FIsika TEORI KINETIK GAS

dokumen-dokumen yang mirip
sifat-sifat gas ideal Hukum tentang gas 3. Menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor

SUMBER BELAJAR PENUNJANG PLPG

BAB 14 TEORI KINETIK GAS

Teori Kinetik Gas. C = o C K K = K 273 o C. Keterangan : P2 = tekanan gas akhir (N/m 2 atau Pa) V1 = volume gas awal (m3)

BAB TEEORI KINETIK GAS

:: MATERI MUDAH :: Persamaan Gas Ideal Pertemuan ke 1

Teori Kinetik Gas Teori Kinetik Gas Sifat makroskopis Sifat mikroskopis Pengertian Gas Ideal Persamaan Umum Gas Ideal

Pilihan ganda soal dan jawaban teori kinetik gas 20 butir. 5 uraian soal dan jawaban teori kinetik gas.

LEMBAR KERJA SISWA TEORI KINETIK GAS. Mata Pelajaran : Fisika Kelas/ Semester : XI / II. Nama Kelompok:

FIsika KTSP & K-13 TERMODINAMIKA. K e l a s. A. Pengertian Termodinamika

Bab VIII Teori Kinetik Gas

Soal Teori Kinetik Gas

TEORI KINETIK GAS. Nama : Kelas : Bahan ajar Teori Kinetik Gas. Bahan Ajar Fisika Kelas XI Semester II Page 1

BAB TEORI KINETIK GAS

Xpedia Fisika. Soal TKG ( Teori Kinetik Gas )

Teori Kinetik Zat. 1. Gas mudah berubah bentuk dan volumenya. 2. Gas dapat digolongkan sebagai fluida, hanya kerapatannya jauh lebih kecil.

KIMIA FISIKA I TC Dr. Ifa Puspasari

Antiremed Kelas 11 Fisika

Teori Kinetik & Interpretasi molekular dari Suhu. FI-1101: Teori Kinetik Gas, Hal 1

WUJUD ZAT (GAS) Gaya tarik menarik antar partikel sangat kecil

Disini akan dianalisa gerah sebuah molekul gas yang massanya 𝑚! =!! Setelah tumbukan dinding tetap diam 𝑣! = 0

GAS. Sifat-sifat gas

WUJUD ZAT. 1. Fasa, Komponen dan Derajat Bebas

FISIKA DASAR HUKUM-HUKUM TERMODINAMIKA

TEORI KINETIK GAS (TKG)

Q = ΔU + W.. (9 9) Perjanjian tanda yang berlaku untuk Persamaan (9-9) tersebut adalah sebagai berikut.

RPP Teori Kinetik Gas Kurikulum 2013 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Panas dan Hukum Termodinamika I

SUHU DAN KALOR OLEH SAEFUL KARIM JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FPMIPA UPI

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Teori Kinetik Gas dan Termodinamika 1 TEORI KINETIK GAS

Chapter 6. Gas. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

TEORI KINETIK GAS DAN TERMODINAMIKA

Hukum Termodinamika I Proses-proses Persamaan Keadaan Gas Usaha

KOMANG SUARDIKA; ;JURUSAN P. FISIKA; UNDIKSHA

1. Dalam perhitungan gas, temperatur harus dituliskan dalam satuan... A. Celsius B. Reamur C. Kelvin D. Fahrenheit E. Henry

K13 Revisi Antiremed Kelas 11 Fisika

1. Pada gambar dibawah ini, tekanan hidrostatis yang paling besar berada pada titik. a. A b. B

11/25/2013. Teori Kinetika Gas. Teori Kinetika Gas. Teori Kinetika Gas. Tekanan. Tekanan. KINETIKA KIMIA Teori Kinetika Gas

Dinamika Rotasi dan Keseimbangan Benda Tegar

TEORI KINETIK GAS DAN TERMODINAMIKA

Latihan Soal UAS Fisika Panas dan Gelombang

Fisika Dasar I (FI-321)

TEORI KINETIK GAS (II) Dr. Ifa Puspasari

IR. STEVANUS ARIANTO 1

Remedial UB-2 Genap Fisika Kelas XI Tahun Ajaran 2011 / 2012 P

Pilihlah jawaban yang paling benar!

Fisika Panas 2 SKS. Adhi Harmoko S

Gas. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Xpedia Fisika. Kapita Selekta Set Energi kinetik rata-rata dari molekul dalam sauatu bahan paling dekat berhubungan dengan

213 BAB 9 TERMODINAMIKA

TEMPERATUR. dihubungkan oleh

Pembahasan UAS I = 2/3 m.r 2 + m.r 2 = 5/3 m.r 2 = 5/3 x 0,1 x (0,05) 2

KIMIA FISIKA I TC Dr. Ifa Puspasari

Fisika Umum (MA101) Topik hari ini (minggu 6) Kalor Temperatur Pemuaian Termal Gas ideal Kalor jenis Transisi fasa

S.U.H.U. D.A.N. K.A.L.O.R

LAPORAN PENENTUAN BERAT MOLEKUL SENYAWA BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

3. Teori Kinetika Gas

VOLUME MOLAR GAS. I. TUJUAN Menentukan volume relatif dari zat dalam wujud yang berbeda

Pembahasan UAS I = 2/3 m.r 2 + m.r 2 = 5/3 m.r 2 = 5/3 x 0,1 x (0,05) 2

Temperatur adalah derajat panas suatu benda. Dua benda dikatakan berada dalam keseimbangan termal apabila temperaturnya sama.

7. Temperatur Teori Atom Zat. Tidak dapat dibagi

Konsep Mol. 1. Jumlah Partikel Dalam 1 Mol Zat

Fisika Umum (MA101) Kalor Temperatur Pemuaian Termal Gas ideal Kalor jenis Transisi fasa

Xpedia Fisika. Soal Zat dan Kalor

Pertemuan ke 7 BAB V: GAS

1. Suhu. - pengertian suhu - pengukuran suhu - skala suhu - pemuaian

VI. Teori Kinetika Gas

KIMIA TERAPAN STOIKIOMETRI DAN HUKUM-HUKUM KIMIA Haris Puspito Buwono

A. Gas Ideal KEGIATAN BELAJAR 9 MATERI POKOK : TEORI KINETIK GAS A. URAIAN MATERI. 1. Pengertian Gas Ideal. 2. Persamaan Gas Ideal

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Tujuan Percobaan

FIsika FLUIDA DINAMIK

Antiremed Kelas 11 Fisika

HUKUM I TERMODINAMIKA

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

G A S _KIMIA INDUSTRI_ DEWI HARDININGTYAS, ST, MT, MBA WIDHA KUSUMA NINGDYAH, ST, MT AGUSTINA EUNIKE, ST, MT, MBA

Merupakan cabang ilmu fisika yang membahas hubungan panas/kalor dan usaha yang dilakukan oleh panas/kalor tersebut

STOIKIOMETRI. STOIKIOMETRI adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan kuantitatif dari komposisi zat-zat kimia dan reaksi-reaksinya.

DEPARTEMEN KEMENTRIAN PENDIDIKAN NASIONAL JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PALANGKA RAYA

Semua zat dibagi menjadi 3 kelompok yaitu padat, cair, dan gas. Berikut adalah sifat-sifat dari ketiga kelompok zat tersebut.

FIsika KTSP & K-13 FLUIDA STATIS. K e l a s. A. Fluida

Makalah teori kinetik gas

kimia LAJU REAKSI 1 TUJUAN PEMBELAJARAN

BAB 4. WUJUD ZAT 1. WUJUD GAS 2. HUKUM GAS 3. HUKUM GAS IDEAL 4. GAS NYATA 5. CAIRAN DAN PADATAN 6. GAYA ANTARMOLEKUL 7. TRANSISI FASA 8.

BAB I PENDAHULUAN. Hukum Boyle sebagai salah satu hukum dalam ilmu fisika dikemukakan

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

BAB II KAJIAN PUSTAKA. A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan 1. Kajian Teori a. Konsep

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )

HIDROSTATIS. 05. EBTANAS Sebongkah es terapung di laut terlihat seperti gambar

Tinjauan Ulang Termodinamika

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS. Oleh:

PROFIL PERUBAHAN TEKANAN GAS TERHADAP SUHU PADA VOLUME TETAP

TERMODINAMIKA (II) Dr. Ifa Puspasari

NAMA : FAHMI YAHYA NIM : DBD TEKNIK PERTAMBANGAN TERMODINAMIKA DALAM KIMIA TERMODINAMIKA 1 FISIKA TERMODINAMIKA 2 FISIKA

Sulistyani, M.Si.

G A S _KIMIA INDUSTRI_ DEWI HARDININGTYAS, ST, MT, MBA WIDHA KUSUMA NINGDYAH, ST, MT AGUSTINA EUNIKE, ST, MT, MBA

Hukum I Termodinamika. Dosen : Syafa at Ariful Huda, M.Pd

RINGKASAN MATERI FISIKA DASAR 1

BAB TERMODINAMIKA V(L)

TERMODINAMIKA MIRZA SATRIAWAN

Transkripsi:

KTSP & K-3 FIsika K e l a s XI TEORI KINETIK GAS Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, kamu diharapkan memiliki kemampuan berikut.. Memahami definisi gas ideal dan sifat-sifatnya.. Memahami persamaan umum gas ideal. 3. Memahami persamaan keadaan gas ideal. 4. Memahami tekanan dan energi kinetik gas ideal. 5. Memahami energi dalam gas ideal. Teori kinetik gas adalah suatu teori yang menyelidiki sifat-sifat gas (mikroskopis) berdasarkan tinjauan energi dan gaya antara partikel-partikel gas. Gas ideal merupakan kumpulan dari partikel-partikel suatu zat yang jaraknya cukup jauh dibandingkan dengan ukurannya. Gas ideal memiliki sifat-sifat sebagai berikut.. Jumlah partikelnya banyak.. Tidak ada gaya tarik-menarik (interaksi) antarpartikel. 3. Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran ruangan. 4. Setiap tumbukan antarpartikel gas dengan dinding ruangan terjadi secara lenting sempurna. 5. Partikel gas yang berada di suatu ruangan tersebar secara merata. 6. Setiap partikel gas bergerak secara acak ke segala arah. 7. Berlaku hukum Newton tentang gerak. 8. Energi kinetik rata-rata molekul gas sebanding dengan suhu mutlaknya.

A. Persamaan Umum Gas Ideal Gas ideal memiliki beberapa persamaan umum yang dapat dirangkum sebagai berikut. PV = nrt PV = m Mr RT P.Mr = m V RT P.Mr = ρ.rt PV = N N a RT P = tekanan gas (N/m²); Mr = massa molekul relatif (kg/mol); V = volume gas (m³); N a = bilangan Avogadro = 6,0 0 3 partikel/mol = 6,0 0 6 partikel/kmol; m = massa partikel gas (kg); R = tetapan gas (8,34 0 3 J/kmol K = 8,34 J/mol K); k = konstanta Boltzman (,38 0 3 J/K ); N = jumlah partikel gas; n = jumlah mol gas (mol); ρ = massa jenis gas (kg/m 3 ); dan T = suhu gas (K). PV = NkT Contoh Soal Tentukan volume mol gas pada suhu dan tekanan standar (0 o C dan atm). T = 0 + 73 = 73 K R = 8,34 J/mol K P = atm =,0 0 5 N/m Ditanya: V =? Berdasarkan persamaan umum gas ideal, diperoleh: PV = nrt nrt V = P 8,34 ( )( 73)

P 8,34 ( )( 73) = 5,0 0 3 =0,04 m Jadi, volume mol gas pada suhu dan tekanan standar adalah 0,04 m³ atau,4 liter. B. Persamaan Keadaan Gas Ideal Keadaan suatu gas pada ruang tertutup ditentukan oleh tekanan, volume, suhu, dan jumlah molekul suatu gas. Berdasarkan percobaan dan pengamatan yang dilakukan oleh para ilmuwan, ditemukan beberapa hukum yang menerangkan hubungan variabel keadaan suatu gas tersebut.. Hukum Boyle Hukum Boyle menyatakan, Jika suhu suatu gas dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik terhadap volumenya. Pernyataan lain dari hukum ini adalah hasil kali antara tekanan dan volume suatu gas pada suhu tertentu adalah tetap. Keadaan gas dengan suhu tetap ini disebut isotermal. Secara matematis, persamaan keadaannya dapat dituliskan sebagai berikut. P V = P V P = tekanan gas pada keadaan (N/m²); P = tekanan gas pada keadaan (N/m²); V = volume gas pada keadaan (m³); dan V = volume gas pada keadaan (m³).. Hukum Charles Hukum Charles menyatakan, Jika tekanan suatu gas dijaga konstan, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Pernyataan lain dari hukum ini adalah hasil bagi antara volume dan suhu suatu gas pada tekanan tertentu adalah tetap. Keadaan gas dengan tekanan tetap ini disebut isobarik. Secara matematis, persamaan keadaannya dapat dituliskan sebagai berikut. V V = T T V = volume gas pada keadaan (m³); V = volume gas pada keadaan (m³); T = suhu gas pada keadaan (K); dan T = suhu gas pada keadaan (K). 3

3. Hukum Gay Lussac Hukum Gay Lussac menyatakan, "Jika volume suatu gas dijaga konstan, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya". Pernyataan lain dari hukum ini adalah hasil bagi antara tekanan dan suhu suatu gas pada volume tertentu adalah tetap. Keadaan gas dengan volume tetap ini disebut isokorik. Secara matematis, persamaan keadaannya dapat dituliskan sebagai berikut. P P = T T P = tekanan gas pada keadaan (N/m ); P = tekanangas pada keadaan (N/m ); T = suhu gas pada keadaan (K); dan T = suhu gas pada keadaan (K). 4. Hukum Boyle-Gay Lussac Hukum Boyle-Gay Lussac menyatakan, Hasil kali antara tekanan dan volume dibagi temperatur pada sejumlah partikel atau mol gas adalah tetap. Secara matematis, persamaan keadaannya dapat dituliskan sebagai berikut. PV PV = T T V = volume gas pada keadaan (m³); V = volume gas pada keadaan (m³); T = suhu gas pada keadaan (K); T = suhu gas pada keadaan (K); P = tekanan gas pada keadaan (N/m²); dan P = tekanan gas pada keadaan (N/m²). Contoh Soal Suatu gas ideal bertekanan atm mengalami proses isotermal dari volume m 3 menjadi m 3. Perubahan tekanan pada proses tersebut adalah... P = atm = 0 5 N/m² V = m³ V = m³ 4

Ditanya: P =...? Oleh karena prosesnya isotermal, maka suhunya konstan dan berlaku hukum Boyle berikut. PV = PV 5 0 () = P 5 P =0,5 0 N/m Dengan demikian, perubahan tekanannya adalah sebagai berikut. P = P P = 0,5 0 5 0 5 = 0,5 0 5 N/m Jadi, perubahan tekanannya adalah 0,5 0 5 N/m. Contoh Soal 3 Dalam suatu wadah tertutup terdapat liter gas dengan suhu 7 o C dan tekanan atm. Jika tekanan ditambah atm pada proses isokorik, maka tentukan suhu gas akhir pada proses tersebut. T = 7 o C = 7 + 73 = 500 K V = liter P = atm P = + = 4 atm Ditanya: T =...? Oleh karena prosesnya isokorik, maka volumenya konstan dan berlaku hukum Gay Lussac berikut. P P = T T 500 = 4 T T =000 T = 000 K Jadi, suhu gas akhir pada proses tersebut adalah 000 K atau 77 o C. 5

Contoh Soal 4 Sebuah tangki yang berbentuk tabung memiliki lubang kecil. Tangki tersebut berisi gas ideal dengan massa 0 kg dan tekanan 4 atm pada suhu 7 o C. Jika tangki dipanaskan hingga suhunya 47 o C dan tekanannya berubah menjadi 3, atm (pemuaian tangki diabaikan), maka massa gas yang keluar dari tangki sebanyak... m = 0 kg P = 4 atm T = 7 o C = 7 + 73 = 300 K T = 47 o C = 47 + 73 = 30 K P = 3, atm Ditanya: m =? Berdasarkan persamaan umum gas ideal, diperoleh: PV =nr T PV = m Mr RT V= m R T P Mr Oleh karena prosesnya isokorik, maka: V = V m R T m R T = P Mr P Mr m T m T = P P 0 300 m 30 = 4 3, m =7,5 kg ( ) ( ) Dengan demikian, massa gas yang keluar dari tangki dapat ditentukan sebagai berikut. m= m m =0 7,5 =,5 kg Jadi, massa gas yang keluar dari tangki sebanyak,5 kg. 6

Contoh Soal 5 Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang dengan volume V dan tekanan P pada suhu T. Jika suhu gas dinaikkan menjadi 3T dan tekanannya berubah menjadi 3 P, maka berapakah volume akhir gas tersebut? T = T V = V P = P T = 3T P = 3 P Ditanya: V =...? Berdasarkan hukum Boyle-Gay Lussac, diperoleh: PV PV = T T 3 P V P V = T 3T V = V V =V Jadi, volume akhir gas adalah dua kali volume semula. C. Tekanan Gas Ideal Adanya tekanan gas di dalam ruang tertutup diakibatkan oleh adanya benturan-benturan partikel gas pada dinding tempat gas berada. Besarnya tekanan gas dapat dituliskan sebagai fungsi energi kinetik rata-rata molekul berikut. N m v P = 3 V P N = 3 V E K E K = energi kinetik rata-rata partikel gas (J); N = jumlah partikel gas; v = kecepatan rata-rata partikel gas (m/s); m = massa partikel gas (kg); P = tekanan gas (N/m ); dan V = volume gas (m 3 ). 7

D. Energi Kinetik Gas Ideal Sesuai dengan sifat gas ideal, tiap partikel gas akan selalu bergerak dengan energi kinetik tertentu. Besarnya energi kinetik gas ideal dapat dirumuskan sebagai berikut. E = 3 kt K E K = energi kinetik rata-rata molekul (J); k = konstanta Boltzman (,38 0 3 J/K) T = suhu gas (K); N = jumlah partikel; n = jumlah mol gas (mol); dan R = tetapan gas (8,34 J/mol K). Untuk N partikel: E = 3 NkT = 3 nrt K Dari hubungan energi kinetik gas ideal tersebut, dapat diperoleh persamaan untuk menentukan kecepatan efektif gas pada ruang tertutup, yaitu sebagai berikut. E = 3 kt K mv = 3 kt kt v = 3 rms m RT v = 3 rms Mr v rms = kecepatan efektif (m/s); k = konstanta Boltzman (,38 0 3 J/K); T = suhu gas (K); m = massa partikel gas (kg); Mr = massa molekul relatif (kg/mol); nrt v = 3 rms m n R P = jumlah mol gas (mol); = tetapan gas (8,34 J/mol K); = tekanan gas (N/m ); dan P v = 3 rms ρ ρ = massa jenis gas (kg/m 3 ). 8

Contoh Soal 6 Suhu gas mula-mula 300 K. Jika kelajuan efektif gas dijadikan tiga kali semula, maka berapakah perubahan suhu yang dialami gas tersebut ( C)? T = 300 K v rms. = v v rms. = 3v Ditanyakan: T =...? v v rms. rms. = Super "Solusi Quipper" T T v 3 v = 300 kedua ruas dikuadratkan T 9 = 300 T T =.700 K ( ) Besarnya suhu gas setelah kelajuan efektif dijadikan tiga kali semula adalah.700 K. T = 300 K = 300 73= 7 o C T =.700 K =.700 73 =.47 o C Dengan demikian, diperoleh: T = T T =.47 7 o =.400 C Jadi, besarnya perubahan suhu yang dialami gas tersebut adalah.400 o C. 9

E. Energi Dalam Gas Ideal Telah kita ketahui bahwa sejumlah gas ideal mengandung N partikel dan setiap partikel memiliki energi kinetik tertentu. Jumlah energi kinetik partikel-partikel gas ideal tersebutlah yang dinamakan dengan energi dalam gas (U). Berkaitan dengan derajat kebebasannya, energi dalam dari berbagai gas dapat dirumuskan sebagai berikut.. Energi dalam gas untuk gas monotomik (He, Ne, Ar) U = E = 3 NkT = 3 nrt k. Energi dalam gas untuk gas diatomik (H, N, O ) a. Pada suhu rendah (± 300K): U = 3 NkT = 3 nrt b. Pada suhu sedang (± 500K): U = 5 NkT = 5 nrt U = energi dalam gas (J); N = jumlah partikel gas; k = konstanta Boltzman (,38 0 3 J/K); T = suhu gas (K); n = jumlah mol gas (mol); dan R = tetapan gas (8,34 J/mol K). c. Pada suhu tinggi (±.000K): U = 7 NkT = 7 nrt Contoh Soal 7 Berapa mol gas ideal dalam ruang tertutup yang mempunyai energi dalam 6 kj pada suhu 7 o C jika gas tersebut monoatomik? U = 6 kj = 6 0 3 J R = 8,34 J/mol.K T = 7 + 73 = 300 K 0

Ditanya: n =? Berdasarkan rumus energi dalam gas untuk gas monoatomik, diperoleh: U = 3 nrt U n = 3 R T = 6 0 3 ( ) 3( 8,34) 300 =,6 mol Jadi, ada,6 mol gas ideal dalam ruang tersebut.