teori kinetik gas
DESCRIPTION
tugas kuliah fisika dasarTRANSCRIPT
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
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