Teori Kinetik Gas

14,882 views
14,769 views

Published on

Published in: Business, Career
0 Comments
9 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
14,882
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
92
Actions
Shares
0
Downloads
555
Comments
0
Likes
9
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Teori Kinetik Gas

  1. 1. Teori Kinetik Gas Contact : 085650867199/sabar.sati@gmail.com Galerysabar.blogspot.com
  2. 2. Teori Kinetik <ul><li>Teori kinetik zat  sifat zat dipandang dari sudut momentum. </li></ul><ul><li>Peninjauan teori ini bukan pada kelakuan sebuah partikel, tetapi diutamakan pada sifat zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel-partikel zat tersebut </li></ul>
  3. 3. SIFAT GAS UMUM <ul><li>Gas mudah berubah bentuk dan volumenya. </li></ul><ul><li>Gas dapat digolongkan sebagai fluida, hanya kerapatannya jauh lebih kecil. </li></ul>
  4. 4. SIFAT GAS IDEAL <ul><li>Gas terdiri atas partikel-partikel dalam jumlah yang besar sekali, yang senantiasa bergerak dengan arah sembarang dan tersebar merata dalam ruang yang kecil. </li></ul><ul><li>Jarak antara partikel gas jauh lebih besar daripada ukuran partikel, sehingga ukuran partikel gas dapat diabaikan. </li></ul><ul><li>Tumbukan antara partikel-partikel gas dan antara partikel dengan dinding tempatnya adalah elastis sempurna. </li></ul><ul><li>Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku. </li></ul>
  5. 5. Postulat Bernoulli (1738) <ul><li>Molekul-molekul gas selalu bergerak dengan cepat ke segala arah dan bahwa tumbukannya dengan dinding wadah menimbulkan tekanan gas </li></ul>
  6. 6. Model Gas Ideal (Postulat) <ul><li>Gas terdiri atas sejumlah bear partikel-partikel kecil, bergerak cepat ke segala arah dan saling bertumbukan </li></ul><ul><li>Tumbukan antar molekul maupun dengan dinding wadah bersifat elastis </li></ul><ul><li>Tidak ada gaya terik-menarik antar molekul maupun dengan dinding wadah </li></ul><ul><li>Volume total molekul lebih kecil dibandingkan volume wadah sehingga dapat diabaikan </li></ul><ul><li>Energi kinetik rata-rata molekul berbanding lurus dengan suhu mutlak </li></ul>
  7. 7. X Y Z l m x m m z y m Momentum = m
  8. 8. Perubahan Momentum m  x – (-m  x ) = 2 m  x Perubahan Momentum / detik  x m  2 x (2 m  x) = 2l l
  9. 9. Perubahan Momentum Pada sumbu x m  2 x 2 m  2 x 2 = l l
  10. 10. Perubahan Momentum Total 2m  2 x 2m  2 y 2m  2 z = + + l l l
  11. 11. 2m = (  2 x +  2 y +  2 z ) l 2m  2 = l
  12. 12. Jika ada n molekul 2nm  2 = l
  13. 13. 2nm  2 = l A f P = A A = Luas = 6 l 2
  14. 14. 2nm  2 P = l . 6 l 2 nm  2 P = 3 l 3 V = Volume = l 3
  15. 15. nm  2 P = 3 V P V = 1/3 nm  2
  16. 16. Deduksi dari Teori Kinetik Gas <ul><li>Hukum Boyle </li></ul><ul><li>Hukum Charles </li></ul><ul><li>Hukum Avogadro </li></ul><ul><li>Energi kinetik translasi molekul </li></ul><ul><li>Kecepatan Gas </li></ul>
  17. 17. A. Hukum Boyle <ul><li>Energi kinetik molekul = ½ m  2 </li></ul><ul><li>Jika ada n molekul = ½ nm  2 </li></ul>1/2 nm  2 = k 1 T
  18. 18. Isotermis  PV = Tetap P V = 2/3 (1/2 nm  2 ) P V = 2/3 k 1 T
  19. 19. B. Hukum Charles P V = 2/3 k 1 T V = 2/3 k 1 T P = k 2 T
  20. 20. C. Hukum Avogadro <ul><li>Pada P dan V sama </li></ul><ul><li>P 1 V 1 = P 2 V 2 </li></ul>1/3 n 1 m 1  1 2 = 1/3 n 2 m 2  2 2
  21. 21. <ul><li>Pada T sama </li></ul><ul><li>Ek  ½ m 1  1 2 = ½ m 2  2 2 </li></ul><ul><li>Jika n 1 = n 2 </li></ul><ul><li>Jumlah molekul dalam 1 mol gas  bilangan Avogadro </li></ul><ul><li>N = 6,023.10 23 /mol </li></ul>
  22. 22. D. Energi kinetik translasi molekul <ul><li>Untuk 1 mol gas </li></ul><ul><li>P V = 1/3 N m  2 </li></ul><ul><li> = 2/3 (1/2 N m  2 ) </li></ul><ul><li>P V = R T </li></ul><ul><li>2/3 (1/2 N m  2 ) = R T </li></ul><ul><li>2/3 Ek = R T  Ek = 3/2 R T </li></ul>
  23. 23. E. Kecepatan Gas <ul><li>Untuk 1 mol gas </li></ul><ul><li>P V = 1/3 N m  2 </li></ul><ul><li>karena N.m = M (Massa Molekul relatif) </li></ul><ul><li>P V = R T </li></ul><ul><li>1/3 N m  2 = R T </li></ul><ul><li>1/3 M  2 = R T </li></ul><ul><li>  2 = 3 R T </li></ul><ul><li> M </li></ul>
  24. 24. Kecepatan akar kuadrat rata-rata <ul><li>Akar dari  2 disebut kecepatan akar kuadrat rata-rata </li></ul><ul><li> = √  2 = √ 3RT = √3RT/N </li></ul><ul><li> M M/N </li></ul><ul><li>= √3kT </li></ul><ul><li> m </li></ul>
  25. 25. Kapasitas Kalor dan Prinsip Ekipartisi Energi  E Cv =  T v  E k Cv =  T v E k = 3/2 R T
  26. 26.  3/2 R T Cv =  T v Cv = 3/2 R
  27. 27. <ul><li>Untuk gas ideal dan gas beratom satu  gerak translasi (x, y, z) </li></ul><ul><li>= 3 derajat kebebasan </li></ul><ul><li>Menurut prinsip ekipartisi energi : Tiap derajat kebebasan  ½ R T dari energi total rata-rata </li></ul><ul><li>½ R pada Cv </li></ul><ul><li>Untuk menghitung Cv  derajat kebebasan </li></ul>
  28. 28. Pada gas beratom 1 <ul><li>Gerak translasi </li></ul><ul><li>Derajat kebebasannya 3 </li></ul><ul><li>Cv = 3 x ½ R = 3/2 R </li></ul>
  29. 29. Pada molekul beratom N ≠ 1 <ul><li>Gerak translasi </li></ul><ul><li>Gerak rotasi </li></ul><ul><li>Gerak vibrasi </li></ul>
  30. 30. Untuk molekul linier (ex. H 2 , CO 2 ) <ul><li>A.Rotasi 2 cara  2 derajat </li></ul><ul><li>kebebasan </li></ul><ul><li>Untuk menentukan kedudukan ke-N atom-atom dalam ruang, sebuah molekul beratom N memiliki total 3 derajat kebebasan (x, y, z) = 3N </li></ul>
  31. 31. <ul><li>B. Vibrasi  (3N-5) derajat kebebasan </li></ul><ul><li>Gerak vibrasi  Ek + Ep </li></ul><ul><li>Tiap derajat kebebasan  R pada Cv </li></ul><ul><li>Cv = 3/2 R + R + (3N-5) R </li></ul><ul><li>= (3N-5/2) R </li></ul><ul><li>Untuk gas H 2  N = 2 </li></ul><ul><li> Cv = (3.2 – 5/2) R </li></ul><ul><li> = (6 – 5/2) 8,314 J/K mol </li></ul><ul><li> = 29,1 J/K mol </li></ul>
  32. 32. Untuk molekul non linier, ex. SO 2 , NH 3 <ul><li>Rotasi 3 cara  3 derajat kebebasan </li></ul><ul><li>Vibrasi  (3N – 6) derajat R </li></ul><ul><li> Cv = (3N-3) R </li></ul><ul><li>Untuk gas SO 2  N = 3 </li></ul><ul><li>Cv = (3.3 – 3) R </li></ul><ul><li> = (9 – 3) 8,314 J/K mol </li></ul><ul><li> = 49,9 J/K mol </li></ul>
  33. 33. <ul><li>Teori Kuantum Translasi < Rotasi < Vibrasi Pada T tinggi  Cv eksperimen > ≈ Cv hitung </li></ul><ul><li>Gas SO 2  </li></ul><ul><li>Cv hitng = 49,9 J/K mol </li></ul><ul><li>Cv eksperimen = 32,2 J/K mol </li></ul>
  34. 34. Tumbukan molekul dan jarak bebas rata-rata <ul><li>Tumbukan antara molekul A dan B terjadi jika jarak antar titik pusat kedua molekul : </li></ul><ul><li> d AB = ½ (d A + d B ) </li></ul><ul><li>Jika B diam dan A bergerak (  A ) dalam 1 detik  V =  d 2 AB  A </li></ul>
  35. 35. Tumbukan molekul dan jarak bebas rata-rata <ul><li>Jika jumlah molekul B persatuan volume  N B /V, maka jumlah molekul B yang ditumbuk oleh molekul A persatuan volume dan persatuan waktu : </li></ul><ul><li>Z AB =  d 2 AB  A N B </li></ul><ul><li>V </li></ul>
  36. 36. Tumbukan molekul dan jarak bebas rata-rata <ul><li>Jika jumlah molekul A persatuan volume  N A /V, maka jumlah tumbukan antara A dan B per satuan volume per detik : </li></ul><ul><li>Z AB =  d 2 AB  A N A N B </li></ul><ul><li> V 2 </li></ul>
  37. 37. Jika B bergerak dengan  B , maka persamaan : <ul><li>Z AB =  d 2 AB  AB N A N B </li></ul><ul><li> V 2 </li></ul><ul><li> A -  B  vektor </li></ul><ul><li> AB = (  2 A +  2 B – 2  A  B cos  ) 1/2 </li></ul><ul><li> = sudut antara kedua vektor </li></ul>
  38. 38. <ul><li> AB = √ 8kT </li></ul><ul><li>  m t </li></ul><ul><li> AA = √ 8RT </li></ul><ul><li>  M </li></ul><ul><li>m t = massa tereduksi </li></ul><ul><li> = m A x m B </li></ul><ul><li> m A + m B </li></ul>
  39. 39. <ul><li>Z AA = √2  d 2 A  A N A </li></ul><ul><li> V </li></ul><ul><li>(jumlah tumbukan sebuah molekul) </li></ul><ul><li>Z AA = ½ √2  d 2 A  A N 2 A </li></ul><ul><li> V 2 </li></ul><ul><li>(jumlah tumbukan antar molekul) </li></ul>
  40. 40. Jarak bebas rata-rata <ul><li> 1 </li></ul><ul><li> = </li></ul><ul><li>√ 2  d 2 A N/V </li></ul>

×