Teori Kinetik Gas (Materi Fisika Kelas XI SMA - Semester 2)

1. Teori Kinetik Gas
Nama : Rizka Amalia Hutami
Kelas : XI MIA 5
Tugas Remedial Fisika

2. Teori Kinetik
Gas
Makroskopis
Syarat Gas
Ideal
Isotermik
Hukum
Boyle
Isobarik Isokhorik
Hukum
Gay-
Lussac
Mikroskopis
Prinsip Ekuipartisi
Energi
Gas
Monoatomik
Gas
Diatomik
bahasan secara
memiliki memiliki
dapat berupa
dapatberupa
dijelaskan dengan

3. Teori Kinetik Gas
Teori kinetik zat membicarakan sifat zat
dipandang dari sudut momentum. Peninjauan
teori ini bukan pada kelakuan sebuah partikel,
tetapi diutamakan pada sifat zat secara
keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan
partikel-partikel zat tersebut.

4. Ciri - Ciri Gas Ideal
1. Gas Ideal terdiri atas partikel-partikel (atom dan molekul)
dalam jumlah yang sangat banyak.
2. Partikel-partikel gas tsb. senantiasa bergerak secara acak.
3. Partikel-partikel gas ideal tersebar merata dalam ruang yang
sempit.
4. Jarak antara partikel jauh lebih besar daripada ukuran
partikel, sehingga ukuran partikel biasanya diabaikan.
5. Tidak ada gaya antara partikel yang satu dengan yang lain,
kecuali jika terjadi tumbukan.
6. Tumbukan antara partikel-partikel ataupun antara partikel
dan dinding terjadi secara lenting sempurna.
7. Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku juga untuk gas
ideal.

5. Proses gas dengan suhu tetap (isotermal).
HUKUM BOYLE (1627 – 1691)
V2
P1
V1
P2
T T
P . V= c (konstan)
P1 . V1 = P2 . V2
V
P
T
“Jika suhu gas
dalam wadah
tertutup dijaga
tetap (wadah
tidak bocor),
maka tekanan gas
berbanding
terbalik dengan
volume.”

6. HUKUM GAY-LUSSAC DAN
CHARLES (1778-1850)
Proses gas dengan tekanan tetap (isobarik) dan volume
tetap (isokhorik).
V
= Konstan
T
V1 V2
=
T1 T2
V1
P
T1 V2
P
T2
P
V
P
= Konstan
T
P1 P2
=
T1 T2
“Jika tekanan
gas dalam
wadah
tertutup dijaga
tetap (wadah
tidak bocor),
maka volume
gas sebanding
dengan
suhunya.”
V = V0 (1 + ∆t/273°)
P = P0 (1 + ∆t/273°)

7. Persamaan Keadaan Gas Ideal
merupakan gabungan dari Hukum Boyle dan Hukum Gay-
Lussac.
P.V
= Konstan
T
P1 V1 P2 V2
=
T1 T2
V
P

8. Prinsip Ekuipartisi Energi
1. Pengaruh Kecepatan terhadap Tekanan
Jika partikel gas ideal tersebut
menumbuk dinding ruang, tumbukan yang
terjadi adalah tumbukan lenting sempurna.
Oleh karena itu, jika kecepatan awal
partikel saat menumbuk dinding A adalah
+vx, kecepatan akhir partikel setelah
terjadinya tumbukan dinyatakan sebagai -
vx. Perubahan momentum (∆px) yang
dialami partikel adalah ∆px = pakhir – pawal =
-mvx - (mvx) = -2mvx.

9. Setelah menumbuk dinding A, partikel gas ideal
tersebut menumbuk dinding B. Demikian seterusnya,
partikel gas tersebut akan bergerak bolak-balik
menumbuk dinding A dan dinding B. Dengan demikian,
menghitung selang waktu antara dua tumbukan yang
terjadi pada dinding A dengan persamaan :
∆t = 2L / vx (1–15)

10. Pada saat partikel gas tersebut menumbuk dinding,
partikel memberikan gaya sebesar Fx pada dinding. Pada
pelajaran mengenai momentum, besarnya gaya yang
terjadi pada peristiwa tumbukan sama dengan laju
perubahan momentumnya (F= ∆P/∆t). Dengan demikian,
besar gaya Fx tersebut dapat diketahui sebagai berikut.
Fx = mvx
2 / L (1–16)

11. Jika di dalam ruang berbentuk kubus tersebut
terdapat sejumlah N partikel gas, yang kecepatan rata-
rata seluruh molekul gas tersebut dinyatakan dengan vx,
gaya yang dialami dinding dinyatakan sebagai Ftotal.
Dengan demikian, Persamaan (1–16) dapat dinyatakan
menjadi :
(1–17)
Mencari besarnya tekanan (P) yang dilakukan oleh
gaya total (Ftotal) yang dihasilkan oleh N partikel gas ideal
tersebut pada dinding A.
P = Ftotal / A

12. Oleh karena luas dinding adalah perkalian antara dua
panjang rusuk dinding tersebtu (A = L2 maka persamaan
tekanan pada dinding dapat ditulis dengan :
(1–18)
atau ;
P . V = Nmvx
2 (1–19)
dengan:
P = tekanan pada dinding
V = volume ruang

13. Dalam tinjauan tiga dimensi (tinjauan ruang),
kecepatan rata-rata gerak partikel merupakan resultan
dari tiga komponen arah kecepatan menurut sumbu-x
( ) , sumbu-y ( ), dan sumbu-z ( ), yang besarnya
sama. Oleh karena itu, dapat
dituliskan dengan .
Jika setiap komponen pada kedua ruas penamaan
kecepatan tersebut dikuadratkan, dapat dituliskan :
,
sehingga diperoleh,

14. Dengan demikian, Persamaan (1–19) dapat diubah menjadi:
(1–20)
atau
(1–21)
dengan:
N = banyaknya partikel gas,
m = massa 1 partikel gas,
v = kecepatan partikel gas, dan
V = volume gas.
Tekanan gas di ruang
tertutup bergantung pada
kuadat kecepatan rata-rata
gas tersebut.

15. 2. Energi Kinetik Partikel dan Ekuipartisi Energi
Gas Monoatomik (Helium, Neon, Argon)
P V = N k T  P = m v2
m v2 V = N k T  Ek = m v2
m v2 = k T Ek = k T
Ek = k T

16. Gas Diatomik (H2, O2, N2)
Suhu rendah (E → 300 K)
Ek = k T
Suhu sedang (E → 300 K – 1000 K)
Ek = k T
Suhu tinggi (E → 1000 K)
Ek = k T
- suhu sedang/tinggi terjadi
gerak rotasi
- sumbu x menghasilkan
nilai sangat kecil
-Sumbu y dan z
menghasilkan Ek = k T
y
x
z

17. Saat bertranslasi, berotasi, atau bervibrasi molekul
diatomik memiliki Ek berbeda.
Prinsip Ekuipartisi Energi 
(James Clark Maxwell)
“Setiap jenis molekul memiliki
jumlah derajat kebebasan
tertentu. Derajat kebebasan
menyatakan molekul
menyimpang energi, dan setiap
satu derajat kebebasan
berkaitan dengan energi
kinetik rata-rata yang nilainya
½ k T.”
Ek = f k T

18. 3. Energi Dalam dan Kecepatan Partikel Gas
Energi Dalam adalah jumlah energi kinetik seluruh
molekul gas yang terdapat di dalam sebuah tabung
tertutup.
U = N . Ek = N f k T
Joule

19. Akar rata-rata kuadrat kelajuan (Vrms)

21. P V = N k T ↔ P V = k T
semakin besar massa jenis
suatu gas dalam ruang
tertutup, semakin kecil
pula kelajuan partikelnya.

22. TERIMA KASIH