Ditanya: P
2
Jawab: P
1
. V
1
= P
2
. V
2
1,5 . 10
5
.V = P
2
.
1
⁄
4
V P
2
= 5. 10
5
Pa 2. Suatu gas dalam ruang tertutup dengan suhu 57
o
C. Berapakah energi kinetik rata-rata gas tersebut?
Diketahui: T = 57 + 273K = 330 K Ditanya: Ek
Jawab:
Uji Pemahaman 8.1 Kerjakan soal berikut
1. Suatu gas H
2
volumnya 0,6 m
3
, tekanan 10
5
Pa dan bermassa 20 gr. Berapakah kecepatan efektif partikel gas tersebut?
2. Dalam suatu kotak 0,8 m
3
terdapat 10
18
partikel gas. Jika tekanan 10
4
Pa berapakah energi kinetik rata-rata partikelnya?
C. SUHU DAN ENERGI KINETIK RATA-RATA PARTIKEL GAS
Dari hasil kegiatan dengan tabung model kinetik gas ternyata tekanan gas dipengaruhi oleh suhu gas dan volum gas juga dipengaruhi oleh suhu gas.
Berdasarkan hukum Gay-Lussac diperoleh: 1. Pemanasan gas pada tekanan tetap Isobarik
Volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlak gas:
2. Pemanasan gas pada volum tetap isokhorik tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlak gas
P T
konstan =
V T
konstan =
Ek K T
= =
3 2
3 2
1 38 1 330
. . ,
. .
Ek = 6, 831 . 10 joule
-23 -21
Teori Kinetik Gas
186
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA Kelas XI
187
Berdasarkan hukum Boyle pada proses gas dengan suhu tetap diperoleh tekanan gas berbanding terbalik dengan volum gas
Dari persamaan hukum Boyle dan Gay Lussac diperoleh:
Pada dasarnya persamaan merupakan persamaan dari
gas ideal yaitu: atau
P = tekanan Nm
2
T = suhu mutlak gas kelvin V = volume gas m
3
R = konstanta gas n = jumlah mol gas
R = 8,31 Jmol.K Persamaan
dapat juga dinyatakan dengan: atau
N = jumlah partikel gas K = konstanta Boltzman
K = 1,38.10
-23
JK Jumlah mol gas dapat dihitung dengan persamaan:
n = jumlah mol gas
m = massa gas M = massa relatif partikel gas
N = jumlah partikel gas N
o
= bilangan Avogadro N
o
= 6,02 . 10
23
partikelmol Dari persamaan tekanan gas
diperoleh: r
E K T
K
= 2
3 .
r E
P V N
N K T N
K
= =
3 2
. . .
3 2
P N E
V
K
= 2
3 .
r n
N N
o
= =
m M
P . V = N. K. T P . V
T =
N K .
P . V T
konstan =
PV = nRT P . V
T n
= .R
P . V T
konstan =
P . V T
konstan =
P . V = konstan
Di unduh dari : Bukupaket.com
Dari persamaan tersebut ternyata energi kinetik rata-rata partikel seban- ding dengan suhu mutlak gas.
Kecepatan rata-rata partikel gas sebanding dengan akar dari suhu mutlak gas. Akar dari kuadrat persamaan rata-rata disebut laju akar perata kuadrat
root mean square atau disebut juga kecepatan efektif, sehingga:
Dari persamaan gas ideal dan persamaan tekanan gas maka diperoleh:
Kegiatan
Diskusikan dengan kelompok belajar Anda Buktikan bahwa:
D. DERAJAT KEBEBASAN SUATU PARTIKEL
Dari persamaan maka jika terdapat N partikel gas, energi
kinetik totalnya adalah:
Karena hampir tidak ada gaya tarik-menarik antara partikel gas, maka energi dalam gas tersebut u sama dengan energi kinetik total gas tersebut.
Persamaan tersebut berlaku untuk gas monoatomik He, Ar, Ne u
N K T n R T
= =
3 2
. . . .
3 2
r E
N K T
K
= 3
2 . .
r E
K T
K
= 3
2 .
v R T
M
RMS
= 3. .
v R T
M
RMS
= 3. .
v K T
m
RMS o
= 3. .
v v
RMS
= r
2
r v
K T m
o
= 3. .
r r
E K T
m v K T
K o
= =
3 2
. .
1 2
3 2
2
Teori Kinetik Gas
188
Di unduh dari : Bukupaket.com
Untuk gaya diatomik N
2
, H
2
, O
2
diperoleh: a pada suhu rendah ± 300 K:
b pada suhu sedang ± 500 K: c pada suhu tinggi ± 1000 K:
Contoh Soal 8.2
Suatu gas monoatomik sebanyak 0,2 mol berada dalam ruang tertutup pada suhu 47
o
C. Berapakah energi dalam gas tersebut? Diketahui: n = 0,2 mol
T = 47 + 273K = 320 K Ditanya: U
Jawab :
- Tekanan gas:
- Kecepatan rata-rata:
- Energi kinetik rata-rata:
- Energi dalam gas
a. Untuk gas monoatomik
u NKT
nRT =
= 3
2 3
2 E
KT
k
= 3
2 v
KT m
RMS o
= 33
P Nm v
V
o
= 1
3
2
u n R T
= =
3 2
3 2
0 2 8 320
. . , .
. , 31
= 797,76 joule u
N K T =
7 2
. . u
N K T =
5 2
. . u
N K T =
3 2
. .
Fisika SMAMA Kelas XI
189
R R
a a
n n
g g
k k
u u
m m
a a
n n
Di unduh dari : Bukupaket.com
b. Untuk gas diatomik
1 Pada suhu rendah: 2 Pada suhu sedang:
3 Pada suhu tinggi:
KATA KUNCI
- Teori partikel
- Gas ideal
- Tekanan gas
- Isobarik
- Isokhorik
- Derajad kebebasan
u NKT
= 7
2 u
NKT =
5 2
u NKT
= 3
2 u
NKT nRT
= =
3 2
3 2
Teori Kinetik Gas
190
U
JI KOMPETENSI
A. Pilihlah satu jawaban yang paling benar
