teori kinetik gas

Teori Kinetik

Gas

Present by :

Efert KajoEmenus WeyaFajar LumentaLois Tulangow

Ni made Widiasih

Sifat-sifatGas Ideal

Hukum-hukum mengenai Gas Ideal

Persamaan Gas Ideal

Contoh Soal

Teori Kinetik Gas

Suatu gas terdiri dari partikel-partikel yang disebut molekul yang sangat banyak dan jarak antar meolukul lebih besar daripada ukurannya.

Molekul-molekul bergerak secara acak dengan

kecepatan tetap dan memenuhi hukum gerak

Newton.

Molekul-molekul mengalami tumbukan lenting sempurna satu sama lain dan dengan dinding wadahnya.

Gaya interaksi antar molekul dapat diabaikan kecuali selama satu tumbukan yang berlangsung sangat singkat.

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. Main Menu

Hukum Boyle

ROBERT BOYLE

IRLANDIA (1627-1690)

“ Apabila suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumnya”

Volume yang makin kecil menyebabkan tumbukan molekul gas pada dinding makin

sering. Akibatnya, tekanan makin besar

V1V2

T1

T1

P1 P2

P1 . V1 = P2 . V2P . V = k

Tekanan (atm)0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

Volu

m (l

iter)

ISOTERMIS

P = 1 / V

Hukum Gay-Lussac

Gas pada tekanan tetap( P ) apabila mengalami perubahan suhu mengakibatkan perubahan volume.

V1

V2

T1

T2

P1 P1

2

2

1

1

T

V

T

V k

T

V

ISOBARIK

Hukum Charles

Hasil bagi tekanan (P) dengan temperatur (T) gas pada volume tertentu

adalah tetap. Proses seperti ini disebut dengan isokhorik

T1T2

P1 P2

V1V2V1

2

2

1

1

T

P

T

P

Volume gas bertambah menjadi V2. Karena proses ini dikehendaki volumenya

tetap V1, maka pada gas ditambah tekanannya

menjadi P2

kT

P

Suhu (K)

Teka

nan

(Pa)

ISOKHORIK

Hukum Boyle +

Hukum Gay-

Lussac

tanKT

P.Vons

NKT

P.V

nRT

P.V

nRTPVMain Menu

PersamaanKeadaan Gas Ideal

P V = n R T

P = Tekanan gas [N.m-2]V = Volume gas [m3]n = Jumlah mol gas [mol]N = Jumlah partikel gasNA = 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]

nRTPV

TRN

NVP

A

AN

Nn

TkNVP

kN

R

A

TN

RNVP

A

k = Tetapan Boltzman 1,3807.10-23 J/K

rM

mn

TM

RmVP

TM

R

V

mP

m

V

TM

RP

TR

MP

.

M = massa molekulm = massa gas = massa jenis

nRTPV

L

p= mvx

Luas

A =

L2

Momentum awal (saat partikel bergerak ke kanan): p = mvx

Momentum akhir saat partikel terpental ke kiri: p’ = - mvx

Perubahan momentum gas:

p’= mvx

p = p’-p = mvx – (-mvx) = 2 mvx

Tekanan Gas Ideal

Waktu yang diperlukan partikel gas melakukan dua tumbukan berurutan xv

Lt

2

waktu

momentumPerubahanF

t

mvF x

2xv

Lt

2

V

mv

L

mv

A

FP xx

2

3

2

A = Luas dindingV = Volume kubus

L

mvF

L

mvF

x

x

2

2

2

2

V

mvP x

2

Andaikan dalam kubus itu ada N molekul dan tumbukan berlaku ke semua arah dengan laju rata-

rata maka ,v dan v ,v zyx

V

vNmP xx

2

V

vNmP yy

2

V

vNmP zz

2

2xv 2

yv 2zv 2

31 v

= = =

Px = Py = Pz = P

V

vNmP

3

2

V

vNmP

3

2

2

3

1vNmPV

2

3

1vnMPV

AN

Nn

AmNM

2

3

1v

V

NmP

TNknRTPV B2

3

1vNmPV

2

3

1vNmTNkB

Bk

vmT

3

2

m

Tkv B32 EK

kvm

kT

BB 3

2

2

1

3

2 2

Energi kinetik translasi partikel gas

Temperatur Gas Ideal

2

3

1v

V

NmP

Energi kinetik rata-rata molekul:

)2

12(

3

1 2rmsvm

V

NP

V

ENP k

3

2

N

VPEk 2

3

TkN

VP

TkEk 2

3

TkNVP

2

2

1rmsk vmE

Energi Kinetik Partikel

N

VPEk 2

3

TkEk 2

3

TkvmE rmsk 2

3

2

1 2

m

Tkvrms

32

m

Tkvrms

3

M

3RTrmsv

AN

Mm

AN

Rk

3P

rmsv

TR

MP

.

Energi Dalam Gas Ideal

kENU .

Gas ideal tidak memiliki energi potensial, maka energi dalam total (U) suatu gas ideal

dengan N partikel adalah

TNkU B2

3nRTU

2

3

Gas Monoatomik

nRTU2

7

Gas Diatomik

Main Menu

Diketahui :V1 = 60 literP1 = 220 atmP2 = 10 atm.

Ditanyakan :V2 = …?

Jawab :P1.V1 = P2.V2

220 x 60 = 10 x V2

10 V2 = 13200 V2 = 1320 liter

1. Sebuah tangki volumenya 60 liter diisi hidrogen hingga tekanannya menjadi menjadi 220 atm. Berapa volume gas saat tekanannya menjadi 10 atm. Sedangkan suhunya tetap.

2. Berapa tekanan dari 10 mol gas yang berada dalam tangki yang memiliki volum 100 liter suhunya 870 C

Diketahui :n = 10 mol = 0,01 MolV = 100 liter = 0,1 m3

T = 87 0 C = 273 +87 =360 KR = 8314 J/Mol.K

Ditanyakan :P = …?

Jawab :P.V = n.R.TP x 0,1 = 0,01 x 8314 x 360P = 299.304 N/m2

AtauP = 299.304 : 105 =2,99 atm

3. Massa relatif atom oksigen 16, massa sebuah atom Hidrogen 1,66 . 10 –27 kg. Jika suhu gas saat itu 270 C, Berapa energi kinetik rata-rata molekul gas oksigen ? Jika k = 1,38 . 10-23 J/K dan No = 6,02 . 1026 molekul/Mol

Jawab :T = 27 +273 = 300Ek = 5/2 NkT = 5/2 x 0,99932 x 1,38 . 10-23 x 300 = 1,034 x 10-20 J

Diketahui :Mr (O2)= 2 x 16 = 32m = 32 x 1,66 x 110 –27

= 53,12.10-27 kgn = m/Mr = 53,12.10-27 : 32 = 1,66 . 10-27 molN = No.n = 6,02 . 1026 x 1,66 . 10-27

= 0,99932

4. Berapakah kecepatan rata-rata dari partikel-partikel suatu gas dalam keadaan normal, jika massa jenis gas 100 kg/m3 dan tekanannya 1,2.105 N/m2?

Jawab:PV = 2/3 EkPV = 2/3 . 1/2 . m v2 = 1/3 m v2

v2 = (3PV)/m = (3 P)/(m/V) = 3P/rv = √3P/r = √3.1,2.105/100 = 60 m/s

5. Neon (Ne) adalah suatu gas monoatomik. Berapakah energi dalam 2 gram gas neon pada suhu 50ºC jika massa molekul relatifnya Mr = 10 g/mol dan tetapan umum gas R= 8,31 J/mol K?

24,805)323)(31,8(10

2

2

3

2

3

2

3

U

RTM

mnRTU

r

Energi dalam gas neon tersebut adalah 805,24 joule.

Diketahui:m= 2grMr= 10 g/molR= 8,31 J/molKT= 50ᴼC = 50 + 273 = 323ᴼK

Ditanya:U=...?

Main Menu

SelesaiTerima Kasih