Teori Kinetik Gas - Blog Ilmu Pengetahuan

Teori kinetik gas menerangkan perihal sifat-sifat gas ideal dengan-cara teoritis. Berdasarkan teori kinetik gas, gas terbentuk dr molekul-molekul gas yg bergerak dengan-cara acak dgn arah gerak konstan. Molekul gas bergerak dgn kecepatan tinggi & saling bertubrukan dgn molekul lainnya & pula dgn dinding dengan-cara terus-menerus.

Teori kinetik gas merupakan teori pertama yg menerangkan tekanan gas menurut tubrukan molekul-molekul, bukan berdasarkan gaya statik yg menyebabkan molekul menjauh satu sama lain. Teori kinetik gas pula menjelaskan bagaimana ukuran molekul di dlm gas mampu menghipnotis kecepatan gerak molekul tersebut.

Lihat pula materi Wargamasyarakat.org yang lain:

Gaya Lorentz

Induksi Elektromagnetik

Besaran Pokok & Besaran Turunan

Daftar Isi

Asumsi yg Dipakai Pada Teori Kinetik Gas

Agar teori kinetik gas dapat menerangkan alasan kenapa gas bereaksi seperti sebaiknya, maka dibutuhkan asumsi-asumsi yg mendukung properti gas tersebut. Berdasarkan teori kinetik:

Gas terbentuk dr molekul-molekul gas yg bergerak dengan-cara konstan & acak. Molekul bergerak dengan-cara lurus hingga bertubrukan dgn molekul yang lain atau dgn dinding.

Molekul dianggap titik bermassa yg tak mempunyai volume. (molekul berskala sangat kecil dibandingkan dgn jarak antar molekul, maka pada gas ideal ukuran molekul diabaikan)

Tidak terdapat gaya molekular yg bekerja. (tidak ada gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antar molekul)

Tekanan gas disebabkan karena tubrukan molekul-molekul gas. Tidak ada energi yg hilang atau terbentuk karena tubrukan.

Waktu terjadinya tubrukan diabaikan dibandingkan dgn waktu antara tubrukan.

Energi kinetik gas merupakan suatu pengukuran yg berdasarkan temperatur gas dlm Kelvin. Setiap molekul-molekul gas memiliki kecepatan yg erbeda-beda, akan tetapi temperatur & energi kinetik gas tersebut diukur menurut kecepatan rata-rata molekul-molekul tersebut.

Energi kinetik rata-rata molekul gas seimbang dgn temperaturnya. Semakin berkembangtemperaturnya, maka kecepatan gerak molekul-molekul gas pula semakin meningkat.

Semua gas pada temperatur yg ditentukan mempunyai energi kinetik rata-rata yg sama.

Molekul gas yg lebih ringan bergerak lebih singkat dibandingkan molekul gas yg lebih berat.

Energi Termal

Temperatur merupakan besaran yg didapat dr rata-rata energi kinetik suatu gas. Besarnya energi kinetik suatu molekul didapat dgn persamaan:

$Ek = \frac 1 2 mv^2$

dimana m merupakan massa molekul & v^2 ialah kuadrat kecepatannya. Temperatur suatu metode adalah rata-rata besar energi kinetik setiap molekulnya & energi termal yakni total energi kinetik dr semua molekul di metode tersebut. Semakin besar kecepatannya molekul-molekulnya, maka energi kinetiknya akan makin besar, begitu pula dgn temperatur & energi termalnya.

Hukum Standar ABC Gas

Hukum Avogrado

Hukum Avogrado menyatakan bahwa volume suatu gas seimbang dgn jumlah molekul atom gas tersebut. Persamaan Hukum Avogrado dinyatakan dengan:

$\frac V n = k$

dimana V merupakan volume gas, n merupakan banyaknya mol atom-atom gas, & k merupakan bilangan konstanta.

Hukum Boyle

Hukum Boyle menyatakan bahwa tekanan & volume suatu gas, bila salah satu besaran dinaikkan maka besaran yg lain akan menurun selama temperatur & dan banyaknya mole dijaga konstan. Hukum Boyle dinyatakan dengan:

PV = k

Dimana P yaitu tekanan gas, V merupakan volumenya, & k merupakan bilangan konstansta.

Hukum Charles

Hukum Charles menyatakan bahwa temperatur & volume suatu gas sangat berhubungan & dinyatakan dengan:

$\frac V t = k$

Dimana V merupakan volume gas, T merupakan temperaturnya dlm Kelvin, & k merupakan besaran konstansta. Sesuai dgn hukum ini, gas akan mengembang jikalau dipanaskan.

Hukum Tekanan Gas (Hukum Gay-Lussac)

Hukum Gay-Lussac menyatakan bahwa besarnya temperatur & tekanan suatu gas sungguh bekerjasama & dinyatakan dengan

Hukum Gas Ideal

Kesemua rumus tersebut dapat dijadikan satu & dinyatakan sebagai persamaan hukum gas ideal:

$\frac PV T = k$

Karena k merupakan besaran yg mempunyai nilai yg selalu konstan, maka persamaan diatas mampu dinyatakan dengan:

$\frac P_1 V_1 T_1 = \frac P_2 V_2 T_2$

Dengan memakai aturan Avogadro, kita dapat menyatakan hukum gas ideal berdasarkan molekul atom-atom pembentuknya.

PV = nRT

Dimana r merupakan konstanta sebesar 0,082057 L.atm/mol.k

Contoh Soal Teori Kinetik Gas & Pembahasan

Contoh Soal Teori Kinetik Gas 1

Kamu sedang mengadakan sebuah pesta ulang tahun & menghendaki suatu ruangan semoga diisi dgn sebuah balon helium yg besar. Temperatur ruangan sebesar 24^o Celcius. Balon diisi dgn gas helium & mempunyai volume sebesar 0,24 m³ serta tekanan didalamnya sebesar 0,038 atm. Berapa besar tekanan final balon besar tersebut sampai menempati ruangan sebesar 0,4 m³?

Pembahasan:

Diketahui dr soal bahwa temperatur ruangan tak berubah-ubah (konstan). Sehingga kita mampu memakai Hukum Boyle.

PV = k

P₁V₁ = P₂V₂

Maka besar P₂ didapat sebesar:

$P_2 = \frac P_1V_1 V_2$

$P_2 = \frac (0,038 atm)(0,24 m^3) (0,4 m^3) = 0,0028 atm$

Contoh Soal Teori Kinetik Gas 2

Sebuah tangki selam mengandung udara dgn temperatur . Tangki selam berbentuk silinder & mempunyai volume sebesar . Berapa besar tekanan udara di dlm tangki tersebut.

(dimengerti besar konstanta gas R = 8,3 J/mol . K)

Pembahasan:

Karena tak ada pergantian volume & temperatur pada tata cara, maka dgn menggunakan persamaan gas ideal, mampu dicari besar tekanannya. Besar temperatur mesti dikonversikan dulu menjadi Kelvin.

PV = nRT

$P = \frac nRT V$