derajat kebebasan & teorema ekipirtasi

FISIKADERAJAT KEBEBASAN

DANTEOREMA EKIPARTISI

ENERGI

Derajat kebebasan yang dimaksud dalam teorema ekipartisi energi adalah setiap cara bebas yang dapat digunakan oleh partikel untuk menyerap energi. Oleh karena itu, setiap molekul dengan f sebagai derajat kebebasan akan memiliki energi rata-rata:

EK= f ( ½ kT)

EK = Energi Kinetik ( J ) f =derajat kebebasank = Konstanta Boltzmann (k = 1,38 x 10-23 J/K)T = Suhu atau temperatur mutlak molekul gas ideal (K)

1) Gas Monoatomik

Derajat Kebebasan Molekul Gas Monoatomik hanya melakukan gerak translasi saja. Karena hanya melakukan gerak translasi saja, maka molekul gas monoatomik mempunyai 3derajat kebebasan (f = 3). EK untuk setiap molekul gas monoatomik adalah:

EK=3 ( ½ kT)2) Gas Diatomika. Molekul gas diatomik pada suhu rendah (±250K)

melakukan gerak translasi dengan komponen energi kinetik ½ mvx2, ½ mvy

2, dan ½ mvz

2, sehingga memiliki tiga derajat kebebasan. EK untuk setiap molekul gas diatomik pada suhu rendah adalah :

EK=3 ( ½ kT)

b. Molekul gas diatomik pada suhu sedang (±500K) melakukan gerak translasi (Ekx, Eky, dan Ekz) dan gerak rotasi (Eky dan Ekz ),

sehingga memiliki 5 derajat kebebasan (f = 5). EK untuk setiap molekul gas diatomik adalah :

EK=5 ( ½ kT)

c. Molekul gas diatomik pada suhu tinggi (±1.000K) melakukan gerak translasi (Ekx, Eky, dan Ekz) gerak rotasi (Eky

dan Ekz ), dan gerak vibrasi (Ek dan Ep), sehingga memiliki 7 derajat kebebasan (f = 7). EK untuk setiap molekul gas diatomik adalah :

EK=7 ( ½ kT)

d. Energi dalam gas ideal poliatomik merupakan jumlah total EK translasi, EK rotasi dan EK vibrasi

molekul-molekul gas ideal poliatomik. memiliki 7 derajat kebebasan (f = 7), EK untuk setiap molekul gas poliatomik adalah :

EK=7 ( ½ kT)