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.
SIFAT
GAS UMUM
- Gas mudah berubah bentuk dan volumenya.
- Gas dapat digolongkan sebagai fluida, hanya kerapatannya jauh
lebih kecil.
SIFAT
GAS IDEAL
- Gas terdiri atas partikel-partikel dalam jumlah yang besar
sekali, yang senantiasa bergerak dengan arah sembarang dan tersebar
merata dalam ruang yang kecil.
- Jarak antara partikel gas jauh lebih besar daripada ukuran
partikel, sehingga ukuran partikel gas dapat diabaikan.
- Tumbukan antara partikel-partikel gas dan antara partikel
dengan dinding tempatnya adalah elastis sempurna.
- Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku.
PERSAMAAN GAS IDEAL DAN TEKANAN (P) GAS IDEAL
P V = n R T = N K T
n
= N/No
T
= suhu (ēK)
R = K . No = 8,31 )/mol. ēK
N = jumlah pertikel
P
= (2N / 3V) . Ek ® T
= 2Ek/3K
V
= volume (m3)
n = jumlah molekul gas
K = konstanta Boltzman = 1,38 x 10-23 J/ēK
No = bilangan Avogadro = 6,023 x 1023/mol
ENERGI
TOTAL (U) DAN KECEPATAN (v) GAS IDEAL
Ek = 3KT/2
U
= N Ek = 3NKT/2
v
= Ö(3
K T/m) = Ö(3P/r)
dengan:
Ek
= energi kinetik rata-rata tiap partikel gas ideal
U = energi dalam gas ideal = energi total gas ideal
v = kecepatan rata-rata partikel gas ideal
m = massa satu mol gas
p = massa jenis gas ideal
Jadi
dari persamaan gas ideal dapat diambil kesimpulan:
- Makin tinggi temperatur gas ideal makin besar pula kecepatan
partikelnya.
- Tekanan merupakan ukuran energi kinetik persatuan volume yang
dimiliki gas.
- Temperatur merupakan ukuran rata-rata dari energi kinetik
tiap partikel gas.
- Persamaan gas ideal (P V = nRT) berdimensi energi/usaha .
- Energi dalam gas ideal merupakan jumlah energi kinetik seluruh
partikelnya.
Dari
persarnaan gas ideal PV = nRT, dapat di jabarkan:
|
Pada
(n, T) tetap, (isotermik)
berlaku Hukum Boyle: PV = C
|
Pada
(n, V) tetap, (isokhorik)
berlaku Hukum Gay-Lussac: P/T=C
|
|
Pada
(n,P) tetap, (isobarik)
berlaku Hukum Gay-Lussac:
V/T= C
|
Padan
tetap, berlaku Hukum
Boyle-Gay-Lussac: PV/T=C
C = konstan
Jadi:
(P1.V1)/T1
= (P2.V2)/T2=...dst.
|
Contoh:
1.
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 Ek
PV = 2/3 . 1/2 . m v2 = 1/3 m v2
v2 = (3PV)/m = (3 P)/(m/V) = 3P/r
v =
Ö3P/r
= Ö3.1,2.105/100
= 60 m/det
2. Suatu
gas tekanannya 15 atm dan volumenya 25 cm3 memenuhi persamaan
PV - RT. Bila tekanan gas berubah 1/10 atm tiap menit secara isotermal.
Hitunglah perubahan volume gas tiap menit?
Jawab:
Persamaan
PV = RT jelas untuk gas ideal dengan jumlah mol gas n = 1. Jadi
kita ubah persamaan tersebut menjadi:
P
DV + V DP
= R DT (cara differensial parsial)
15 . DV + 25. 1/10 = R . 0 ®
AV = -25 /15.10 = -1/6 cm3/menit
Jadi perubahan volume gas tiap menit adalah 1/6 cm3,dimana
tanda (-) menyatakan gas menerima usaha dari luar (dari sekelilingnya).
