TEORI KINETIK GAS

1. TEORI KINETIK GAS
• Teori yang menjelaskan sifat-sifat makroskopis ( tekanan, volume, suhu ) dengan
ditinjau secara mekanika ( gaya dan energi ) yang memperhatikan komposisi dan
gerakannya.
• Tekanan yang disebabkan oleh tumbukan antar molekul yang bergerak pada
kecepatan yang berbeda-beda

2. HUKUM BOYLE
“ jika suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga
konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan
volumenya “ ( proses Isotermal ). Secara matematis dapat
dinyatakan sebagai berikut :
Dimana : P1 = Tekanan gas keadaan 1 ( N/m2 atau Pa )
P2 = Tekanan gas keadaan 2 ( N/m2 atau Pa )
V1 = volume gas keadaan 1 ( m3 )
V2 = volume gas keadaan 2 ( m3 )
P V = konstan
P1. V1 = P2 . V2

3. SIFAT-SIFAT GAS IDEAL
1. Terdiri atas partikel ( atom atau molekul ) yang jumlahnya besar
2. Berlaku Hukum II Newton tentang gerak
3. Gaya Tarik-menarik antar partikel diabaikan
4. Partikel-partikel tersebut bergerak acak ke segala arah
5. Semua tumbukan antar partikel atau dengan dinding bersifat lenting sempurna dan terjadi dalam waktu yang
sangat singkat
6. Jarak antar partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel
7. Partikel – partikel tersebut tersebar merata dalam seluruh ruangan

4. HUKUM CHARLES ( Proses Isobarik )
“ Jika tekanan gas yang berada dalam ruang terutup konstan,
volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya “. Secara
matematis dapat dinyatakan sebagai berikut :
Dimana , V1 = Volume gas keadaan 1 (m3)
V2 = Volume gas keadaan 2 (m3)
T1 = Suhu gas keadaan 1 (K)
T2 = Suhu gas keadaan 2 (K)
𝑽
𝑻
= konstan
𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑽𝟐
𝑻𝟐

5. HUKUM GAY – LUSSAC ( Proses Isokhorik )
“ Jika volume gas yang berada pada ruang tertutup konstan, tekanan gas sebanding dengan suhu
mutlaknya “.
Dimana , P1 = Tekanan gas keadaan 1 ( N/m2 atau Pa )
P2 = Tekanan gas keadaan 2 ( N/m2 atau Pa )
T1 = Suhu gas keadaan 1 ( K )
T2 = Suhu gas keadaan 2 ( K )
𝑷
𝑻
= konstan
𝑷𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐
𝑻𝟐

6. HUKUM BOYLE – GAY LUSSAC
“ Hasil kali antara tekanan dan voume gas dibagi suhu mutlaknya dalam ruang tertutup adalah konstan
“. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut :
Dimana, P = tekanan gas (N.m2)
V = Volume gas (m3)
T = Suhu gas (K)
𝑷𝑽
𝑻
= konstan
𝑷𝟏 𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐 𝑽𝟏
𝑻𝟐

7. PERSAMAAN GAS IDEAL
keterangan : N = banyak partikel
Na = bilangan Avogadro (6,02 x 𝟏𝟎𝟐𝟑
)
R = tetapan gas ideal (8,31 joule/mol K)
k = konstanta Boltzmann (1,38 x 𝟏𝟎−𝟐𝟑
P = tekanan gas (N/m2)
V = volume gas (m3)
T = suhu (K)
n = jumlah mol gas (mol)
m = massa gas (kg)
Mr = massa atom relatif
P V = n R T
P V =
𝒎
𝑴𝒓
R T
P V = N k T
n =
𝑵
𝑵𝒂

8. TEKANAN DAN ENERGI KINETIK GAS IDEAL
TEKANAN GAS IDEAL
Salah satu sifat gas ideal yaitu tersebar merata dalam ruang tertutup
dan selalu bergerak.
Dimana , P = tekanan ( N/m2 )
N = banyak partikel
V = Volume ( m3 )
v = kecepatan efektif gas ( m/s)
ENERGI KINETIK GAS RATA-RATA
Dimana , R = tetapan gas ideal (8,31 joule/ mK)
n = jumlah mol gas (mol)
k = konstanta Boltzman
(1,38x10−23J/K)
P =
𝟏
𝟑
𝑵𝒎
𝑽
𝒗𝟐
𝑬𝒌 =
𝟑
𝟐
k T
𝑬𝒌 =
𝟑
𝟐
N k T
𝑬𝒌 =
𝟑
𝟐
n R T

9. KECEPATAN EFEKTIF GAS IDEAL
Kecepatan efektif gas ideal secara matematis dinyatakan sebagai berikut :
Keterangan :
Vrms : kecepatan efektif gas ideal (m/s)
R : tetapan gas ideal ( 8,31 J/molK)
ρ : massa jenis gas (kg/m3)
P : tekanan gas (Pa )
m : massa gas ( kg )
k : konstanta Boltzman (1,38 x 𝟏𝟎−𝟐𝟑
J/mol
Mr : Massa atom relatif
Vrms =
𝟑 𝑹 𝑻
𝑴𝒓
=
𝟑 𝒌 𝑻
𝒎
=
𝟑 𝑷
𝝆

10. ENERGI DALAM GAS IDEAL
Merupakan jumlah total seluruh energi kinetik gas ideal yang berada dalam ruang tertutup
1. Untuk gas Monoatomik seperti ( He, Ne, Kr, Ar )
2. Untuk gas Diatomik seperti (H2, O2, CL2) c. Pada suhu tinggi ( > 1000 K )
a. Pada suhu rendah ( < 250 K )
Keterangan : U = Energi dalam gas
b. Pada suhu Sedang ( 300 – 500 K ) n = jumlah mol (mol)
N = banyak partikel gas
T = suhu gas ( K )
U = 3/2 NkT = 3/2nRT
U = 3/2 NkT = 3/2 nRT
U = 5/2 NkT = 5/2 nRT
U = 7/2 NkT = 7/2 nRT

11. CONTOH SOAL
1. Suatu gas ideal sebanyak 4 liter memiliki tekanan 1,5 atm dan suhu 27
℃. 𝐓𝐞𝐧𝐭𝐮𝐤𝐚𝐧 𝐭𝐞𝐤𝐚𝐧𝐚𝐧 𝐠𝐚𝐬 𝐭𝐞𝐫𝐬𝐞𝐛𝐮𝐭 𝐣𝐢𝐤𝐚 𝐬𝐮𝐡𝐮𝐧𝐲𝐚 𝟒𝟕 ℃ 𝐝𝐚𝐧 𝐯𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞𝐧𝐲𝐚 𝟑, 𝟐 𝐥𝐢𝐭𝐞𝐫 !
Diket : P1 = 1,5 atm 1 atm = 𝟏𝟎𝟓
Pa Jawab :
V1 = 4 liter
V2 = 3,2 liter
T1 = 27 + 273 = 300 K
𝟏,𝟓 .𝟒
𝟑𝟎𝟎
=
𝑷𝟐 𝟑,𝟐
𝟑𝟐𝟎
T2 = 47 + 273 = 320 K P2 =
𝟑𝟐𝟎 .𝟔
𝟑𝟎𝟎 .𝟑,𝟐
=
𝟏𝟗𝟐𝟎
𝟗𝟔𝟎
= 2 atm
Ditanya : P2…?
𝑷𝟏 𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐 𝑽𝟐
𝑻𝟐

12. CONTOH SOAL
2. Sejumlah gas ideal menjalani proses isothermal sehingga tekanan menjadi 2 kali tekanan semula, maka
volumenya menjadi…
Diket : P2 = 2 P
T = konstan
V1 = V
Ditanya : V2 = ?
Jawab :
P.V2 = 2P.V
V2 = 2P
𝑷
𝑽
=
𝟐𝑷
𝑽𝟐
= V2 = 2P atau 2 kali semula
𝑷𝟏
𝑽𝟏
=
𝑷𝟐
𝑽𝟐

13. CONTOH SOAL
3. Pada keadaan normal ( T = 0 ℃ dan P = 1 atm ), 4 gram gas oksigen dengan massa molekul relative 32 memiliki volume sebesar…m3 ( 1 atm =
105 Pa ) dan R = 8,31 J/mol K
Diket : T = 0 + 273 = 273 K 105 . V = m/Mr . R . T
P = 105 Pa 105 . V = 4/32 . 8,31 . 273
R = 8,31 J/mol K 105
. V = 283,58
m = 4 gram V = 283,58/100000
Mr = 32 V = 0, 0028 = 28 x 10−4
m3
Dit : V….?
Jawab :
P V = n R T

14. CONTOH SOAL
4. Jika konstanta Boltzmann 1,38 x 𝟏𝟎 −𝟐𝟑
J/K, energi kinetic sebuah atom gas helium pada suhu 27
℃ adalah…
Jawab :
Ek = 3/2 . 1, 38 x 𝟏𝟎 −𝟐𝟑 . 300
Ek = 450 x 1, 38 x 𝟏𝟎 −𝟐𝟑
Ek = 621 x 𝟏𝟎 −𝟐𝟑
Ek = 6,21 x 𝟏𝟎 −𝟐𝟐
J
EK =
𝟑
𝟐
k T

15. LATIHAN SOAL
1. Gas ideal berada dalam ruang tertutup dengan volume V, tekanan P, dan suhu T. Jika volume gas mengalami perubahan menjadi ½ kali semula
dan suhunya dinaikkan menjadi 4 kali semula, tekanan gas menjadi…
2. Gas sebanyak 2 mol yang menempati ruang tertutup bervolume 10 cm3 memiliki suhu 27 ℃. Jika tetapan gas ideal 8,31 J/mol , gas tersebut
memiliki tekanan sebesar… Pa
3. Berapakah kelajuan efektif gas yang memiliki massa jenis 10 kgm3 yang berada pada tabung bertekanan 3 x 𝟏𝟎𝟓 Pa ?
4. Suatu gas ideal memiliki energi kinetic EK pada saat suhunya 27℃ . Besar kenaikan energi kinetic jika suhunya dinaikkan menjadi 127℃
adalah…
5. Lima liter gas ideal suhunya 27℃ bertekanan 1 atm ( 1 atm = 𝟏𝟎𝟓 Pa ). Tentukan banyaknya partikel gas!
6. Gas ideal menempati volume 100 cm3 pada suhu 0℃ dan tekanan 1 atm.suhunya menjadi 50℃, sedangkan tekanan menjadi 2 atm, volume
gas akan menjadi…
7. Jika kelajuan gerak partikel gas ideal dalam ruang tertutup menjadi 2 kali kelajuan semula, tekanan gas menjadi…kali tekanan semula

16. LATIHAN SOAL
8. 16 gram gas Oksigen (M = 32 gr/mol) berada pada tekanan 1 atm dan suhu 27oC. Tentukan volume gas jika nilai R =
8,314 J/mol.K
9. Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas di dalamnya v. Jika suhu gas itu
dinaikkan 2T maka kecepatan partikel gas tersebut menjadi…
10. Didalam sebuah ruang tertutup terdapat gas dengan suhu 27oC. Apabila gas dipanaskan sampai energi kinetiknya
menjadi 5 kali semula, maka gas itu harus dipanaskan sampai suhu…

17. LATIHAN SOAL
11. Di dalam ruang tertutup suhu suatu gas 270C, tekanan 1 atm, dan volume 0,5 liter. Jika suhu gas dinaikkan menjadi 3270C dan tekanan menjadi 2 atm, volume gas
menjadi .... Liter
12. Suatu gas ideal pada tekanan atmosfir p dan suhu 27 °C dimampatkan sampai volumenya setengah kali dari semula. Jika suhunya dinaikkan menjadi 54 °C, berapakah
tekanannya?
13. Untuk melipatgandakan kecepatan rms molekul-molekul dalam suatu gas ideal pada 300 K, suhu sebaiknya dinaikkan menjadi . . . .
14. Suatu gas ideal, dalam suatu ruang tertutup bersuhu 27ºC. Untuk mengubah energi kinetik partikelnya menjadi 2 Ek, suhu gas harus dijadikan ... .
15. Jika konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu 27oC adalah ….
16. Besar energi dalam 4 mol gas monoatomik pada suhu 400 K adalah . . . (R = 8,31 J/ mol K).