LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: TEORI KINETIK GAS
KELOMPOK KOMPETENSI D
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
57
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 1. Sifat-sifat Gas Ideal
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:
a.
Massa atom relatif Ar, adalah perbandingan massa rata-rata sebuah
atom suatu unsur terhadap kali massa sebuah atom
. Harga massa atom relatif bukanlah massa yang sebenarnya dari suatu
atom, tetapi hanya merupakan harga perbandingan. Misal:
Ar He = 2 Ar O = 16
b.
Massa molekul relatif Mr, adalah jumlah keseluruhan massa atom
relatif Ar unsur- unsur
penyusun senyawa.
c.
Mol n, adalah satuan banyaknya partikel yang besarnya merupakan
hasil bagi massa suatu unsur senyawa dengan massa relatifnya Ar atau Mr.
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: TEORI KINETIK GAS
KELOMPOK KOMPETENSI D
58
d.
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.N
A
. . . . . . . . . . . . . . . . 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
. 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:
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: TEORI KINETIK GAS
KELOMPOK KOMPETENSI D
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
59
a. Gas terdiri atas partikel-partikel yang jumlahnya sangat banyak. b. Partikel-partikel gas bergerak dengan laju dan arah yang beraneka
ragam, serta memenuhi Hukum Gerak Newton. c. Partikel gas tersebar merata pada seluruh bagian ruangan yang
ditempati. d. Tidak ada gaya interaksi antarpartikel, kecuali ketika partikel
bertumbukan. e.
Tumbukan yang terjadi antarpartikel atau antara partikel dengan dinding wadah adalah lenting sempurna.
f. Ukuran partikel sangat kecil dibandingkan jarak antara partikel, sehingga
bersama-sama volumenya dapat diabaikan terhadap volume ruang yang ditempati.
2. Hukum-Hukum Tentang Gas Ideal a.
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 Dimana:
P
1
= tekanan gas mula-mulapada keadaan 1 [Nm
2
] P
2
= tekanan gas akhirpada keadaan 2 [Nm
2
] V
1
= volume gas mula-mulapada keadaan 1 [m
3
] V
2
= volume gas akhirpada keadaan 2 [m
3
] Hubungan antara tekanan dan volume gas pada suhu konstan dapat
dilukiskan dengan grafik seperti yang tampak pada Gambar 3.1. Grafik tersebut menunjukkan bahwa pada saat volumenya bertambah, tekanan
gas akan berkurang. Proses gas yang terjadi pada suhu konstan disebut
proses isotermis.
