LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: TEORI KINETIK GAS
KELOMPOK KOMPETENSI D
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
43
A. Tujuan
Setelah melalui diskusi dalam proses pembelajaran, peserta diklat mampu: 1. Memahami karakteristik gas pada ruang tertutup.
2. Mendeskripsikan sifat-sifat gas ideal monoatomik.
B. Indikator Ketercapaian Kompetensi
1. Menghitung nilai tekanan, volume dan suhu suatu gas yang berada pada ruang tertutup.
2. Memecahkan masalah terkait karakteristik gas pada ruang tertutup. 3. Menentukan nilai kecepatan rata-rata gas ideal monoatomik.
4. Memecahkan masalah terkait sifat-sifat gas ideal monoatomik.
C. Uraian Materi
Pada pembelajaran kali ini, besaran yang akan kita bahas dalam topik ini adalah tekanan, volume, dan suhu yang merupakan besaran makroskopik.
Besaran-besaran tersebut dapat kita ukur. Besaran lain adalah kecepatan rata-rata molekul dan energi kinetik yang merupakan besaran mikroskopik.
Besaran mikroskopik tidak dapat kita ukur, tetapi dapat kita hitung. Antara besaran besaran tersebut dihubungkan oleh massa dan kerapatan gas. Jadi
sebelum kita membahas persamaan gas terlebih dulu kita bahas massa dan kerapatan molekul.
Beberapa istilah kimia yang sering digunakan manakala membahas persamaan umum gas ideal antara lain adalah:
1.
Massa atom relatif Ar, adalah perbandingan massa rata-rata sebuah
atom suatu unsur terhadap kali massa sebuah atom
. Harga massa
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 TEORI KINETIK GAS
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: TEORI KINETIK GAS
KELOMPOK KOMPETENSI D
44
atom relatif bukanlah massa yang sebenarnya dari suatu atom, tetapi hanya merupakan harga perbandingan.
Misal: Ar He = 2
Ar O = 16
2.
Massa molekul relatif Mr, adalah jumlah keseluruhan massa atom relatif
Ar unsur-unsur penyusun senyawa.
3.
Mol n, adalah satuan banyaknya partikel yang besarnya merupakan
hasil bagi massa suatu unsur senyawa dengan massa relatifnya Ar atau Mr.
4.
Bilangan Avogadro, adalah bilangan yang menyatakan jumlah partikel dalam satu mol.
N
A
= 6,023.10
23
partikelmol N = n. N
A
dimana N adalah jumlah total partikel. Misalkan dalam suatu ruang yang di dalamnya terdapat N molekul gas, N
seringkali dinyatakan dalam satuan mol. 1 mol gas artinya dalam gas terdapat sebanyak 6,022.10
23
buah molekul. Maksudnya, satu mol zat berisi N
A
buah partikel atau molekul. Jadi bila kita memiliki n mol gas, artinya jumlah molekul gas kita adalah:
N = n.Na . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1
Massa 1 mol zat disebut sebagai massa molar, diberi simbol M. Misalkan Oksigen memiliki massa molar 16, maka 1 mol Oksigen massanya 16 gram.
Satuan yang digunakan adalah atom C
12
. Jadi 1 mol Atom C
12
memiliki massa 12.10
-3
kg, jadi atom C memiliki massa molar sebesar:
Untuk massa atom yang lain dibandingkan dengan massa atom C
12
.
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: TEORI KINETIK GAS
KELOMPOK KOMPETENSI D
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
45
Bila sebuah molekul terdiri dari beberapa atom, massa molar molekul tersebut adalah jumlahan dari seluruh massa molar tiap atomnya. Massa n mol gas
adalah:
m = n.M . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2
Pada pembelajaran kali ini pembahasan dibatasi hanya pada gas ideal, yaitu
gas yang mempunyai sifat-sifat yang sama pada kondisi yang sama. Dalam kondisi riil, gas yang berada pada tekanan rendah dan jauh dari titik cair,
dianggap mempunyai sifat-sifat seperti gas ideal. Pada perhitungan gas ideal, tidak mungkin melakukan perhitungan untuk setiap partikel, melainkan sifat
gas secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata dari partikel-partikel penyusun gas. Adapun gas yang dianggap sebagai gas ideal, mempunyai karakteristik:
1. Gas terdiri atas partikel-partikel yang jumlahnya sangat banyak. 2. Partikel-partikel gas bergerak dengan laju dan arah yang beraneka ragam,
serta memenuhi Hukum Gerak Newton. 3. Partikel gas tersebar merata pada seluruh bagian ruangan yang ditempati.
4. Tidak ada gaya interaksi antarpartikel, kecuali ketika partikel bertumbukan.
5. Tumbukan yang terjadi antarpartikel atau antara partikel dengan dinding
wadah adalah lenting sempurna. 6.
Ukuran partikel sangat kecil dibandingkan jarak antara partikel, sehingga bersama-sama volumenya dapat diabaikan terhadap volume ruang yang
ditempati.
Hukum-Hukum Tentang Gas Ideal
1.
Hukum Boyle
Robert Boyle menyatakan bahwa “Apabila suhu gas yang berada dalam
ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan
volumenya”. Secara matematis, peryataan tersebut dapat dituliskan:
, maka P.V = konstan, atau P
1
.V
1
= P
2
.V
2
. . . . . . . . . . . . . . . 3.3