Laporan Fisika Teori Kinetik Gas.docx

NAMA

: FAISOL NURUL QOLMBI

KELAS

: XI IPA 2

MATA PELAJARAN

: FISIKA

KD

: 3.6

PEMBAHASAN A. Teori Kinetik Gas Teori Kinetik ditemukan pada pertengahan abad ke-19 oleh seorang ilmuwan. Bunyi teori kinetik adalah sebagai berikut: Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat dan karena itu memiliki energi yang lebih besar dari pada partikel-partikel dalam benda yang lebih dingin. Teori kinetik gas adalah teori yang menjelaskan perilaku sistem-sistem fisis dengan menganggap bahwa sejumlah besar molekul yang bergerak sangat cepat. Teori Kinetik (atau teori kinetik pada gas) berupaya menjelaskan sifatsifat makrokopis gas, seperti tekanan, suhu, atau volume, dengan memperhatikan komposisi molekular mereka dan gerakannya. Intinya, teori ini menyatakan bahwa tekanan tidaklah disebabkan oleh denyut-denyut statis di antara molekul-molekul, seperti yang diduga Isaac Newton, melainkan disebabkan oleh tumbukan antarmolekul yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda. Teori Kinetik dikenal pula sebagai Teori Kinetik-Molekular atau Teori Tumbukan atau Teori Kinetik pada Gas. Sifat gas umum : 1. Gas mudah berubah bentuk dan volumenya. 2. Gas ideal dapat digolongkan sebagai fluida, hanya kerapatannya jauh lebih kecil. Teori kinetik gas didasarkan pada beberapa asumsi tentang gas ideal, yaitu sebagai berikut: 1. Gas terdiri atas molekul-molekul yang sangat banyak dan jarak pisah antarmolekul jauh lebih besar daripada ukurannya. 2. Moelekul-molekul memenuhi hukum gerak Newton, tetapi secara keseluruhan mereka bergerak lulus secara acak dengan kecepatan tetap. 3. Molekul-molekul mengalami tumbukan lenting sempurna satu sama lain dan dengan dinding wadahnya. 4. Gaya-gaya antarmolekul dapat diabaikan, kecuali selama satu tumbukan yang berlangsung sangat singkat. 5. Gas yang dipertimbangkan adalah suatu zat tunggal sehingga semua molekul adalah identik.

1. Tekanan Gas Jika gas berada di dalam ruangan tetutup, molekul-molekul yang bergerak akan membentuk dinding ruangan dengan kecepatan tertentu sehingga menimbulkan tekanan gas.

Rumus Tekanan Gas:

1 N P  mo v 2 3 V Keterangan : P = Tekanan gas (Pa) m 0 = massa sebuah molekul (kg) v 2 = rata rata kuadrat kelajuan (m/s) 2 N = banyak molekul (partikel) V = volume gas (m 3 )

N  kerapatan molekul V

2. Energi kinetik rata-rata Persamaaan energi kinetik rata-rata sebagai berikut: 3 EK = kT 2 3. Kelajuan Efektif Gas Persamaan kelajuan efektif gas adalah sebagai berikut:

vRMS 

3P p

4. Terema Ekipartisi Energi Untuk suatu sistem molekul-molekul gas pada suhu mutlak T dengan tiap molekul f derajat kebebasan, rata-rata energi kinetik per modal adalah sebagai berikut. Ekipartisi energi 1 EM  EK  f ( kT ) 2 Teorema Ekipartisi Energi diusulkan pertama kali oleh Ludwing Boltzman.

B. Persamaan Keadaan Gas Ideal Untuk gas ideal, hubungan antara P, V, T, dan m ( atau jumlah mol m) cukup sederhana sehingga dapat menyatakannya sebagai suatu persamaan yang dinamakan persamaan umum gas ideal. Dengan kata lain, hukum gas ideal berlaku untuk semua kondisi gas ideal, baik ketika tekanan atau massa jenis gas ideal sangat besar maupun ketika suhu gas ideal mendekati titik didih. Sebaliknya, hukum gas ideal tidak berlaku untuk semua kondisi gas. Hukum gas ideal hanya berlaku ketika tekanan dan massa

jenis gas tidak terlalu besar. Hukum gas ideal juga hanya berlaku ketika suhu gas tidak mendekati titik didih. Berdasarkan uraian singkat ini, kita bisa mengatakan bahwa gas memiliki kemiripan sifat dengan gas ideal hanya ketika massa jenis dan tekanan gas tidak terlalu besar dan ketika suhu gas tidak mendekati titik didih. Persamaan Gas Ideal (hukum gas ideal dalam jumlah mol) :

PV  nRT Persamaan Gas Ideal (hukum gas ideal dalam jumlah molekul) :

PV  NkT Tetapan Boltzman yang bernilai: k 

R NA

C. Penurunan Persamaan Keadaan Gas Ideal  Hukum Boyle Hukum Boyle pertama kali dinyatakan oleh Robert Boyle pada tahun 1666. Bunyi Hukum Boyle adalah sebagai berikut: “Apabila suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya. “ Secara matematis sebagai berikut:

PV  tetap P1V1  P2V2 Keterangan: P1 : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2) P2 : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2) V1 : volume gas pada keadaan 1 (m3) V2 : volume gas pada keadaan 2 (m3)

 Hukum Charles-Gay Lussac Hukum Charles Gay Lussac pertama kali dinyatakan oleh Jacques Charles (1747-1823) dan Joseph Gay Lussac (1778-1805). Bunyi Hukum Charles Gay Lussac adalah sebagai berikut: “ Jika tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya.” Secara matematis sebagai berikut:

V  tetap T V1 V2  T1 T2 Keterangan: V1 : volume gas pada keadaan 1 (m3) V2 : volume gas pada keadaan 2 (m3) T1 : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K) T2 : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K) 

Persamaan Boyle-Gay Lussac Persamaan Boyle-Gay Lussac melibatkan tiga variabel tiga variabel utama gas, yaitu: tekan P, volumeV, dan suhu mutlakT. Persamaan ini sebaiknya digunakan untuk menyelesaikan soal-soal suatu gas yang jumlah molnya tetap dan mengalami dua keadaan. Secara matematis sebagai berikut:

PV  tetap T P1V1 P2V2  T1 T2

D. Energi Dalam Pada Gas Ideal Energi dalam suatu gas ideal didefinisikan seabagai jumlah energi kinetik seluruh molekul gas yang terdapat di dalam wadah tertutup.

 Gas Monoatomik U

3 3 NkT  nRT 2 2

 Gas Diatomik U

5 5 NkT  nRT 2 2

 Gas Poliatomik U

7 7 NkT  nRT 2 2

Keterangan : U = Energi dalam gas ideal monoatomik (J) N = Jumlah molekul

k = Konstanta Boltzmann (k = 1,38 x 10 ‐23 J/K) T = Suhu mutlak (K) n = Jumlah mol (mol) R = Konstanta gas universal (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)