teori kinetik gas

Teori yang menggunakan tinjauan tentang gerak dan energi partikel-partikel zat untuk menyelidiki sifat-sifatnya disebut Teori Kinetik Zat.Sifat yang dimaksud adalah sifat zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel-partikel zat tersebut.Teori kinetik zat yang secara khusus diterapkan pada partikel-partikel gas disebut Teori kinetik gas.

1. Pengertian gas ideal

Gas yang ditinjau dalam pembahasan ini adalah gas ideal,yaitu suatu gas yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

· Gas ideal terdiri atas partikel-partikel (atom-atom atau molekul-molekul) yang jumlahnya banyak sekali dan antarpartikelnya tidak terjadi gaya tarik menarik.

· Setiap partikel gas bergerak dengan arah sembarang.

· Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran ruangan.

· Setiap tumbukan yang terjadi berlangsung secara lenting sempurna.

· Partikel gas terdistribusi secara merata dalam seluruh ruangan.

· Berlaku hukum newton tentang gerak.

Pada kenyataannya tidak ada gas sejati yang memenuhi sifat-sifat gas ideal,tetapi gas pada suhu kamar dan pada tekanan rendah dapat mendekati gas ideal.

2. Persamaan keadaan gas ideal

a. Hukum Boyle-Gay Lussac

Gas dalam suatu ruang tertutup,keadaannya ditentukan oleh volum,tekanan dan suhu gas tersebut.Menurut hukum Boyle-Gay Lussac,bahwa tekanan (p), volum (V), dan suhu mutlak (T) dari gas ideal memenuhi hubungan :

rV = n.R.T dengan r : tekanan gas

V : volume gas

n : jumlah mol gas

R : tetapan umum gas (8314 J/kmol.K atau 8,31 J/kmol.K)

T : suhu mutlak

b. Hubungan jumlah mol dengan massa total dan jumlah partikel

Misalkan massa total gas = m, dan jumlah mol gas = N, maka jumlah mol gas (n) dinyatakan :

N = m/M atau n = N/N₀

dengan : m = massa total gas

M = massa relatif partikel (atom atau molekul) gas

N₀ = bilangan Avogadro 6,02 x 10²³ partikel/mol

Perhatikan konversi rumus sebagai berikut :

rV = n.R.T rV =(m/M).R.T rV = N.K.T

3. Tekanan dan energi kinetik

Sejumlah gas dengan N buah partikel berada dalam sebuah tabung yang volumenya V.Bila diketahui massa sebuah partikelnya m₀ dan kecepatan rata-ratanya ν maka tekanan gas itu memenuhi hubungan :

r = ₂ Ēk ( _N )

^{3 V} dengan Ēk = energi kinetik rata-rata.

4. Suhu dan energi kinetik rata-rata

Hubungan antara suhu dan energi kinetik rata-rata dapat di tentukan dari rumus hukum Boyle-Gay Lussac. Ēk = _3/2 k.T

5. Energi dalam

Energi dalam suatu gas didefinisikan sebagai jumlah energi kinetik seluruh partikel gas.Bila terdapat N buah partikel gas dalam wadah tertutup,maka energi dalam gas U merupakan hasil kali N dengan energi kinetik tiap partikel Ēk.U = N. Ēk

· Gas monoatomik

U = ₃ N.k.T atau U = 3/2 n.R.T

²

· Gas diatomik pada suhu rendah ( ± 300 K)

U = 3/2 N.k.T atau U = 3/2 n.R.T

· Gas diatomik pada suhu sedang (± 500 K)

U = 5/2 N.k.T atau U = 5/2 n.R.T

· Gas diatomik pada suhu tinggi (± 1000 K)

U = 7/2 n.K.T atau U = 7/2 n.R.T