mol
l
24
,
19
bar
1
R
V
P
T 3
3
3 


Hubunganantara titik1 dan 3
4
,
1
5
,
2
5
,
3
C
C
V
P






 3
3
1
1 V
P
V
P
 
4
,
1
1
3
3
1
924
,
1
24
,
19
1
V
V
P
P 
















= 25,12 bar
  
 
K
581
mol
K
bar
l
08314
,
0
mol
l
924
,
1
bar
12
,
25
nR
V
P
T 1
1
1 


Titik2
T2 = T1 = 581 K
Usaha yang dihasilkan:
   
1
2
1
V
V
V
V
2
1
V
V
ln
RT
mol
04
,
1
V
dV
RT
mol
04
,
1
dV
P
n
W
2
1
2
1





 


   
924
,
1
24
,
19
ln
K
581
mol
K
bar
l
083141
,
0
mol
04
,
1

 = – 115,7 l bar
0
dV
P
n
W
3
2
V
V
3
2 

 

      
bar
l
7
,
72
K
1
,
231
581
mol
K
bar
l
083141
,
0
5
,
2
T
T
C
U
W 3
1
V
1
3
1
3 





 

 
bar
l
1
,
40
7
,
72
0
7
,
115
W
W
W
W 1
3
3
2
2
1
total 







 


3. PENILAIAN KETERAMPILAN
4.3 Menyaji hasil penyelidikan mengenai perpindahan kalor
1
1
1 nRT
V
P 
NO. Aspek yang dinilai Nilai mak Nilai didapat
1 Persiapan kerja 4
2 Keterampilan saat eksperimen 4
3 Penyajian hasil eksperimen 4
Total Nilai 12
NILAI AKHIR =
total skor yang diperoleh
x 100
12
RUBRIK PENILAIAN KETERAMPILAN
NO.
Aspek yang
dinilai
Capaian Nilai
1 2 3 4
1
Persiapan
Kerja
Persiapan
kerja (alat,
bahan, lembar
kerja, dll)
tidak lengkap
dan tidak
tersusun rapi
Persiapan kerja
(alat, bahan,
lembar kerja,
dll) tidak
lengkap, tapi
tersusun rapi
Persiapan kerja
(alat, bahan,
lembar kerja,
dll) lengkap tapi
tidak tersusun
rapi
Persiapan kerja
(alat, bahan,
lembar kerja)
lengkap dan
tersusun rapi
2
Keterampilan
saat
eksperimen
Tidak terampil
dalam
eksperimen
Cukup terampil
dalam
eksperimen
Terampil dalam
eksperimen
Sangat terampil
dalam
eksperimen
3
Penyajian
hasil
eksperimen
Laporan hasil
eksperimen
disajikan tidak
rapi dan tidak
lengkap
Laporan hasil
eksperimen
disajikan tidak
rapi namun
lengkap
Laporan hasil
eksperimen
disajikan
dengan rapi
namun tidak
lengkap
Laporan hasil
eksperimen
disajikan
dengan rapi dan
lengkap
G. Media, Alat, Bahan, dan Sumber Belajar
1. Media, Alat dan Bahan
 Papan Tulis dan Spidol
 Laptop
 Power Point Materi
 LCD Proyektor
 Termometer
 Bunsen
 Gelas Kimia
 Air dan pewarna air
 Batang Besi
2. Sumber belajar
 Sutejo dan Purwoko, 2009. Fisika 1 SMK Kelas X Kelompok Teknologi, Kesehatan dan
Pertanian. Jakarta: Yudhistira.
 Internet
Bekasi, Juli 2018
Mengetahui,
Kepala SMK Negeri 6 Kota Bekasi Guru Mata Pelajaran
Dra. Dyah Sulistyaningsih, M.Pd Junaedi Hidayat, S.Pd
NIP. 19630817 199802 2 001 NIP.

More Related Content

What's hot

What's hot (18)

Remidi fisika riko saputra x tmo-b
Remidi fisika riko saputra x tmo-bRemidi fisika riko saputra x tmo-b
Remidi fisika riko saputra x tmo-b
 
Suhu dan-kalor ppt kelompok 5
Suhu dan-kalor ppt kelompok 5Suhu dan-kalor ppt kelompok 5
Suhu dan-kalor ppt kelompok 5
 
My powerpoint
My powerpointMy powerpoint
My powerpoint
 
Kalor SMP
Kalor SMPKalor SMP
Kalor SMP
 
PPT Suhu dan Kalor
PPT Suhu dan KalorPPT Suhu dan Kalor
PPT Suhu dan Kalor
 
Fisika Kelas XI SMK Bab Suhu
Fisika Kelas XI SMK Bab SuhuFisika Kelas XI SMK Bab Suhu
Fisika Kelas XI SMK Bab Suhu
 
BAHAN AJAR SUHU & KALOR (SMA)
BAHAN AJAR SUHU & KALOR (SMA)BAHAN AJAR SUHU & KALOR (SMA)
BAHAN AJAR SUHU & KALOR (SMA)
 
Suhu dan Kalor
Suhu dan KalorSuhu dan Kalor
Suhu dan Kalor
 
Kalorimeter
KalorimeterKalorimeter
Kalorimeter
 
Kalorimeter
KalorimeterKalorimeter
Kalorimeter
 
Suhu dan-kalor
Suhu dan-kalorSuhu dan-kalor
Suhu dan-kalor
 
Kalor dan Perubahan Suhu
Kalor dan Perubahan SuhuKalor dan Perubahan Suhu
Kalor dan Perubahan Suhu
 
Praktek Kalorimeter Fisika Dasar
Praktek Kalorimeter Fisika DasarPraktek Kalorimeter Fisika Dasar
Praktek Kalorimeter Fisika Dasar
 
Kalor dan-perpindahan-kalor
Kalor dan-perpindahan-kalorKalor dan-perpindahan-kalor
Kalor dan-perpindahan-kalor
 
Suhu dan kalor
Suhu dan kalorSuhu dan kalor
Suhu dan kalor
 
Fisika suhu dan kalor beserta soal pilihan ganda
Fisika suhu dan kalor beserta soal pilihan gandaFisika suhu dan kalor beserta soal pilihan ganda
Fisika suhu dan kalor beserta soal pilihan ganda
 
Bab 5 suhu dan kalor
Bab 5 suhu dan kalorBab 5 suhu dan kalor
Bab 5 suhu dan kalor
 
rumus suhu dan kalor fisika
rumus suhu dan kalor fisikarumus suhu dan kalor fisika
rumus suhu dan kalor fisika
 

More from Jun Hidayat

More from Jun Hidayat (15)

Rpp 3.16 jun
Rpp 3.16 junRpp 3.16 jun
Rpp 3.16 jun
 
Rpp 3.15 jun
Rpp 3.15 junRpp 3.15 jun
Rpp 3.15 jun
 
Rpp 3.14 jun
Rpp 3.14 junRpp 3.14 jun
Rpp 3.14 jun
 
Rpp 3.13 jun
Rpp 3.13 junRpp 3.13 jun
Rpp 3.13 jun
 
Rpp 3.11 jun
Rpp 3.11  junRpp 3.11  jun
Rpp 3.11 jun
 
Rpp 3.10 jun
Rpp 3.10 junRpp 3.10 jun
Rpp 3.10 jun
 
Rpp 3.9 jun
Rpp 3.9 junRpp 3.9 jun
Rpp 3.9 jun
 
Rpp 3.8 jun
Rpp 3.8 junRpp 3.8 jun
Rpp 3.8 jun
 
Rpp 3.7 jun
Rpp 3.7 junRpp 3.7 jun
Rpp 3.7 jun
 
Rpp 3.6 jun
Rpp 3.6 junRpp 3.6 jun
Rpp 3.6 jun
 
Rpp 3.5 jun
Rpp 3.5 junRpp 3.5 jun
Rpp 3.5 jun
 
Rpp 3.4 jun
Rpp 3.4 junRpp 3.4 jun
Rpp 3.4 jun
 
Rpp 3.3 jun
Rpp 3.3 junRpp 3.3 jun
Rpp 3.3 jun
 
Rpp 3.2 jun
Rpp 3.2 junRpp 3.2 jun
Rpp 3.2 jun
 
RPP Fisika Besaran dan Satuan
RPP Fisika Besaran dan SatuanRPP Fisika Besaran dan Satuan
RPP Fisika Besaran dan Satuan
 

Rpp 3.12 jun

  • 1. RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Satuan Pendidikan : SMK Negeri 6 Kota Bekasi Mata Pelajaran : FISIKA Kelas /Semester : X / 2 Alokasi Waktu : 6 JP (2 x pertemuan) A. Kompetensi Inti 3. Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah. 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung. B. Kompetensi Dasar 3.12 Menerapkan hukum- hukum termodinamika. 4.12 Menunjukkan cara kerja alat sederhana yang berhubungan dengan termodinamika.. C. Indikator Pencapaian Kompetensi Pengetahuan 3.12.1 Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum utama termodinamika 3.12.2 Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-V) 3.12.3 Mendeskripsikan prinsip kerja mesin Carnot Keterampilan 4.12.1 Menunjukkan cara kerja alat sederhana yang berhubungan dengan termodinamika D. Tujuan Pembelajaran Setelah berdiskusi dan menggali informasi, peserta didik akan dapat: 3.12.1.1Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum utama termodinamika 3.12.2.1Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-V) 3.12.3.1Mendeskripsikan prinsip kerja mesin Carnot
  • 2. Disediakan termometer, batang besi, bunsen, air, peserta didik akan dapat: 4.12.1.1Menunjukkan cara kerja alat sederhana yang berhubungan dengan termodinamika E. Materi Pembelajaran THERMODINAMIKA 1. GAS IDEAL Definisi mikroskopik gas ideal : a. Suatu gas yang terdiri dari partikel-partikel yang dinamakan molekul. b. Molekul-molekul bergerak secara serampangan dan memenuhi hukum-hukum gerak Newton. c. Jumlah seluruh molekul adalah besar d. Volume molekuladalah pecahan kecil yang dapat diabaikan dari volume yang ditempati oleh gas tersebut. e. Tidak ada gaya yang cukup besar yang beraksi pada molekul tersebut kecuali selama tumbukan. f. Tumbukannya eleastik (sempurna) dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Jumlah gas di dalam suatu volume tertentu biasanya dinyatakan dalam mol. Misalkan suatu gas ideal ditempatkan dalam suatu wadah (container) yang berbentuk silinder  Hukum Boyle : Bila gas dijaga dalam temperatur konstan, tekanannya ber-banding terbalik dengan volume.  Hukum Charles & Gay-Lussac : Jika tekanan gas dijaga konstan, volume berbanding lurus dengan temperatur. Kesimpulan tersebut dapat dirangkaum sebagai persamaan keadaan gas ideal : pV = nRT R : konstanta gas universal = 8,31 J/mol .K = 0,0821 Lt . atm/mol.K 2. KALOR dan USAHA Kalor dan usaha sama-sama berdimensi tenaga (energi). Kalor merupakan tenaga yang dipindahkan (ditransferkan) dari suatu benda ke benda lain karena adanya perbedaan
  • 3. temperatur. Dan bila transfer tenaga tersebut tidak terkait dengan perbedaan temperatur, disebut usaha (work). dy F Mula-mula gas ideal menempati ruang dengan volume V dan tekanan p. Bila piston mempunyai luas penampang A maka gaya dorong gas pada piston F = pA. Dimisalkan gas diekspansikan (memuai) secara quasistatik, (secara pelan-pelan sehingga setiap saat terjadi kesetimbangan), piston naik sejauh dy, maka usaha yang dilakukan gas pada piston : dW = F dy = p A dy A dy adalah pertambahan volume gas, dW = p dV Bila volume dan tekanan mula-mula Vi dan pi dan volume dan tekanan akhir Vf dan pf , maka usaha total yang dilakukan gas : Vf W =  p dV Vi P pi i pf f V Vi Vf Kerja yang dilakukan gas pada saat ekspansi dari keadaan awal ke keadaan akhir adalah luas dibawah kurva dalam diagram pV.
  • 4. P P P pi i pi i i pf f pf f pf f f V V V Vi Vf Vi Vf Vi Vf Tampak bahwa usaha yang dilakukan dalam setiap proses tidak sama, walaupun mempunyai keadaan awal dan keadaan akhir yang sama. “Usaha yang dilakukan oleh sebuah sistem bukan hanya tergan-tung pada keadaan awal dan akhir, tetapi juga tergantung pada proses perantara antara keadaan awal dan keadaan akhir”. Dengan cara yang sama, “kalor yang dipindahkan masuk atau keluar dari sebuah sistemtergantung pada proses perantara di antara keadaan awal dan keadaan akhir”. 3. HUKUM PERTAMA THERMODINAMIKA Suatu proses dari keadaan awal i ke keadaan akhir f, untuk setiap keadaan perantara (lintasan) yang berbeda memberikan Q dan W yang berbeda, tetapi mempunyai harga Q - W yang sama. Q - W hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir saja. Q - W ini dalam termodinamika disebut perubahan tenga internal (U = Uf - Ui ), sehingga : U = Q - W yang dikenal sebagai hukum pertama termodinamika, yang merupakan hukum kekekalan energi. Untuk perubahan infinitisimal : dU = dQ - dW 4. KALOR JENIS GAS IDEAL Secara mikroskopis, temperatur dari gas dapat diukur dari tenaga kinetik translasi rata- rata dari molekul gas tersebut, Untuk molekul yang terdiri satu atom, momoatomik, seperti He, Ne, gas mulia yang lain, tenaga yang diterimanya seluruhnya digunakan untuk menaikkan tenaga kinetik translasinya,oleh karena itu total tenaga internalnya : U = 3/2 NkT = 3/2 nRT
  • 5. Tampak bahwa U hanya merupakan fungsi T saja. p f f’ T + T i T V Untuk suatu proses volume konstan (i -> f ), usaha yang diakukan gas : W =  p dV = 0, maka menurut hukum pertama termodinamika, Q = U = 3/2 n R T n cv T = 3/2 n R T cv = 3/2 R Seluruh kalor yang diterimanya, digunakan untuk menaikkan tenaga internal sistem. cv adalah kalor jenis molar gas untuk volume konstan. Untuk suatu proses volume konstan (i -> f’ ), usaha yang dilakukan gas W =  p dV = p V, maka menurut hukum pertama termodinamika U = Q - W = n cp T - p V Karena kedua proses tersebut mempunyai temperatur awal dan akhir yang sama maka U kedua proses sama. n cv T = n cp T - p V Dari pV = nRT diperoleh p V = n R T , maka n cv T = n cp T - n R T cp - cv = R
  • 6. Karena cv = 3/2 R, maka cp = 5/2 R, perbandingan antara kuantitas tersebut  = cp / cv = 5/3 Untuk gas diatomik dan poliatomik dapat diperoleh dengan cara yang sama : gas diatomik ( U = 5/2 nRT) :  = 7/5 gas poliatomik (U = 3 nRT) :  = 4/3 5. PROSES-PROSES DALAM TERMODINAMIKA 5.1. Proses Isokoris (volume konstan) Bila volume konstan, p/T = konstan, pi/ Ti = pf/Tf p f i V Pada proses ini V = 0, maka usaha yang dilakukan W = 0, sehingga Q = U = n cv T 5.2. Proses Isobaris (tekanan konstan) Bila tekanan konstan, V/T = konstan, Vi/ Ti = Vf/Tf p i f V
  • 7. Pada proses ini usaha yang dilakukan W = p V = p (Vf - Vi ) , sehingga U = Q - W U = n cp T - p V 5.3. Proses Isotermis (temperatur konstan) Bila temperatur konstan, pV = konstan, piVi = pfVf p i f V Pada proses ini T = 0, maka perubahan tenaga internal U = 0, dan usaha yang dilakukan : W =  p dV p = nRT/V, maka W = nRT  (1/V) dV W = nRT ln (Vf/Vi) Q = W 5.4. Proses Adiabatis Pada proses ini tidak ada kalor yang masuk, maupun keluar dari sistem, Q = 0. Pada proses adiabatik berlaku hubungan pV= konstan (buktikan), piV i = pfV f p i f V
  • 8. Usaha yang dilakukan pada proses adiabatis : W =  p dV p = k/V , k = konstan , maka W =  (k/V ) dV W = 1/(1-) { pfVf - piVi} U = -W 6. PROSES TERBALIKKAN & PROSES TAK TERBALIKKAN Secara alami kalor mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, tidak sebaliknya. Balok meluncur pada bidang, tenaga mekanik balok dikonversikan ke tenaga internal balok & bidang (kalor) saat gesekan. Proses tersebut termasuk proses tak terbalikkan (irreversible). Kita tidak dapat melakukan proses sebaliknya. Proses terbalikkan terjadi bila sistem melakukan proses dari keadaan awal ke keadaan akhir melalui keadaan setimbang yang berturutan. Hal ini terjadi secara quasi-statik. Sehingga setiap keadaan dapat didefinisikan dengan jelas P, V dan T-nya. Sebaliknya pada proses irreversible, kesetimbangan pada keadaan perantara tidak pernah tercapai, sehingga P,V dan T tak terdefinisikan. pasir p irreversible f i reversible V Reservoir kalor 7. MESIN KALOR Rangkaian dari beberapa proses termodinamika yang berawal dan berakhir pada keadaan yang sama disebut siklus. p 2 v 1 4 3
  • 9. Untuk sebuah siklus, T = 0 oleh karena itu U = 0. Sehingga Q = W. Q menyatakan selisih kalor yang masuk (Q1) dan kalor yang keluar (Q2) (Q = Q1- Q2) dan W adalah kerja total dalam satu siklus. 7.1. Siklus Carnot Tahun 1824 Sadi Carnot menunjukkan bahwa mesin kalor terbalikkan adengan siklus antara dua reservoir panas adalah mesin yang paling efisien. Siklus Carnot terdiri dari proses isotermis dan proses adiabatis.  Proses a-b : ekaspansi isotermal pada temperatur Th (temperatur tinggi). Gas dalam keadaan kontak dengan reservoir temperatur tinggi. Dalam proses ini gas menyerap kalor Th dari reservoir dan melakukan usaha Wab menggerakkan piston. Qh a b d Qc c  Proses b-c : ekaspansi adiabatik. Tidak ada kalor yang diserap maupun keluar sistem. Selama proses temperatur gas turun dari Th ke Tc (temperatur rendah) dan melakukan usaha Wab .  Proses c-d : kompresi isotermal pada temperatur Tc (temperatur tinggi). Gas dalam keadaan kontak dengan reservoir temperatur rendah. Dalam proses ini gas melepas kalor Qc dari reservoir dan mendapat usaha dari luar Wcd.  Proses d-a : kompresi adiabatik. Tidak ada kalor yang diserap maupun keluar sistem. Selama proses temperatur gas naik dari Tc ke Th dan mendapat usaha Wda . Efisiensi dari mesin kalor siklus Carnot :  = W/Qh = 1 - Qc /Qh karena Qc /Qh = Tc /Th (buktikan) maka  = 1 - Tc /Th 7.2. Mesin Bensin Proses dari mesin bensin ini dapat didekati dengan siklus Otto.
  • 10.  Proses O-A : Udara ditekan masuk ke dalam silinder pada tekanan atmosfir dan volume naik dari V2 menjadi V1.  Proses A-B : gas ditekan secara adiabatik dari V1 menjadi V2 dan temperaturnya naik Dari TA ke TB. p C B D O A V2 V1 V  Proses B-C : terjadi proses pembakaran gas (dari percikan api busi), kalor diserap oleh gas Qh. Pada proses ini volume dijaga konstan sehingga tekanan dan temperaturnya naik menjadi pC dan TC..  Proses C-D : Gas berekspansi secara adiabatik, melakukan kerja WCD.  Proses D-A : kalor Qc dilepas dan tekanan gas turun pada volume konstan.  Proses A-O : dan pada akhir proses, gas sisa dibuang pada tekanan atmosfir dan volume gas turun dari V1 menjadi V2.. Bila campuran udara-bahan bakar dianggap gas ideal, effisiensi dari siklus Otto adalah :  = 1 - 1/(V1/V2.) -1. V1/V2. disebut rasio kompresi.
  • 11. 7.3. Mesin Diesel. Mesin diesel diidealkan bekerja dengan siklus Diesel. C B D A V2 V3 V1 Berbeda dengan mesin bensin, pembakaran gas dilakukan dengan memberikan kompresi hingga tekanannya tinggi. Pada proses BC terjadi pembakaran gas berekspansi sampai V3 dan dilanjutkan ekspansi adiabatik sampai V1. Rasio kompresi siklus Diesel lebih besar dari siklus Otto sehingga lebih efisien. 7. 4. Heat Pumps dan Refrigerators. Heat pump adalah peralatan mekanis untuk memanaskan atau mendinginkan ruang dalam rumah/gedung. Bila berfungsi sebagai pemanas gas yang bersirkulasi menyerap panas dari luar (eksterior) dan melepaskannya di dalam ruang (interior). Bila difungsikan sebagai AC, siklus dibalik. Temperatur panas, Th Qh W Qc Temperatur dingin, Tc Efektifitas dari heat pump dinyatakan dalam Coefisien of Perfoment (COP), COP =Qh/W
  • 12. Refrigerator, seperti dalam heat pump, memompa kalor Qc dari makanan di dalam ruang ke luar ruangan. COP = Qc/W 8. HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA Mesin kalor yang telah dibahas sebelumnya menyatakan :  kalor diserap dari sumbernya pada temperatur tinggi (Qh)  Usaha dilakukan oleh mesin kalor (W).  Kalor dilepas pada temperatur rendah (Qc). Dari kenyataan ini menujukkan bahwa efisiensi mesin kalor tidak pernah berharga 100 %. karena Qc selalu ada dalam setiap siklus. Dari sini Kelvin-Planck menyatakan : “Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor, yang beroperasi pada suatu siklus, hanyalah mentransformasikan ke dalam usaha semua kalor yang diserapnya dari sebuah sumber”. Temperatur tinggi,Th Temperatur tinggi, Th Qh Qh W W Qc Temperatur rendah, Tc Temperatur rendah, Tc Mesin kalor Mesin kalor yang tidak mungkin Sebuah heat pumps (atau refrigerator), menyerap kalor Qc dari reservoir dingin dan melepaskan kalor Qh ke reservoir panas. Dan ini hanya mungkin terjadi bila ada usaha/kerja yang dilakukan pada sistem. Clausius menyatakan : “Untuk suatu mesin siklis maka tidak mungkin untuk menghasilkan tidak ada efek lain, selain daripada menyampaikan kalor secara kontinyu dari sebuah benda ke benda lain yang bertemperatur lebih tinggi”. Temperatur tinggi,Th Temperatur tinggi, Th
  • 13. Qh Qh W Qc Qc Temperatur rendah, Tc Temperatur rendah, Tc Refrigerator Refrigerator yang tak mungkin Secara sederhana, kalor tidak dapat mengalir dari objek dingin ke objek panas secara spontan. 9. ENTROPI Konsep temperatur muncul dalam hukum ke-nol termodinamika. Konsep energi internal muncul dalam hukum pertama termodinamika. Dalam hukum kedua termodinamika muncul konsep tentang entropi. Misal ada proses terbalikkan, quasi-statik, jika dQ adalah kalor yang diserap atau dilepas oleh sistem selama proses dalam interval lintasan yang kecil, dS = dQ/T  Entropi dari alam naik bila proses yang berlangsung alamiah  Perubahan entropi dari suatu sistem hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem. f S =  dS =  dQ/T i Untuk proses dalam satu siklus perubahan entropi nol S = 0.  Untuk proses adiabatik terbalikkan, tidak ada kalor yang masuk maupun keluar sistem, maka S = 0. Proses ini disebut proses isentropik.  Entropi dari alam akan tetap konstan bila proses terjadi secara terbalikkan.
  • 14. Untuk proses quasi-statik, terbalikkan, berlaku hubungan : dQ = dU + dW dimana dW = pdV. Untuk gas ideal, dU = ncv dT dan P = nRT/V, oleh karena itu dQ = dU + pdV = ncv dT + nRT dV/V bila dibagi dengan T dQ/T = ncv dT/T + nR dV/V S =  dQ/T = ncv ln(Tf/Ti) + nR ln(Vf/Vi) F. PENDEKATAN, MODEL DAN METODE Pendekatan : Scientific Model : Problem Based Learning Metode : Diskusi, Demonstrasi dan Eksperimen G. Kegiatan Pembelajaran Pertemuan ke-1 (3 x 45 menit) Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu Pendahuluan  Salam dan Doa  Motivasi dan Apersepsi: - Bagaimana syarat benda dikatakan menerima tekanan?  Prasyarat pengetahuan: - Apakah yang dimaksud dengan usaha ?  Pra eksperimen:  Berhati-hatilah menggunakan mesin carnot 10’ Kegiatan Inti  Eksplorasi Dalam kegiatan eksplorasi :  Menghitung usaha, kalor, dan/atau energi dalam dengan menggunakan prinsip hukum utama termodinamika dalam diskusi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Menganalisis karakteristik proses isobarik, isokhorik, isotermik, dan adiabatik dalam diskusi kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Elaborasi Dalam kegiatan elaborasi,  Menghitung isobarik, isokhorik, isotermik, dan adiabatik dalam diskusi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Konfirmasi 115’
  • 15. Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu Dalam kegiatan konfirmasi, Siswa:  Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum diketahui (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Penutup  Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  10’ Pertemuan 2 (3 x 45 menit) Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu Pendahuluan  Salam dan Doa  Mengkondisikan kelas dan mengabsen siswa  Prasyarat pengetahuan: - Apakah yang dimaksud dengan usaha ?  Pra eksperimen: - Berhati-hatilah menggunakan mesin carnot.  10’ Kegiatan Inti  Eksplorasi Dalam kegiatan eksplorasi :  Menghitung usaha, kalor, dan/atau energi dalam dengan menggunakan prinsip hukum utama termodinamika dalam diskusi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Menganalisis efisiensi mesin kalor dan koefiseien performans mesin pendingin Carnot dalam diskusi pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, 115’
  • 16. Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu Tanggung Jawab.);  Elaborasi Dalam kegiatan elaborasi,  Menghitung efisiensi mesin kalor dan koefiseien performans mesin pendingin Carnot dalam diskusi pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Konfirmasi Dalam kegiatan konfirmasi, Siswa:  Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum diketahui (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif, Tanggung Jawab.); Penutup  Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);  Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.); 10’ Pertemuan ke-3 (3 x 45 menit) Evaluasi KD 3.12 dan 4.12 H. Penilaian 1. PENILAIAN SIKAP Instrumen dan Rubrik Penilaian Sikap No Nama Siswa/ Kelompok Santun Tanggung Jawab Teliti Disiplin Nilai 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
  • 17. 1. 2. 3. N Keterangan: 4 = jika empatindikator terlihat. 3 = jika tiga indikator terlihat. 2 = jika dua indikator terlihat 1 = jika satu indikator terlihat Indikator Penilaian Sikap: 1. Santun a. Berinteraksi dengan teman secara ramah b. Berkomunikasi dengan bahasa yang tidak menyinggung perasaan c. Menggunakan bahasa tubuh yang bersahabat d. Berperilaku sopan 2. Tanggung Jawab a. Pelaksanaan tugas secara teratur b. Peran serta aktif dalam kegiatan diskusi kelompok c. Mengajukan usul pemecahan masalah d. Mengerjakan tugas sesuai yang ditugaskan 3. Teliti a. Mengerjakan tugas dengan jawaban yang lengkap b. Menggunakan satuan-satuan yang tepat c. Mengerjakan setiap permasalahan yang diberikan d. Menghitung dengan tepat 4. Disiplin a. Tertib mengikuti instruksi b. Mengerjakan tugas tepat waktu c. Tidak melakukan kegiatan yang tidak diminta d. Tidak membuat kondisi kelas menjadi tidak kondusif Nilai akhir sikap diperolel dari modus (skor yang sering muncul) dari keempat aspek sikap di atas. Kategori nilai sikap: Sangat Baik : apabila memperoleh nilai akhir 4 Baik : apabila memperoleh nilai akhir 3 Cukup : apabila memperoleh nilai akhir 2 Kurang : apabila memperoleh nilai akhir 1
  • 18. 2. PENILAIAN PENGETAHUAN Tes Tertulis 1. Udara yang semula berada pada temperatur 30C dan tekanan 6 bar akan diekspansikan menjadi keadaan akhir dengan temperatur 30C dan tekanan 2 bar. Ekspansi dilakukan dengan cara pendinginan pada volume konstan diikuti dengan pemanasan pada tekanan konstan sampai dicapai keadaan akhir. Udara dianggap mengikuti perilaku gas ideal: PV = RT dengan R = 83,14 cm3 bar mol-1 K-1 . Hitung Q, W, U dan H untuk tiap alur proses dan keseluruhan proses. Kapasitas panas CV = 2,5 R dan CP = 3,5 R. Gambar proses tersebut dalam diagram PV.! PENYELESAIAN: a. Diagram PV    6 15 , 303 14 , 83 1 1 1   P RT V = 4.200,93 cm3 /mol V2 = V1 = 4.200,93 cm3 /mol    14 , 83 93 , 200 . 4 2 2 2 2   R V P T = 101,06 K    2 15 , 303 14 , 83 3 3 3   P RT V = 12.602,78 cm3 /mol b. Proses pendinginan pada V konstan 0 2 1     V V dV P W      15 , 303 06 , 101 14 , 83 5 , 2 2 1 2 1        T T C dT C U V T T V P3 = 2 P1 = 6 P V V1 V3
  • 19. =  42.005,1 cm3 bar mol1 Q = U – W =  42.005,1 – 0 =  42.005,1 cm3 bar mol1      15 , 303 06 , 101 14 , 83 5 , 3 2 1 2 1        T T C dT C H P T T P =  58.807,1 cm3 bar mol1 c. Proses pemanasan pada P konstan     3 2 V V dV P W 2 (12.602,78  4.200,93) =  16.802,04 cm3 bar mol1   2 3 3 2 T T C dT C H Q P T T P       = 3,5 (83,14) (303,15 – 101,06) = 58.807,1 cm3 bar mol1 U = Q + W = 58.807,14  16.802,04 = 42.005,1 cm3 bar mol1 d. Keseluruhan proses Q =  42.005,1 + 58. 807,14 = 16.802,04 cm3 bar mol1 W = 0  16.802,04 =  16.802,04 cm3 bar mol1 U =  42.005,1 + 42.005,1 = 0 H =  58.807,1 + 58.807,1 = 0 2. Udara sebanyak 0,03 kg mengalami proses siklis seperti pada gambar di bawah. Hitung kerja/usahayangdapatdihasilkandari sistemtersebut,Udaradianggapmengikuti perilaku gas ideal, CV = 2,5 R dan CP = 3,5 R. Berat molekul udara rata-rata adalah 28,84. PENYELESAIAN mol 04 , 1 84 , 28 30 n   mol l 24 , 19 mol 04 , 1 L 20 V V 2 3    0,002 m3 0,02 m3 100 kPa V
  • 20. mol l 924 , 1 mol 04 , 1 L 2 V1   Titik3: 3 3 3 nRT V P       K 3 , 231 mol K bar l 08314 , 0 mol l 24 , 19 bar 1 R V P T 3 3 3    Hubunganantara titik1 dan 3 4 , 1 5 , 2 5 , 3 C C V P        3 3 1 1 V P V P   4 , 1 1 3 3 1 924 , 1 24 , 19 1 V V P P                  = 25,12 bar      K 581 mol K bar l 08314 , 0 mol l 924 , 1 bar 12 , 25 nR V P T 1 1 1    Titik2 T2 = T1 = 581 K Usaha yang dihasilkan:     1 2 1 V V V V 2 1 V V ln RT mol 04 , 1 V dV RT mol 04 , 1 dV P n W 2 1 2 1              924 , 1 24 , 19 ln K 581 mol K bar l 083141 , 0 mol 04 , 1   = – 115,7 l bar 0 dV P n W 3 2 V V 3 2             bar l 7 , 72 K 1 , 231 581 mol K bar l 083141 , 0 5 , 2 T T C U W 3 1 V 1 3 1 3            bar l 1 , 40 7 , 72 0 7 , 115 W W W W 1 3 3 2 2 1 total             3. PENILAIAN KETERAMPILAN 4.3 Menyaji hasil penyelidikan mengenai perpindahan kalor 1 1 1 nRT V P 
  • 21. NO. Aspek yang dinilai Nilai mak Nilai didapat 1 Persiapan kerja 4 2 Keterampilan saat eksperimen 4 3 Penyajian hasil eksperimen 4 Total Nilai 12 NILAI AKHIR = total skor yang diperoleh x 100 12 RUBRIK PENILAIAN KETERAMPILAN NO. Aspek yang dinilai Capaian Nilai 1 2 3 4 1 Persiapan Kerja Persiapan kerja (alat, bahan, lembar kerja, dll) tidak lengkap dan tidak tersusun rapi Persiapan kerja (alat, bahan, lembar kerja, dll) tidak lengkap, tapi tersusun rapi Persiapan kerja (alat, bahan, lembar kerja, dll) lengkap tapi tidak tersusun rapi Persiapan kerja (alat, bahan, lembar kerja) lengkap dan tersusun rapi 2 Keterampilan saat eksperimen Tidak terampil dalam eksperimen Cukup terampil dalam eksperimen Terampil dalam eksperimen Sangat terampil dalam eksperimen 3 Penyajian hasil eksperimen Laporan hasil eksperimen disajikan tidak rapi dan tidak lengkap Laporan hasil eksperimen disajikan tidak rapi namun lengkap Laporan hasil eksperimen disajikan dengan rapi namun tidak lengkap Laporan hasil eksperimen disajikan dengan rapi dan lengkap G. Media, Alat, Bahan, dan Sumber Belajar 1. Media, Alat dan Bahan  Papan Tulis dan Spidol  Laptop  Power Point Materi  LCD Proyektor  Termometer  Bunsen  Gelas Kimia  Air dan pewarna air
  • 22.  Batang Besi 2. Sumber belajar  Sutejo dan Purwoko, 2009. Fisika 1 SMK Kelas X Kelompok Teknologi, Kesehatan dan Pertanian. Jakarta: Yudhistira.  Internet Bekasi, Juli 2018 Mengetahui, Kepala SMK Negeri 6 Kota Bekasi Guru Mata Pelajaran Dra. Dyah Sulistyaningsih, M.Pd Junaedi Hidayat, S.Pd NIP. 19630817 199802 2 001 NIP.