Bahan ajar fisika gas ideal fis xi smt 2

1. Ingat Waktu Shalat !!!
IQRA BISSMIRABBIKA
PRINSIP ILMU PADI
MENGABDI KEPADA ALLAH

2. c
d
SUYUTI, S.Pd., M,Si
SMA NEGERI 1
MARIORIWAWO
KABUPATEN SOPPENG
TEORI KINETIK GAS
QS. 2:164,266; 3:117; 7:57

3. Mata Pelajaran : Fisika
Topik : Gas Ideal
Kelas/Program : XI/Ilmu Alam
Semester : 2
Kurikulum Acuan: KTSP 2006

4. TEORI KINETIK GAS
QS. 2:164,266; 3:117; 7:57
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 persamaan umum
gas ideal pada
proses isotermik, isokhorik, dan
isobarik

5. A. Gas Ideal
B. Hukum-Hukum Gas
C. Persamaan Gas Ideal
D. Tekanan, energi kinetik, dan suhu gas ideal
E. Teorema Ekuipartisi Energi
MENU UTAMA
CONTOH SOAL

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) / 3VMENU
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
–Pada suhu rendah (sekitar 250 K ), ( = 3),
• U = NEk = 3(½NkT) = 3(½nRT)
–Pada suhu sedang (sekitar 500 K ), ( = 5),
• U = NEk = 5(½NkT) = 5(½nRT)
–Pada suhu rendah (sekitar 1000 K ), ( = 7),
• U = NEk = 7(½NkT) = 7(½nRT)
MENU
UTAMA

16. 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

17. MENU
UTAMA