1. Balon udara dapat terbang karena di dalamnya berisi udara panas
yang lebih ringan daripada udara di sekitarnya.
163
Teori Kinetik Gas
Hasil yang harus Anda capai:
menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor.
Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu:
#1.54 0-=5 1-.-0 C-:3 8-8@ .-8;: @0-=- 05.@-? 1.-3-5 -=-:-
?=-:;=?-5*-4@7-4:0-.-3-5-9-:-=5:571=6-.-8;:@0-=-'=5:5
71=6- .-8;: @0-=- -3-= 0--? ?1=.-:3 -:3-? 101=4-:- C-5?@ 01:3-:
919-:2--?7-: 9-- 61:5 3- 0-: 1:1=35 75:1?57 C-:3 05958575 3-
'-0- .-. 5:5 :0- -7-: 91918-6-=5 ?1;=5 75:1?57 3- C-:3
91:1=-:37-: ?1:?-:3 52-?52-? 3- .1=0--=7-: 31=-7 -/-7 -=?5718
-=?5718:C- C-:3 .1=8-:3@:3 ?1=@ 91:1=@ 0-@: 3- C-:3 -7-:
05.-4- -0-8-4 3- 501-8 C-5?@ 3- C-:3 1/-=- ?1-? 9191:@45 4@7@9
4@7@9 3- )18-5: 5?@ :0- -7-:91918-6-=5 =5:5 17@5-=?55 1:1=35
0-: 71/1-?-: 1217?52 0-=5 -=?5718 3-
A. Gas Ideal
B. Prinsip Ekuipartisi
Energi
C. Kecepatan Efektif
Partikel Gas
mendeskripsikan sifat-sifat gas ideal monoatomik.
Sumber: www.dailytimes.com.pk
Bab
7
6. -?-@ '-
A;8@919
'23#.##/ 9 0571:-8 1.-3-5 @7@9 ;C81 0-: .1=8-7@ @:?@7
4-95=19@-3-01:3-:71=--?-:=1:0-4=-2574@.@:3-:-:?-=-?17-:-:
0-: A;8@91 3- ?-9-7 -0- #.$#2
!57- ?17-:-: 05?@=@:7-:
A;8@91 3- -7-: :-57 )1.-857:C- 657- ?17-:-: 3- 05:-577-: A;8@91
3- -7-: 91:31/58 01:3-: C-=-? @4@ 3- ?1?-
y
l
Gambar 7.1
Gerak arah partikel-partikel gas
dalam ruang tertutup.
100 K isotermal
A
x
volume (V)
Gambar 7.2
z
tekanan (p)
V1 V2
Grafik hubungan tekanan (p)
terhadap volume (V) pada
suhu konstan.
p2
p1
164 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XI
$1:3--.-8;:@0-=-0--??1=.-:3-3-59-:-/-=-
91:31:0-857-:.-8;:@0-=--3-=0--?.1=31=-7:-57
?@=@:0-:.1=.18;7
-1:31=?5-:0-=51:1=350-8-93-
Tes Kompetensi Awal
19. '23#.##/9
0-:9051.@?1=-9--:5,5.08-'#8533#%
@7@9 ;C81-C #@-/ .1=8-7@ @:?@7 3- 501-8 C-:3 9-- 0-:
6@98-49;8 3-:C- ?1?- !57-9-- 0-: 6@98-49;8 3-:C- ?50-7 ?1?-
1=-9--: 71-0--: 3- 501-8 .1=@.-4 91:6-05
01:3-:
-?-@ F
1?1=-:3-:
6@98-49;83-
! 9;8?1?--:@9@93-
!@98-49;83-91=@-7-:1=.-:05:3-:-:?-=-9--3-01:3-:
9--9;817@8=18-?52:C-
)1/-=-9-?19-?56@98-49;83-0--?
05:C-?-7-: 01:3-: 1=-9--:
-?-@
F
Tokoh
Joseph Louis Gay Lussac
(1778–1850)
Ia dilahirkan di Prancis tahun 1778.
Setahun setelah lulus dari politeknik
Paris, ia ditawari pekerjaan oleh
Claude-Louis Berthollet, kimiawan
Prancis yang terkemuka. Berthollet
memiliki laboratorium sendiri dan
memimpin sekelompok ilmuwan
muda di daerahnya. Gay Lussac
mengadakan banyak riset bersama
Berthollet dan Pierre Simon Laplace,
dua ilmuwan yang dibiayai dan
dilindungi oleh Napoleon Bonaparte.
Gay-Lussac selamat dari arus revolusi
Prancis, tetapi ayahnya tertangkap
dan dipenjarakan. Pada 1802, ia
mengulangi percobaan Alexander
Cesar Charles. Ia menemukan fakta
bahwa jika gas dipanaskan pada suhu
tetap, volumenya akan bertambah
sebanding dengan suhu mutlak. Jika
suhunya dinaikkan dua kali lipat,
volumenya akan meningkat dua kali.
Hukum ini kali pertama ditemukan
oleh Charles. Akan tetapi, karena
Charles tidak mempublikasikannya,
hukum tersebut kadang-kadang
disebut hukum Charles, kadang-kadang
disebut Hukum Gay-Lussac.
34. !
V (m3)
T (K)
p1
p2
p3
Gambar 7.3
Grafik hubungan volume (V)
terhadap suhu mutlak (T)
secara isobarik dengan
p1 p2 p3.
p (Pa)
T (K)
V1
V2
V3
Gambar 7.4
Grafik hubungan tekanan (p)
terhadap suhu mutlak secara
isokhorik dengan
V1 V2 V3.
Pada suhu kamar dan tekanan
tertentu, gas dapat memiliki sifat
yang mendekati gas ideal.
Contoh 7.1
Contoh 7.2
57. 1/1-?-:18-9-.1=31=-718-8@-9-7-=1:-?@9.@7-:C-:3?1=6-05
-:?-=-=?5718 0-: 05:05:3 05-@957-: 1.-3-5 ?@9.@7-: 81:?5:3 19
@=:- ,-7?@ ?19@4 -0- 31=-7 .;8-7.-857 ?1=1.@? -0-8-4
y
dinding A
vx
m0
dinding B
Sumber: Fundamentals of Physics, 2001
168 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XI
66. #
6
F
# -0-8-4 ?17-:-: -0- 05:05:3 @:?@7 @9.@-# 1:3-: /-=- C-:3
-9- ?17-:-: 3- -0- 05:05:3 ?13-7 C-:3 1-=-4 @9.@-$ 0-: @9.@-%
05=@9@7-: 1.-3-5 .1=57@?
Tantangan
untuk Anda
Pernahkah Anda minum minuman
bersoda? Ketika Anda membuka
tutup botolnya, akan terbentuk
kabut tipis di sekitar tutup botol
tersebut. Mengapa hal ini terjadi?
z
x
Gambar 7.5
Tanda panah menyatakan
momentum sebuah molekul setelah
menumbuk dinding.
109. +:?@77-@A;8@913-?50-7051=45?@:37-:
2. Energi Kinetik dan Energi Dalam Gas
-8-9?5:6-@-:957=;7;5-=?5718-=?57180-8-93-18-8@.1=31=-7
145:33--=?5718-=?5718?1=1.@?919585751:1=3575:1?57'1=-9--:1:1=35
75:1?57 -0- -=?5718 3- 501-8 0--? 05?@=@:7-: 1.-3-5 .1=57@?
p V + p V
V
0,5 atm 100 cm + 1 atm 200 cm
170 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XI
121. *-4@7-4
:0- 91:3-- 019575-:
'1=4-?57-: #.$#2 '-0- 3- 05-?;957 0@- -?;9:C- 05-:33-
1.-3-5 .;8- 71/58 C-:3 054@.@:37-: ;814 1.@-4 13- '@-? 9--
-=?5718 918-7@7-: 31=-7 ?=-:8-5 01:3-: 7;9;:1: 71/1-?-: -0-
@9.@-# @9.@-$ 0-: @9.@-% 145:33- 91958575
01=-6-? 71.1.--:
@:?@7 31=-7 ?=-:8-5 #.$#2 #
Pembahasan Soal
Sebuah ban sepeda memiliki volume
100 cm3. Tekanan awal dalam ban
sepeda adalah 0,5 atm. Ban tersebut
dipompa dengan suatu pompa yang
volumenya 50 cm3. Jika diasumsikan
temperatur tidak berubah, tekanan
dalam ban sepeda setelah dipompa 4
kali adalah ....
a. 0,1 atm d. 4,5 atm
b. 2,5 atm e. 5,0 atm
c. 4,0 atm
Soal Tes ITB Tahun 1975
Pembahasan:
Volume ban = V1 = 100 cm2
p1 = 0,5 atm
V2 = 4 × 50 cm3 = 200 cm3
p2 = 76 cmHg = 1 atm
Setelah pemompaan ban selesai maka
akan berlaku:
pban Vban = p1V1 + p2V2
pban = 1 1 2 2
ban
= 3 3
3
100 cm
= 2,5 atm.
Jadi, tekanan ban setelah dipompa
sebesar 2,5 atm.
Jawaban: b
141. z
x
y
-
Gambar 7.6
Gerak molekul diatomik:
(a) gerak translasi dari pusat
massa;
(b) gerak rotasi terhadap
sumbu kartesius; dan
(c) gerak vibrasi sepanjang
sumbu molekul.
.
/
• Untuk gas monoatomik, f = 3.
• Untuk gas diatomik suhu
sedang, f = 5.
• Untuk gas diatomik suhu
tinggi, f = 7.
y
x
z
x y
215. Contoh 7.8
Contoh 7.9
Energi Matahari berasal dari reaksi
fusi nuklir yang berasal dari
penggabungan 2 buah proton.
Sebenarnya, proton memiliki gaya
tolak menolak dengan proton
lainnya karena muatannya sejenis.
Selain itu, proton tidak memiliki
energi kinetik yang cukup besar
untuk mengatasi gaya tolak-menolak
tersebut. Akan tetapi, ada sebagian
proton yang memiliki kecepatan
tinggi sehingga memiliki energi
kinetik yang cukup besar. Oleh
karena itu, Matahari masih bersinar.
The suns energy is supplied by nuclear
fusion process that starts with the
merging of two protons. However,
protons have a motion to repel each
other because of their electrical
charges and protons of average speed
do not have enough kinetic energy to
overcome the repulsion. Very fast
protons with speed can do so,
however and for that reason the sun
can shine.
Sumber: Fundamentals of Physics, 2001
Sumber: Fundamental of Physics, 2001
Information for You
216. Teori Kinetik Gas 175
)1.@-4?-:375.1=55@0-=--0-?17-:-:?1=?1:?@!57-
?17-:-: @0-=- 0-8-9 ?-:375 :-57 91:6-05
238. Refleksi
919.-4-
0--? 91:/-=5
Setelah mempelajari bab ini, Anda tentu akan
mengetahui bahwa gas ideal di alam tidak ada. Anda
juga tentu menjadi paham tentang prinsip ekuipartisi
energi, energi kinetik, dan energi dalam gas, serta
kecepatan efektif dari gerak partikel gas. Dari materi
yang dipelajari pada bab ini, bagian manakah yang
176 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XI
919.-4-
menurut Anda sulit dipahami? Coba diskusikan bersama
teman atau guru Fisika Anda.
Anda menjadi tahu alasan mengapa balon gas dapat
mengapung merupakan manfaat mempelajari bab ini.
Coba Anda cari manfaat lain mempelajari bab ini.
Peta Konsep
!'02**/'4*,#3
1/1-?-:217?52
'-=?5718-
'=5:57@5-=?55:1=35
- 01-8
@7@9;C81 @7@9
;C81-C#@-/
?1?-
7;:?-:?-
*17-:-:-0-8-9
(@-:3*1=?@?@
:1=355:1?570-:
:1=35-8-9-
-
$;:;-?;957
-
5-?;957
.1=8-7@
0-:
?1?-
0-:
?50-7 ?1?- -0-
239. Teori Kinetik Gas 177
*-*)-#)3#-#)3#45+#7#$#/8#/(1#-*/(4'1#4#/,'2+#,#/-#)1##$5,5-#4*)#/
'-0-@7@9;C8101:3-:-0-8-4
- 0-C- 0 @4@
. @-4- 1 7;:?-:?-3-
/ 9;91:?@985:1-=
272. 0-: @4@:C- ?@=@: 91:6-05
?1:?@7-:9--61:53-?1=1.@?
178 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XI
)1.@-4?-:375C-:3A;8@91:C-85?1=05553-450=;31:
145:33- ?17-:-::C- 91:6-05 -?9 1=--7-4
A;8@913--0---??17-:-::C-
-?90-:@4@:C-
?1?-
-;7531:-0-@4@E91958575A;8@91
