1 3.7 Menganalisis perubahan keadaan gas ideal dengan menerapkan hukum Termodinamika. 4.7 Membuat karya/model penerapan hukum I dan II Termodinamika berikut presentasi makna fisisnya. 3.7.1 Menginterpretasi grafik hubungan tekanan (P), volume (V) dan suhu (T) melalui gerakan piston pada mesin stirling (Hukum I Termodinamika). 3.7.2 Mengidentifikasi konsep Hukum I dan Hukum II Termodinamika pada termos, mesin kalor, dan mesin pendingin. 3.7.3 Menganalisis hubungan tekanan (P), volume (V) dan suhu (T) dari mesin kalor dan siklus Carnot dalam diagram P-V. 3.7.4 Merancang pemecahan masalah tentang siklus mesin kalor, siklus Carnot sampai dengan teori Clausius. 4.7.1 Mempresentasikan hasil penyelesaian masalah tentang siklus mesin kalor dan siklus mesin pendingin. 2 1. Melalui pengamatan gerakan piston pada mesin stirling, peserta didik dapat menginterpretasi grafik hubungan tekanan (P), volume (V) dan suhu (T) dengan teliti. 2. Melalui susunan bagian dalam termos, peserta didik dapat mengidentifikasi konsep Hukum I Termodinamika dalam termos secara tepat. 3. Melalui prinsip kerja mesin kalor dan mesin pendingin, peserta didik dapat menginferensi kaitan Hukum II Termodinamika pada mesin secara kritis. 4. Melalui grafik siklus, peserta didik dapat menganalisis efisiensi dari mesin Carnot, mesin kalor, dan mesin pendingin dengan tepat. 5. Melalui sebuah masalah, peserta didik dapat mempresentasikan hasil penyelesaian masalah tentang siklus mesin kalor dan siklus mesin pendingin. Sebelum membahas materi tentang Termodinamika, peserta didik telah memahami tentang: 1. Suhu dan kalor 2. Teori kinetik gas 3. Keadaan gas ideal 3 4 Saat kamu merasa kepanasan dalam ruangan, kamu akan menyalakan AC agar suhu ruangan tersebut menjadi sejuk. Ketika sedang kelaparan di malam hari, kamu akan mengambil makanan dingin di dalam kulkas untuk dipanaskan terlebih dahulu sebelum disantap. Saat cuaca sedang dingin atau kamu sedang kurang sehat, kamu akan memilih meminum air hangat dari termos. Dari beberapa peristiwa yang melibatkan suhu dan kalor dalam kehidupan sehari-hari ini, kamu pernah mengalaminya bukan? Lalu, apakah kamu mengetahui bahwa peristiwa yang kamu alami, peralatan canggih yang membantu memenuhi kebutuhanmu itu pada dasarnya menerapkan konsep termodinamika? Bagaimana prinsip kerja dari peralatan tersebut? Untuk mengetahuinya, perhatikan penjelasan singkat berikut! Pada konsep termodinamika, kamu akan mengenal dua istilah yang saling berkaitan, yaitu sistem dan lingkungan. Sistem merupakan sejumlah gas dalam suatu wadah, yang menjadi pusat analisis. Sedangkan lingkungan merupakan segala sesuatu di luar sistem. Sistem dan lingkungan dipisahkan oleh suatu batas sistem. Batas ini bisa tetap atau bergerak. Contoh yang dapat diasumsikan sebagai sistem dan lingkungan dapat dilihat pada genangan air seperti pada Gambar 1.1. Air yang berada dalam sebuah lubang disebut sebagai sistem, dan tanah maupun bebatuan di sekeliling air disebut dengan lingkungan. Batasan dari sistem dan lingkungan adalah lubang tersebut. Sumber: https://i.pinimg.com Gambar 1.1 Sistem dan Lingkungan Termodinamika Apabila antara sistem dan lingkungan memungkinkan terjadinya pertukaran materi dan energi, maka sistem disebut sistem terbuka. Jika hanya terbatas pada pertukaran energi disebut sistem tertutup. Sedangkan, jika pertukaran materi maupun energi tidak mungkin terjadi, maka disebut sistem terisolasi. 5 A. USAHA LUAR DAN MESIN CARNOT Kamu menggunakan Peralatan tentu telah peralatan elektronika dapat terbiasa elektronika. Bagaimana Mesin Stirling Bekerja? berfungsi maupun bergerak dengan bantuan energi listrik. Namun, bagaimana dengan suatu alat yang dapat bergerak dengan bantuan energi kalor? Sebelum membahas lebih lanjut, amati video pada link di samping. https://bit.ly/GD-MesinStirling1 Mesin yang kamu tonton, disebut mesin stirling. Prinsip kerja dari mesin stirling berbeda dengan mesin yang sering kamu gunakan sehari-hari. Tetapi, jika diamati kembali, apakah ada alat yang menerapkan prinsip sama dengan mesin stirling ini di sekitarmu? Jika sulit untuk mengingat peralatan yang sama seperti dengan mesin stirling, bagaimana dengan ide membuat mesin yang memiliki prinsip yang sama? Membuat alat dengan prinsip yang sama akan membantumu dapat membedakan dengan jelas antara mesin bertenaga listrik dengan mesin yang memanfaatkan energi kalor. Agar kamu memiliki batasan dalam membuat peralatan seperti mesin stirling, terlebih dahulu kamu akan belajar konsep fisika yang terdapat pada mesin stirling. 1. Usaha Luar Keadaan gas bergantung pada tekanan (P), volume (V), dan suhu (T). Perubahan salah satu komponen akan menyebabkan perubahan pada komponen yang lain. Perubahan keadaan gas dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan bentuk energi yang lain, misalnya energi gerak. Untuk menghasilkan energi tersebut diperlukan usaha. Usaha dapat diperoleh dengan mengubah keadaan suatu gas. Usaha merupakan bentuk perpindahan energi melalui gaya yang dilakukan sistem pada lingkungan. 6