KUMPULAN RUMUS DAN RANGKUMAN TEORI KINETIK GAS

Edutafsi.com - Teori Kinetik Gas. Gas merupakan salah satu wujud zat yang bersifat mengisi ruang tertutup secara homogen. Gas terdiri dari atom-atom atau molekul-molekul yang bergerak bebas dan mengikuti bentuk ruang yang ditempatinya. Jarak antar atom dalam gas sangat besar sehingga massa jenis gas sangat kecil. Gaya antar atom dalam gas dapat diabaikan sehingga gas mudah ditembus dan dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Teori kinetik gas merupakan sebuah konsep yang membahas mengenai pergerakan gas dan sifat-sifat gas berdasarkan tinjauan energi dan gaya antar partikel gas. Berikut edutafsi rangkum beberapa subtopik dalam bab teori kinetik gas.

A. Gas Ideal

Gas ideal merupakan konsep teoritis yang didefenisikan sebagai gas yang interaksi antarmolekulnya sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pada kerapatan yang cukup rendah, semua gas cenderung memperlihatkan hubungan sederhana antara variabel-variabel tekanan, volume, dan suhu. Beberapa hukum yang mempelajari tentang gas adalah hukum Boyle, Hukum Charless, dan hukum G4y-Lussac.

Berikut beberapa sifat gas ideal :
1). Tidak ada gaya tarik-menarik antarpatikel
2). Partikel gas selalu bergerak dengan arah acak
3). Berlaku hukum Newton tentang gerak
4). Partikel gas terdistirbusi merata dalam ruangan
5). Tumbukan antarpartikel bersifat lenting sempurna
6). Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran ruangan.

#1 Hukum Boyle
Jika suhu gas yang berada di dalam bejana tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas itu berbanding terbalik dengan volumenya. Hasil kali tekanan dan volume dalam kondisi ini adalah konstan atau tetap.

P.V = konstan

P1 . V1 = P2 . V2

#2 Hukum Charles-G4y Lussac
Jika tekanan suatu gas dalam bejana tertutup dijaga tetap, maka volume gas itu sebanding dengan suhu mutlaknya. Dalam hal ini, V/T = konstan. Perbandingan antara volume dengan suhu mula-mula akan sama dengan perbandingan antara volume dan suhu pada kondisi kedua.

V1  = V2 T1 T2

#3 Hukum Boyle - G4y Lussac
Gabungan dari hukum Boyle dan G4y Lussac menghasilkan hukum Boyle - G4y Lussac yang menunjukkan hasil kali tekanan dan volume berbanding lurus dengan suhu mutlak.

P . V = konstan T

P1 . V1  = P2 . V2 T1 T2

#4 Persamaan Umum Gas Ideal
Persamaan umum gas ideal merupakan persamaan yang menunjukkan hubungan antara tekanan, volume, suhu, jumlah mol, jumlah partikel, konstanta dalam gas.

P . V = n R T P . V = N k T

Keterangan :
P = besar tekanan gas (Pa atau atm)
T = suhu mutlak (K)
V = volume gas (liter)
n = jumlah mol (mol)
N = jumlah partikel = mol x bilangan avogadro
R = 8,31 J/mol . K
k = konstanta Boltzman (1,38 . 10^-23 J/K)
T = suhu (K).

B. Proses dan Usaha Gas

#1 Isobarik = tekanan konstan

V1 =  V2 T1 T2

W = P (V2 - V2)

#2. Isotermis = suhu konstan

P1 . V1 = P2 . V2

W = n R T ln V2/V1

#3. Isokhorik = volume konstan

P1 = P2 T1 T2

W = nol

#4 Adiabatis (ΔQ = 0)

P1 . V1 = P2 . V2 T1 T2

W = -ΔU = 3/2 n R (T1 - T2)

Keterangan :
P = besar tekanan gas (Pa atau atm)
T = suhu mutlak (K)
V = volume gas (liter)
W = usaha gas (Joule).

C. Teori Kinetik Gas Ideal

Teori kinetik gas adalah suatu teori yang mempelajari tentang sifat-sifat gas berdasarkan tinjauan energi dan gaya antara partikel-partikel gas tersebut. Berikut beberapa asumsi yang digunakan dalam pengembangan teori kinetik gas :
1). Gas terdiri dari partikel yang sangat banyak
2). Molekuk gas bergerak secara acak dan memenuhi hukum Newton
3). Ukuran partikel gas sangat kecil jika dibandingkan ukuran wadahnya.
4). Tumbukan antarpartikel bersifat lenting sempurna
5). Gaya antarmolekul gas dapat diabaikan kesuali selama tumbukan.

Selain tumbukan antarpartikel yang bersifat lenting sempurna, tumbukan antara partikel gas dengan dinding wadahnya juga bersfat lenting sempurna. Karena dinding wadah bersifat elastis maka saat terjadi tumbukan, partikel gas akan terpantul dengan kecepatan yang sama dengan laju seblum menumbuk dinding wadah namun dengan arah yang berlawanan.

#1 Tekanan Gas
Tekanan gas disebabkan oleh tumbukan pertikel-partikel gas dengan dinding tabung.

P = 1/3 N.m.v2 V

#2 Tekanan dan Energi kinetik Rata-rata

P = 2/3 N.Ek V

Keterangan :
P = tekanan gas ideal (Pa atau atm)
N = jumlah partikel partikel gas
m = massa 1 partikel gas (kg)
v = kecepatan partikel gas (m/s)
V = volume gas (liter).

Ek = energi kinetik rata-rata (Joule).

#3. Energi dalam gas ideal
a. Gas monoatomik (contoh : He, Ne, Ar)

U =3/2 NkT = 3/2 n R T

U = NEk

b. Gas diatomik (contoh : H₂, N₂ dan O₂)
Pada suhu rendah (± 300 K):

U =3/2 NkT = 3/2 n R T

Pada suhu sedang (±500 K):

U =5/2 NkT = 5/2 n R T

Pada suhu tinggi (± 1000 K):

U =7/2 NkT = 7/2 n R T

Demikianlah rangkuman teori dan kumpulan rumus tentang teori kinetik gas yang dapat edutafsi bagikan semoga dapat membantu proses belajar siswa. Jika rangkuman dan rumus ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedian. Terimakasih.