Teori Kinetik Gas dan Hukum Gas

Nov 19, 2024

Fisika Termal: Teori Kinetik Gas

Satuan Temperatur

  • Satuan Kelvin: Satuan internasional untuk temperatur.
  • Satuan Celsius: Lebih sering digunakan sehari-hari karena mudah dibayangkan melalui fenomena alam (air membeku pada 0°C dan mendidih pada 100°C).
  • Konversi Temperatur:
    • Dari Kelvin ke Celsius: Kurangi 273.
    • Dari Celsius ke Kelvin: Tambah 273.

Gas Ideal

  • Definisi: Penyederhanaan dari gas nyata dengan mengabaikan sifat tidak signifikan.
  • Karakteristik Gas Ideal:
    • Tidak ada interaksi antar molekul.
    • Molekul dianggap sebagai partikel kecil yang ukurannya dapat diabaikan.
    • Partikel bergerak acak dalam wadah.
    • Tumbukan antar molekul bersifat elastik.

Hukum-Hukum Gas

  1. Hukum Boyle

    • Pada suhu tetap, tekanan gas berbanding terbalik dengan volume.
    • Formula: (P \times V = ) Konstan

  2. Hukum Gay-Lussac

    • Pada volume tetap, tekanan gas berbanding lurus dengan temperatur.
    • Formula: (\frac{P}{T} = ) Konstan

  3. Hukum Charles

    • Pada tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan temperatur.
    • Formula: (\frac{V}{T} = ) Konstan

Persamaan Keadaan Gas Ideal

  • Persamaan: (PV = nRT) atau (PV = NkT)
  • Konstanta:
    • (P): Tekanan (Pascal)
    • (V): Volume (meter kubik)
    • (n): Mol
    • (R): Konstanta gas ideal
    • (T): Temperatur (Kelvin)

Teori Kinetik Gas

Prinsip Ekipartisi Energi

  • Energi Kinetik Rata-rata:
    • Setiap derajat kebebasan: (\frac{1}{2}kT)
    • Total untuk gas ideal: (\frac{3}{2}kT)

Kelajuan RMS (Root Mean Square)

  • Definisi: Sebuah pendekatan statistik untuk menghitung kelajuan rata-rata molekul gas.
  • Formula: (v_{RMS} = \sqrt{\frac{3kT}{m}}) atau (\sqrt{\frac{3RT}{M}})

Energi Dalam

  • Energi total gas yang diukur berdasarkan energi kinetik molekul gas.
  • Formula: (U = \frac{3}{2}NkT) untuk gas monoatomik.

Studi Kasus: Gas Neon

  • Kondisi Awal: Volume 4 liter, Suhu 27°C.
  • Tekanan Awal & Akhir:
    • P1 dihitung berdasarkan persamaan gas ideal.
    • P2 dihitung dari perbandingan hukum gas.
  • Energi Kinetik & Dalam:
    • Dihitung berdasarkan prinsip ekipartisi.
  • Kelajuan RMS: Dihitung sebagai latihan.

Ini adalah ringkasan dari bahasan mengenai teori kinetik gas. Lanjutkan dengan praktik soal untuk memperkuat pemahaman.

Full transcript