Tugas Pertemuan_5_18524086(fisika).docx

Nama : Waskita Dwi N Nim: 18524086 Kelas: A

Teori Kinetic Gas : setiap zat terdiri dari atom atau molekul dan atom atau molekul tersebut bergerak terus menerus secara sembarangan. Dugaan teori kinetik ini cocok dengan situasi dan kondisi atom atau molekul penyusun gas. Gaya tarik antara atom‐atom atau molekul‐molekul penyusun gas sangat lemah, karenanya atom atau molekul bisa bergerak bebas. Ketika bergerak, atom atau molekul mempunyai kecepatan. Atom atau molekul juga mempunyai massa. Karena mempunyai massa (m) dan kecepatan (v), maka atom atau molekul mempunyai energi kinetik (EK) dan momentum (p). Energi kinetik : EK = 1⁄2 m v2 . Sedangkan momentum : p = m v. Selain energi kinetik dan momentum, terdapat juga gaya (F). Ketika bergerak bebas, pasti terjadi tumbukan. Jadi gaya muncul karena adanya perubahan momentum ketika terjadi tumbukan. Ingat lagi pembahasan mengenai impuls dan momentum. Energi kinetik, momentum dan gaya impuls merupakan inti pembahasan kita pada materi dinamika (hukum newton, impuls dan momentum). Kita bisa mengatakan bahwa Teori kinetik gas sebenarnya menerapkan ilmu dinamika pada tingkat atom atau molekul penyusun zat gas. Aplikasi dari teori kinetik ( molekul ) gas dalam kehidupan sehari-hari :    

Pembuatan bandeng/ayam presto ( tulang lunak ) Mesin uap ( kereta upas / PLTU ) Terbentuknya angin dan perubahan cuaca Memanaskan makanan/minuman dengan microwave oven

Konsep Gas Ideal (berdasarkan sifat makroskopis gas) Hukum Boyle, hukum Charles dan hukum Gay‐Lussac tidak berlaku untuk semua kondisi gas ril, maka kita bisa membuat model gas ideal. Gas ideal tidak ada dalam kehidupan sehari‐ hari, gas ideal hanya bentuk sempurna yang sengaja dibuat untuk membantu analisis kita, mirip seperti benda tegar dan fluida ideal. Jadi kita menganggap hukum Boyle, hukum Charles dan hukum Gay‐Lussac berlaku untuk semua kondisi gas ideal. Adanya model gas ideal membantu kita meninjau hubungan antara besaran‐besaran makroskopis gas. Hukum gas ideal dinyatakan dalam dua persamaan yakni PV = nRT (hukum gas ideal dalam jumlah mol) dan PV = NkT (hukum gas ideal dalam jumlah molekul). Kita menganggap bahwa gas ideal memenuhi kedua persamaan ini. 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 ril. Hukum gas ideal hanya berlaku ketika tekanan dan massa jenis gas ril tidak terlalu besar. Hukum gas ideal juga hanya berlaku ketika suhu gas riil tidak mendekati titik didih. Berdasarkan uraian singkat ini, kita bisa mengatakan bahwa gas ril memiliki kemiripan sifat dengan gas ideal hanya ketika massa jenis dan tekanan gas riil tidak terlalu besar dan ketika suhu gas ril tidak mendekati titik didih.

Asumsin Dasar Teori Kinetik molekul gas a)

b)

c) d)

e)

Dalam satu satuan volume dari gas berisi jumlah molekul yang cukup banyak Asumsi dasar ini didasari atas penemuan bilangan Avogadro yang menunjukkan jumlah molekul dalam 1 kg – mol pada tekanan 76 cmHg dan temperature 00 C (keadaan normal). 1 kg – mol = 22,4 m3 1 kg – mol berisi 6,03 x 1023 Dari ketentuan ini dapat dihitung bahwa dalam 1 m3 gas dalam kondisi normal/standar terdapat 3 x 1025 molekul. Molekul terpisah pada jarak yang jauh bila dibandingkan dengan ukuran molekul itu sendiri dan dalam keadaan terus bergerak. Berdasarkan kondisi standard (tekanan 76 cmHg dan temperature 00C), 1 m3 berisi 3 x 1025 molekul. Tentukan berapa kali diameter molekul jarak antar molekul tersebut. Dalam kondisi standar diperkirakan diameter molekul 3 x 10-10 m. Molekul tidak melakukan gaya satu sama lain kecuali pada saat bertumbukan. Asumsi ini memberi petunjuk bahwa di antara dua tumbukan molekul bergerak lurus beraturan. Tumbukan antara dua molekul adalah tumbukan lenting sempurna. Dinding tempat tumbukan licin sempurna. Asumsi ini menunjukkan bahwa kecepatan searah dinding tidak berubah besarnya. Pada saat tidak ada gaya dari luar kedudukan molekul dalam satu volume tersebar merata di seluruh ruangan. Pengertian ini memberi petunjuk bahwa, jika: V = volume yang ditempati molekul N = jumlah molekul dalam volume V n = jumlah molekul per satuan volume menurut asumsi dasar tersebut, maka di setiap titik dalam volume V harga n harus sama. dN= n dV

Jika diambil volume dV yang cukup kecil maka dalam volume dV ini akan terdapat sejumlah molekul dN yang besarnya dapat dinyatakan dengan Rumus di atas berlaku untuk dV yang masih bisa ditempati oleh sejumlah molekul yang cukup besar, sedangkan rumus di atas tidak akan berlaku jika dV kecil sekali hingga lebih kecil dari volume sebuah molekul sehingga dN dan dV adalah nol. f) Semua arah dari kecepatan molekul memiliki kemungkinan yang sama Asumsi ini memberi petunjuk bahwa arah kecepatan molekul pada suatu saat bisa dianggap ke arah ke mana saja. Tinjauan Impuls-Tumbukan untuk Teori Kinetik Gas sebuah partikel gas diletakan dalam suatu wadah berbentuk kubus yang panjang rusuknya L dan memiliki luas tiap dinding adalah A. Kita tinjau satu partikel gas bermassa m yang bergerak hanya pada arah sumbu X dengan besar kecepatan vx. Partikel bergerak dan menumbuk dinding A dan karena partikel gas ideal itu tumbukannya lenting sempurnya maka setelah tumbukan, partikel akan bergerak berlawanan arah dengan kecepatan -vx. Adanya perubahan arah kecepatan ini menghasilkan adanya perubahan momentum yang besarnya :

Keterangan: P2 = momentum setelah tumbukan (kg.m/s) P1= momentum sebelum tumbukan (kg.m/s) m = massa (kg) Vx = kecepatan partikel arah sumbu -x (m/s) lalu, ketika partikel sudah bergerak sejauh 2L maka ia akan menumbuk dingding kembali dengan selang waktu:

dengan : t = waktu (s) L = jarak antar dinding kubus (m) besarnya Impuls yang dialami oleh dinding selama tumbukan adalah :

Keterangan: ΔP = perubahan momentum (kg.m/s) I = impuls (kg.m/s) F= gaya (N) Besarnya tekanan gas dalam kubus adalah :

Keterangan: P = tekanan gas (N/m^2) A= luasan yang dikenai gaya (m^2) V = Volume kubus (m^3) Jika didalam wadah itu ada N partikel, maka tekanan gas pada dinding dirumuskan :

Keteranga:: N = banyaknya partikel Partikel-partikel tersebut bergerak kesegala arah tidak hanya bergerak pada sumbu x saja namun kelajuannya tetap sama. sehingga :

maka tekanan gas pada dinding dapat dirumuskan :

sumber : Materi pertemuan 5.