Bahan ajar fisika kelas XI semester 2 membahas teori kinetik gas. Materi ini mencakup konsep gas ideal, hukum-hukum gas Boyle, Charles, dan Gay-Lussac, persamaan gas ideal, tekanan, energi kinetik dan suhu gas ideal, serta teorema ekuipartisi energi. [/ringkasan]

1. BAHAN AJAR FISIKA
KELAS XI SMT 2
TEORI KINETIK GAS
OLEH : SUYUTI,S.Pd.,M.Si
SMA NEGERI 1 MARIORIWAWO
KAB. SOPPENG SUL-SEL


2. M E N U
KOMPETENSI
PENDAHULUAN
MATERI
CONTOH SOAL
LATIHAN
STRATEGI PBM

RUJUKAN
EVALUASI

3. TEORI KINETIK
GAS
Standar Kompetensi : 3. Menerapkan konsep termodinamika
dalam mesin kalor.
Kompetensi Dasar : 3.1 Mendeskripsikan sifat-sifat gas ideal
monoatomik
Indikator : 1. Mendeskripsikan persamaan umum gas
ideal pada persoalan fisika sehari-hari
2. Menerapkan Hukum-Hukum Gas ideal
3. Menerapkan persamaan umum gas
ideal pada proses isotermik, isokhorik,
dan isobarik
Alokasi Waktu : 10 x 45’ ( 5 kali pertemuan)
I.
MENU
UTAMA


4. PENDAHULUAN
MENU
UTAMA
Sumber: Encarta
Encyclopedia

J.L Gay Lusaac adalah ahli fisika dan kimia dari
Prancis. Ia penemu hukum Gay Lussac, iodine,
hidrometer, alkoholmeter, proses titrasi, dan
merupakan salah seorang pendiri meteorologi. Ia
lahir
pada tanggal 6 Desember 1778 di Saint Leonard de
Noblat.
Sumber: Encarta
Encyclopedia

5. A. Gas Ideal
B. Hukum-Hukum Gas
C. Persamaan Gas Ideal
D. Tekanan, energi kinetik,
dan suhu gas ideal
E. Teorema Ekuipartisi Energi
M A T E R I
CONTOH SOAL
MENU
UTAMA 
TUJUAN PEMBELAJARAN :
Siswa dapat :
1. Melakukan deskripsi persamaan umum
gas ideal pada persoalan fisika sehari-
hari
2. Menggunakan Hukum-Hukum Gas ideal
dalam menyrelsaikan masalah sehari-
hari
3. Menerapkan persamaan umum gas ideal
pada proses isotermik, isokhorik, dan
isobarik

6. A. Gas Ideal
• Gas adalah materi yang memiliki sifat makroskopis (sifat dari besaran-
besaran yang dapat diukur dengan alat ukur seperti suhu T, tekanan P,
volume V) dan mikroskopis (sifat dari besaran-besaran yang tidak dapat
diukur secara langsung seperti kelajuan v, energi kinetik Ek, momentum p,
massa tiap partikel penyusun materi m.
• Gas ideal merupakan gas yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
1. Gas yang terdiri dari partikel-partikel yang disebut molekul yang identik.
2. Molekul-molekul gas bergerak seara acak dan memenuhi hukum gerak
Newton.
3. Jumlah seluruh molekul gas sangat banyak tetapi dianggap tidak terjadi
gaya interaksi antar molekul
4. Ukuran molekul gas sangat kecil sehungga dapat diabaikan terhadap
ukuran wadah.
5. Molekul gas terdistribusi merata pada seluruh ruangan dalam wadah.
6. Setiap tumbukan yang terjadi dalam waktu singkat dan bersifat lenting
sempurna.
MENU
UTAMA


7. B. Hukum-Hukum Gas
• 1. Hukum Boyle
• Robert Boyle (1627-1691) melakukan percobaan
untuk menyelidiki hubungan tekanan dengan volume
gas dalam suatu wadah tertutup pada suhu konstan.
Hubungan itulah kemudian dikenal sebagai Hukum
Boyle, yang berbunyi:
• ”Jika suhu gas yang berada dalam bejana tertutup
(tidak bocor) dijaga konstan, maka tekanan gas P
(N/m2) berbanding terbalik dengan volumenya V (m3
) .
• Secara matematis dapat ditulis:
• PV = konstan atau P1 V1 = P2 V2
MENU
UTAMA


8. 2. Hukum Charles dan Gay-Lussac
• Jacques Charles (1746-1823) dan Gay-Lussac
(1778-1805) menyelidiki hubungan antara suhu T
(Kelvin) dengan volume gas V (m3 ) pada tekanan
konstan. Hubungan ini dikenal sebagai hukum
Charles dan Gay-Lussac yang berbunyi :
• Jika tekanan gas yang berada dalam bejana
tertutup (tidak bocor) dijaga konstan, volume
gas sebanding dengan suhu mutlaknya
• Secara matematis dapat ditulis:
• V / T = konstan atau V1 / T1 = V2 / T2
MENU
UTAMA 

9. 3. Hukum Boyle – Gaylussac
• Jika Hukum Boyle digabungkan
dengan Hukum Charles dan Gay-
Lussac, maka diperoleh Hukum
Boyle – Gaylussac dengan hubungan
sebagai berikut:
• PV/T = konstan atau
• P1V1 / T1 = P2V2 / T2
MENU
UTAMA 

10. C. Persamaan Gas Ideal
• Persamaan umum gas ideal dapat
dinyatakan sebagai persamaan keadaan
gas ideal, yang ditulis:
• PV/T = nR atau PV = nRT
• Jika R/NA = k, k = 1,38 x 10-23 J/K ;
konstanta Boltzman, maka persamaan
4.5, menjadi:
• PV = NkT
MENU
UTAMA


11. D. TEKANAN, ENERGI KINETIK, DAN
SUHU GAS IDEAL
• Dengan menggunakan definisi tekanan P = F/A, F
= p/t, p = 2movx, vx
2 = v2 /3, t = 2L/vx
maka kita dapat memperoleh tekanan gas ideal
dalam ruang tertutup sebagai berikut:
• Untuk tekanan total gas pada sumbu x yang
memiliki N molekul dinyatakan
• P = Nmovx
2 / V
Jadi tekanan total gas untuk N molekul adalah :
P = (Nmo vrata2
2) / 3V
MENU
UTAMA


12. Suhu Gas Ideal
• Suhu T gas ideal untuk satu partikel
diperoleh:
•
atau
T = 2Ek rata2/ 3k
Ek rata2 = 3(½kT)
MENU
UTAMA 

13. Energi Gas Ideal
• Energi kinetik Ek total merupakan jumlah partikel
N kali energi kinetik rata-rata, dapat dinyatakan :
• Ek total = N Ek rata-rata = 3(½PV) = 3(½NkT)
= 3 (½nRT)
• Dan kecepatan efektif gas ideal vrms ( rms: root
mean aquare); akar dari rata-rata kuadrat
kecepatan. Jika Ek = ½mv2 disubtitusikan ke
persamaan Ek = 3kT/2, maka diperoleh:
• vrms = √3kT/mo = √3RT/Mr = √3P/
MENU
UTAMA 

14. E. Teorema Ekuipartisi Energi
• Energi dalam ( U ) suatu gas ideal; jumlah
energi kinetik tranlasi, rotasi, dan vibrasi
seluruh molekul gas yang terdapat di dalam
suatu wadah (sistem) tertentu.
• Jika ada sejumlah N molekul (partikel) gas
dalam wadah, maka energi dalam U gas
merupakan hasil kali N dengan energi kinetik
rata-rata tiap molekul atau dapat dinyatakan:
• U = NEk = N  (½kT)
MENU
UTAMA 

15. Energi dalam U gas berdasarkan
derajat kebebasannya:
1.Gas monoatomik ( = 3), seperti: He, Ne, Ar.
• U = NEk = 3(½NkT) = 3(½nRT)
2.Gas diatomik , seperti: H2, N2, O2
–Suhu rendah (sekitar 250 K ), ( = 3),
• U = NEk = 3(½NkT) = 3(½nRT)
–Suhu sedang (sekitar 500 K ), ( = 5),
• U = NEk = 5(½NkT) = 5(½nRT)
–Suhu rendah (sekitar 1000 K ), ( = 7),
• U = NEk = 7(½NkT) = 7(½nRT)
MENU
UTAMA


16. MARI ANANDA BERDIALOG
DENGAN CONTOH SOAL BERIKUT!
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
LATIHAN
Klik
Nomor
MENU
UTAMA


17. Mulailah BERDIALOGLAH
DENGAN Contoh Soal!
• 1. Jika rapat massa gas nitrogen pada keadaan
normal (0oC, 1 atm) adalah 1,25 kg/m3, maka
hitunglah rapat massa nitrogen pada suhu suhu
42oC dan tekanan 730 mmHg!
• Jawab : Ingat V = m/,maka dengan menggunakan
rumus PV/T = konstan atau P1V1 / T1 = P2V2 / T2,
• maka insya Allah akan diperoleh 2 = 1,04 kg/m3
MENU
UTAMA


18. MENU
UTAMA
Sebutkan sifat-sifat gas ideal !
Jawab :
•Gas yang terdiri dari partikel-partikel yang disebut
molekul yang identik.
•Molekul-molekul gas bergerak seara acak dan
memenuhi hukum gerak Newton.
•Jumlah seluruh molekul gas sangat banyak tetapi
dianggap tidak terjadi gaya interaksi antar molekul
CONTOH 2


19. MENU
UTAMA
•Ukuran molekul gas sangat kecil sehungga
dapat diabaikan terhadap ukuran wadah.
•Molekul gas terdistribusi merata pada
seluruh ruangan dalam wadah.
•Setiap tumbukan yang terjadi dalam waktu
singkat dan bersifat lenting sempurna.


20. MENU
UTAMA CONTOH 3
Suatu gas dengan Volume 0,5 m3 dipanaskan pada
tekanan tetap hingga suhu 127oC, hitunglah
volume gas jika suhu awalnya 27oC!
Jawab : Gunakan rumus V1
/T1 = V2 /T2 , maka insya
Allah diperoleh V2 = 2/3
m3


21. MENU
UTAMA
Gas nitrogen pada suhu 27oC bervolume 25
liter dan tekanan 105 N/m2 . Hitunglah
volume gas jika tekanan dinaikkan menjadi 2
x 105 N/m2 pada suhu 127oC!
Jawab:
Gunakan rumus hukum Boyle-
Gay Lussac , maka insya Allah
diperoleh V2 = 16,67 liter
CONTOH 4


22. MENU
UTAMA
Pada awalnya, terkanan udara du dalam ban mobil 406
kPa dengan suhu 15oC. Saat mobil bergerak dengan
kecepatan tinggi, ban menjadi panas dan tekanan
udara dalam ban berubah menjadi 461 kPa. Jika
pemuaian ban diabaikan, maka hitunglah suhu ban
sekarang!
CONTOH 5
Jawab :
Gunakan rumus P1 /T1 = P2 /T2 , maka insya
Allah diperoleh T2 = 54oC


23. MENU
UTAMA CONTOH 6
Sebuah gelembung udara naik dari dasar danau. Jika
suhu di dasar dan dipermukaan danau sama, volume
gelembung udara dipermukaan 2 kali volume di dasar
dan tekanan udara luar 76 cmHg, maka hitunglah
tekanan didasar danau !
Jawab :
Gunakan rumus P1 V1 = P2V2 , maka insya
Allah diperoleh P2 = 152 cmHg


24. MENU
UTAMA CONTOH 7
Sebuah tangki bervolume 100 liter gas dengan
tekanan 20 atm dan bermassa 30 kg. Hitunglah
massa gas yang sama yang harus dipompakan
akar tekanan menjadi 25 atm!
Jawab :
Gunakan rumus PV = nRT, n = m/Mr lalu
terapkan system perbandingan , maka insya
Allah diperoleh m2 = 37,5 kg.


25. MENU
UTAMA CONTOH 8
Hitunglah volumen 4 gram gas Oksigen O2
yang memiliki berat molekul 32 pada tekanan
105 N/m2 dan suhu 273K, jika
R = 8.314 J/mol K !
Jawab :
Gunakan rumus PV = nRT, maka insya Allah
diperoleh V = 2,8 x 10-3 m3


26. MENU
UTAMA CONTOH 9
Tabung udara yang berisi 20 kg udara pada tekanan 9 atm
disimpan pada suhu 6oC. Saat dipindahkan ke tempat lain
yang suhunya 37oC, katup pengaman pada tabung bekerja
dan membebaskan sejumlah udara. Jika katup mulai bekerja
saat tekanan udara dalam tabung 9,5 atm, maka hitunglah
massa udara yang dibebaskan!
Jawab :
Gunakan rumus PV = nRT dengan system perbandingan ,
maka insya Allah diperoleh m = 1 kg


27. MENU
UTAMA CONTOH 10
Hitunglah kecepatan rata-rata molekul
H2 , jika Mr = 2 pada suhu 273K!
Jawab :
Gunakan rumus massa M H2 = Mr/NA
lalu vr = √3kT/, maka insya Allah
diperoleh vr=1845 m/s


28. MENU
UTAMA CONTOH 11
Hitunglah energy kinetic translasi dari
atom logam raksa jika percobaan
dilakukan pada suhu 47oC dengan
k = 1,381 x 10-23 J/K!
Jawab :
Gunakan rumus Ekr = ½ mv2 = 3/2 kT ,
insya Allah diperoleh
Ekr = 2,209 x 10-21 Joule


29. MENU
UTAMA CONTOH 12
Hitunglah energ kineti molekul-molekul
dari 2 mol gas neon yang bervolume 22,4 L
pada tekanan 101 kPa! Neon termasuk gas
monoatomik pada keadaan normal.
Jawab :
Gunakan rumus N = nNA , Ekr = 3/2 kT =
3/2 PV/N , maka insya Allah diperoleh
Ekr = 2,81 x 10-21 Jolue


30. MENU
UTAMA CONTOH 13
Jika gas O2 memiliki tiga derajat kebebasan,
maka Hitunglah Ek translasi sebuah molekul O2
pada suhu 30oC !
Jawab :
Gunakan Ek = 3/2 kT dan U = 5/2 NkT, maka
insya Allah diperoleh Ek = 6,27 x 10-21 J


31. MENU
UTAMA CONTOH 14
Sebuah tabung berisi 0,04 mol gas bersuhu
400K. Jika derajat kebebasan gas f=5 dan
k = 1,38 x 10-23J/K, hitunglah energy dalam
gas itu!
Jawab :
Gunakan rumus U = Nekrata-rata= ½ nNA
fkT, maka insya Allah diperoleh
U = 332,3 joule


32. MENU
UTAMA CONTOH 15
Sebuah tangki dengan volume 0,5 m3 mengandung 4
mol gas neon pada suhu 27oC, hitunglah energy
kinetic total gas neon dan energy rata-rata tiap
molekul gas!
Jawab :
Gunakan rumus Ektotal = N Ekrata-rata = 3/2 PV =
3/2nRT dan Ekrata-rata = Ektot/N , maka insya Allah
diperoleh Ektot = 14.958 J dan
Ekrata-rata = 6,21 x 10-21 Joule


33. MENU
UTAMA
LATIHAN
SISWA MENGEMBANGKAN
SEMUA CONTOH SOAL DI
ATAS DENGAN BANTUAN
KARTON PERAGA !


34. MENU
UTAMA TUGAS MANDIRI
MEMBUAT SENDIRI ATAU
MENGEMBANGKAN SALAH
SATU CONTOH SOAL DI ATAS
DENGAN BANTUAN KARTON
PERAGA SECARA LENGKAP!


35. MENU
UTAMA
KARTON PERAGA MERUPAKAN
SEBUAH ALAT YANG DIGUNAKAN
GURU UNTUK MENGUASAI
PENERAPAN SEBUAH/BEBERAPA
RUMUS FISIKA
APA ISI KARTON ?


36. KONSEP:
RUMUS :
APLIKASI/PENERAPAN:
PENGEMBANGAN:
PENUGASAN:
EVALUASI:
INTI ISI KARTON PRAGA
MENU
UTAMA


37. • RUJUKAN FISIKA KELAS XII
• Halliday Resnick, 1996, FISIKA Jilid 1 Edisi Ketiga (Edisi Mahasiswa).
Jakarta. Penerbit Erlangga
• Hartanto Dkk.. 2007. Fisika Mengungkap Fenomena Alam Untuk SMA/
MA Kelas XII. Klaten. Penerbit Cempaka Putih
• Imade A, Hilman,S. 2007. Fisika Untuk SMA dan MA Kelas XII. Jakarta.
Penerbit Piranti Darma Kolakatama
• Setya Nurachmandani. 2007. Fisika 3 Untuk SMA / MA Kelas XII.
Surakarta. Piranti Grahadi
• Supiyanto. 2007. Fisika SMA Untuk SMA Kelas XII. Jakarta. Penerbit
Erlangga
• Sutejo. 2007. Fisika 3 Untuk SMA / MA Kelas XII. Jakarta. Penerbit
Balai Pustaka
•
•
•
•
