Rangkuman, Soal dan Pembahasan Teori Kinetik Gas

Rangkuman Materi Teori Kinetik Gas

oke temen-temen, mungkin kalian sudah tidak asing dengan materi kali ini. sebelumnya pada kelas 10 kita telah mengenal materi ini pada mata pelajaran kimia. namun jangan salah, bab ini ternyata juga diajarkan di fisika.

sebenarnya tidak berbeda jauh sih dengan apa yang terdapat pada buku kimia, namun pada mapel fisika teori kinetik gas mencakup lebih luas dan berkaitan dengan beberapa gaya yang berhubungan. yukk langsung saja ya . .

Sifat-Sifat Gas Ideal
1. Berlaku hukum Newton tentang gerak
2. Partikel gas selalu bergerak secara acak atau sembarangan.
3. Tidak ada gaya tarik menarik/interaksi antarmolekul.
4. Ukuran molekul gas dapat diabaikan terhadap ukuran ukuran ruangan tempat gas berada.
5. partikel gas terdistribusi merata dalam ruangan.
6. Tumbukan antar partikel bersifat lenting sempurna.

Hukum-hukum tentang Gas
Hukum Boyle
“pada suhu yang dibuat tetap, perkalian tekanan dan volume selalu konstan/tetap”.
Sehingga berlaku persamaan berikut :

PV = konstan
P1V1 = P2V2

Hukum Charles
“pada tekanan yang dibuat tetap, hasil bagi volume terhadap suhu akan selalu bernilai konstan/tetap”.

atau :

Hukum gay-lussac
“pada volume yang dibuat tetap, hasil bagi tekanan terhadap suhu akan selalu bernilai konstan/tetap “.

atau:

Hukum boyle-gay lussac
merupakan gabungan dari hukum boyle ,hokum charles , dan hokum gay lussac .di dapat persamaan berikut:

Keterangan :
P1= Tekanan awal (N/m2)
P2=Tekanan akhir (N/m2)
V1=Volume awal(m3)
V2=Volume akhir (m3)
T1=Suhu awal (K)
T2=suhu akhir (K)

Persamaan umum gas ideal
Dirumuskan sebagai berikut:

PV = NkT atau PV = nRT

Keterangan:
P = tekanan gas ideal (N/m2)
V = volume gas ideal(m3)
N = jumlah molekul zat
n = jumlah mol
k = konstanta Boltzmann(dimana k = 1,38 x 10-23J/K)
R = konsanta gas umum (dimana R=8,31J/Mol K)
T = suhu gas ideal (K)
mol zat (n) dapat ditentukan dengan persamaan.

Keterangan:
N = jumlah molekul zat
NA=bilangan Avogadro (6,02 x 1023 partikel)
m= massa partikel gas (gram)
Mr=massa relatif molekul gas

Hubungan Kecepatan Partikel Gas, Energi Kinetik Dan Tekanan
Dalam gas ideal tekanan , suhu, dan kecepatan dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

Energi kinetik

Tekanan gas

Suhu gas

Kecepatan efektif

Keterangan:
N = jumlah partikel zat
EK = energi kinetik rata-rata(J)
M0 = massa partikel gas (kg)
Mr = massa molekul relatif (kg/mol)
ρ = massa jenis gas ideal(kg/m3)
k = konstanta Boltzmann(dimana k = 1,38 x 10-23J/K)
R = konsanta gas umum (dimana R=8,31J/Mol K)
T = suhu (kelvin)

Energi Dalam
yaitu energi kinetik partikel gas yang terdapat di dalam suatu ruang tertutup

U = N.Ek = Nf(½ KT)

Keterangan:
N =jumlah partikel
Ek = energi kinetik
f = derajat kebebasan
1. Gas monoatomic(f=3 seperti He , Ne, dan Ar)
2. Gas diatomi seperti H2,O2,N2
Suhu rendah (T = ±250k ), f=3
Suhu rendah (T = ±500k), f=5
Suhu tinggi (T= ± 1000 k ), f=7

Contoh Soal dan Pembahasan Teori Kinetik Gas

Soal No. 1
16 gram gas Oksigen (M = 32 gr/mol) berada pada tekanan 1 atm dan suhu 27oC. Tentukan volume gas jika:
a) diberikan nilai R = 8,314 J/mol.K
b) diberikan nilai R = 8314 J/kmol.K

Pembahasan
a) untuk nilai R = 8,314 J/mol.K
Data :
R = 8,314 J/mol.K
T = 27oC = 300 K
n = 16 gr : 32 gr/mol = 0,5 mol
P = 1 atm = 105 N/m2

b) untuk nilai R = 8314 J/kmol.K

Data :
R = 8314 J/kmol.K
T = 27oC = 300 K
n = 16 gr : 32 gr/mol = 0,5 mol
P = 1 atm = 105 N/m2

Soal No. 2
Gas bermassa 4 kg bersuhu 27oC berada dalam tabung yang berlubang.

Rangkuman, Contoh Soal dan Pembahasan Teori Kinetik Gas

Jika tabung dipanasi hingga suhu 127oC, dan pemuaian tabung diabaikan tentukan:
a) massa gas yang tersisa di tabung
b) massa gas yang keluar dari tabung
c) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa awal gas
d) perbandingan massa gas yang tersisa dalam tabung dengan massa awal gas
e) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa gas yang tersisa dalam tabung

Pembahasan
Data :
Massa gas awal m1 = 4 kg
Massa gas tersisa m2
Massa gas yang keluar dari tabung Δ m = m2 − m1

a) massa gas yang tersisa di tabung