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 disebutTeori 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
0 komentar:
Posting Komentar