Aaa

1. TEORI KINETIK GAS

2. Model Gas Ideal
1. Terdiri atas partikel (atom atau molekul) yang
jumlahnya besar
2. Partikel-partikel tersebut tersebar merata dalam seluruh
ruang
3. Partikel-partikel tersebut bergerak acak ke segala arah
4. Jarak antar partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel
5. Tidak ada gaya interaksi antar partikel kecuali bila
bertumbukan
6. Semua tumbukan (antar partikel atau dengan dinding)
bersifat lenting sempurna dan terjadi dalam waktu yang
sangat singkat
7. Hukum Newton tentang gerak berlaku

3. Pada keadaan standart 1 mol gas
menempati volume sebesar 22.400 cm3
sedangkan jumlah atom dalam 1 mol
sama dengan : 6,02 x 1023 yang disebut
bilangan avogadro (NA) Jadi pada
keadaan standart jumlah atom dalam
tiap-tiap cm3 adalah :
3
19
23
/
10
68
,
2
400
.
22
10
02
,
6
cm
atom
x
x


4. Seorang ilmuwan Inggris, Robert Boyle
(1627-1691) mendapatkan bahwa jika
tekanan gas diubah tanpa mengubah
suhu, volume yang ditempatinya juga
berubah, sehingga perkalian antara
tekanan dan volume tetap konstan.
P1 V1 = P2 V2 = C

5. Persamaan Keadaan Gas Ideal
P = Tekanan gas [N.m-2]
V = Volume gas [m3]
n = Jumlah mol gas [mol]
N = Jumlah partikel gas
NA = Bilangan Avogadro = 6,02 x 1023
R = Konstanta umum gas = 8,314 J.mol-1 K-1 atau
0,0821 atm liter/mol.K
T = Temperatur mutlak gas [K]
nRT
PV 
A
N
N
n 

6. nRT
PV 
T
R
N
N
V
P
A

A
N
N
n 
T
k
N
V
P 
k
N
R
A

T
N
R
N
V
P
A
 N = Jumlah mol
k = Tetapan Boltzman 1,3807.10-23 J/K

7. r
M
m
n 
T
M
R
m
V
P 
T
M
R
V
m
P 
 
m
V
T
M
R
P 

T
R
M
P
.


M = massa molekul
= massa jenis


8. R
n
T
V
P
.
.

2
2
2
1
1
1
T
.V
P
T
.V
P

Jadi gas dengan massa tertentu menjalani
proses yang bagaimanapun perbandingan
antara hasil kali tekanan dan volumedengan
suhu mutlaknya adalah konstan.
Hukum Boyle-Gay Lussac

9. 1. Massa jenis nitrogen 1,25 kg/m3 pada
tekanan normal. Tentukan massa jenis
nitrogen pada suhu 42º C dan tekanan
0,97x105 N m-2!
2. Massa 1 mol air 10 kg. berapa jumlah
molekul H2O dalam 1 gr berat air.
Berapakah jarak rata- rata antara
molekul pada tekanan 1,01 . 105 N m-2
dan pada suhu 500 K?

10. Tekanan Gas Ideal
Tinjau N buah partikel suatu gas
ideal dalam kotak, masing-masing
dengan kecepatan:
………….
k
v
j
v
i
v
v z
y
x
ˆ
ˆ
ˆ 1
1
1
1 


k
v
j
v
i
v
v z
y
x
ˆ
ˆ
ˆ 2
2
2
2 



11. Tinjau 1 partikel ...
Kecepatan partikel mula2:
Kecepatan partikel setelah menumbuk dinding kanan
(asumsi: tidak ada tumbukan antar partikel):
Perubahan momentum partikel:
Selang waktu partikel tsb dua kali menumbuk dinding
kanan:
Besarnya momentum yg diberikan partikel pada dinding
kanan tiap satuan waktu:
k
v
j
v
i
v
v z
y
x
ˆ
ˆ
ˆ 


k
v
j
v
i
v
v z
y
x
ˆ
ˆ
ˆ 



j
mv
v
m
v
m
p y
ˆ
2






y
v
t

2


j
mv
j
mv
t
p y
y
ˆ
ˆ
2
2 2
2







12. Bagaimana dengan N partikel ?
Besarnya momentum total yg diberikan N buah partikel
pada dinding kanan tiap satuan waktu:
Tekanan gas pada dinding kanan:
Tetapi dan
sehingga
 j
v
v
v
m
t
p
yN
y
y
ˆ
... 2
2
2
2
1 






  2
2
2
2
2
1 ... y
yN
y
y v
V
mN
v
v
v
A
m
t
A
p
P 








2
2
2
2
z
y
x v
v
v
v 

 2
2
2
z
y
x v
v
v 

2
2
3
1
v
vy 
2
3
1
v
V
Nm
P 

13. 2
3
1
v
V
Nm
P 
2
2
rms
v
v 
2
2
2
2
z
y
x v
v
v
v 


Energi kinetik rata-rata molekul:
2
2
1
rms
k v
m
E 
V
N
v
m
P rms
2
2
1
2
3
1

V
E
N
P k
3
2

N
V
P
Ek
2
3

T
k
N
V
P
T
k
N
V
P


T
k
Ek
2
3


14. T
k
Ek
2
3

T
k
v
m
E rms
k
2
3
2
1 2


m
T
k
vrms
3
2

m
T
k
vrms
3

M
3RT

rms
v
A
N
M
m 
A
N
R
k 

3P

rms
v

15. Temperatur Gas Ideal
Dari persamaan
dan persamaan gas ideal
dapat diperoleh hubungan atau
sehingga
2
3
1
v
V
Nm
P 
B
k
v
m
T 2
3
1

EK
k
v
m
k
T
B
B 3
2
2
1
3
2 2








T
Nk
nRT
PV B


Energi kinetik translasi partikel gas
m
T
k
v B
3
2


16. Energi Dalam Gas Ideal
T
Nk
v
m
N B
2
3
2
1 2







nRT
T
Nk
U B
2
3
2
3


V
V
T
U
C 








nR
C
C V
P 

67
,
1
3
5



V
P
C
C

Dari hubungan terakhir di atas dapat dituliskan
yaitu energi kinetik gas, yg juga merupakan energi total dan
energi dalam gas
Perbandingan dengan eksperimen ?
Kapasitas kalor pada volume tetap:
atau kapasitas kalor pd tekanan tetap:
Perbandingan CP dan CV adalah suatu konstanta:
nR
CV
2
3

nR
CP
2
5


17. Bandingkan dengan hasil eksperimen ...
Persesuaian dengan
hasil eksperimen
hanya terdapat pada
gas mulia
monoatomik saja !
Gas  CP/nR CV/nR
Monoatomik
He
Ne
Ar
Kr
Xe
1,66
1,64
1,67
1,69
1,67
2,50
2,50
2,51
2,49
2,50
1,51
1,52
1,50
1,47
1,50
Diatomik
H2
O2
N2
CO
NO
Cl2
1,40
1,40
1,40
1,42
1,43
1,36
3,47
3,53
3,50
3,50
3,59
4,07
2,48
2,52
2,46
2,46
2,51
2,99
Poliatomik
CO2
NH3
CH3
1,29
1,33
1,30
4,47
4,41
4,30
3,47
3,32
3,30

18. Gas ideal tidak memiliki energi potensial,
maka energi dalam total (U) suatu gas ideal
dengan N partikel adalah
U = N . Ek
atau U = 3/2 N k T (untuk gas
monoatomik)
dan U = 7/2 N k T (untuk gas diatomik)
Energi dalam adalah jumlah energi kinetik
translasi, energi kinetik rotasi dan energi
getaran (vibrasi) partikel.
Koefisien 3 dan 7 pada energi dalam,
dinamakan derajat kebebasan.

21. Pada suhu yang sama, untuk dua macam gas kecepatannya
dapat dinyatakan :
2
1
2
1
1
:
1
:
M
M
v
v rms
rms 
Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan :
2
1
2
1 :
: T
T
v
v rms
rms 

22. 1. Berapakah kecepatan rata- rata
molekul gas oksigen pada 0º C berat
atom oksigen 16, massa sebuah atom
hidrogen 1,66 . 10-27 kg?