Termodinamika

Mata kuliah Termodinamika merupakan mata kuliah dasar dalam bidang Teknik Mesin yang mempelajari prinsip-prinsip energi, kalor, kerja, dan perubahan sifat zat serta penerapannya pada berbagai sistem konversi energi. Mata kuliah ini memberikan pemahaman kepada mahasiswa mengenai bagaimana energi dapat berpindah dan mengubah bentuk, serta bagaimana prinsip-prinsip termodinamika digunakan untuk menganalisis kinerja suatu sistem teknik.

Materi pembelajaran diawali dengan konsep dasar termodinamika , meliputi pengertian sistem, lingkungan, batas sistem, keadaan, proses, dan siklus termodinamika. Selanjutnya siswa mempelajari sifat-sifat zat murni , termasuk hubungan antara tekanan, suhu, volume, energi dalam, entalpi, dan entropi.

Pembahasan berikutnya mencakup energi dan Hukum I Termodinamika , baik untuk sistem tertutup maupun sistem terbuka. Mahasiswa diharapkan mampu melakukan analisa neraca energi pada berbagai peralatan teknik seperti turbin, kompresor, pompa, boiler, kondensor, dan sistem lainnya.

Mata kuliah ini juga membahas Hukum II Termodinamika sebagai dasar untuk memahami arah proses, efisiensi, irreversibilitas, dan batasan konversi energi. Konsep tersebut dikembangkan melalui pembelajaran mengenai entropi dan eksergi untuk menganalisis kualitas energi serta mengidentifikasi sumber kehilangan energi dalam suatu sistem.

Selain itu, mahasiswa mempelajari berbagai siklus termodinamika , seperti siklus daya gas, siklus daya uap, siklus gabungan, siklus refrigerasi, dan siklus pompar. Materi ini memberikan pemahaman tentang prinsip termodinamika pada mesin pembangkit daya, mesin pembakaran, sistem pendingin, dan sistem pengkondisian udara.

Pada bagian akhir, meliputi pembelajaran tentang reaksi, campuran reaksi dan reaksi kimia , terutama dalam proses pembakaran. Mahasiswa juga diperkenalkan pada aliran kompresibel berkecepatan tinggi , termasuk karakteristik aliran gas pada nozzle, diffuser, dan komponen sistem propulsi atau turbin gas.

Melalui mata kuliah ini, mahasiswa diharapkan mampu memahami dan menerapkan prinsip-prinsip termodinamika untuk melakukan analisis energi dan kinerja berbagai sistem konversi energi. Pembelajaran juga diarahkan pada kemampuan siswa dalam melakukan perhitungan, interpretasi hasil, serta memberikan rekomendasi untuk meningkatkan efisiensi dan kinerja teknik sistem.

Capaian Pembelajaran

Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa diharapkan mampu:

1. Memahami konsep dan prinsip dasar termodinamika.

2. Menentukan sifat-sifat termodinamika zat dan fluida kerja.

3. Penerapan Hukum I Termodinamika pada sistem tertutup dan terbuka.

4. Penerapan Hukum II Termodinamika dalam analisis efisiensi sistem.

5. Menganalisis entropi dan eksergi pada sistem konversi energi.

6. Menganalisis siklus daya gas, siklus daya uap, dan siklus gabungan.

7. Memahami prinsip kerja sistem refrigerasi dan pompa kalor.

8. Menganalisis campuran gas dan proses reaksi pembakaran.

9. Memahami karakteristik aliran kompresibel berkecepatan tinggi.

10. Melakukan analisis sederhana terhadap kinerja dan efisiensi sistem termodinamika.

Pokok Bahasan

1. Konsep dasar Termodinamika.

2. Sifat-sifat zat murni.

3. Energi dan Hukum I Termodinamika.

4. Hukum I Termodinamika untuk sistem tertutup.

5. Hukum I Termodinamika untuk sistem terbuka.

6. Hukum II Termodinamika.

7. Entropi, eksergi, siklus daya gas, siklus daya uap, dan siklus gabungan.

8. Siklus pendinginan dan pompa kalor.

9. Campuran tak bereaksi.

10. Campuran bereaksi dan reaksi kimia.

11. Aliran kompresibel berkecepatan tinggi.