Teori Kinetik Gas

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

Materi Presentasi Pelajaran Fisika untuk anak SMA

Comments

Presentation Transcript

TEORI KINETIK GAS:

TEORI KINETIK GAS Drs. Agus Purnomo a guspurnomosite.blogspot.com

TEORI KINETIK GAS:

TEORI KINETIK GAS

PowerPoint Presentation:

Teori kinetik zat membicarakan sifat zat dipandang dari sudut momentum. Peninjauan teori ini bukan pada kelakuan sebuah partikel, tetapi diutamakan pada sifat zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel-partikel zat tersebut. TEORI KINETIK GAS

PowerPoint Presentation:

ROBERT BOYLE IRLANDIA (1627-1690) LORD KELVIN IRLANDIA (1824-1907) MAX PLANCK JERMAN (1858-1947) JAMES PRESCOTT JOULE INGGRIS (1824-1907)

Model Gas Ideal:

Terdiri atas partikel (atom atau molekul) yang jumlahnya besar Partikel-partikel tersebut tersebar merata dalam seluruh ruang Partikel-partikel tersebut bergerak acak ke segala arah Jarak antar partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel Tidak ada gaya interaksi antar partikel kecuali bila bertumbukan Semua tumbukan (antar partikel atau dengan dinding) bersifat lenting sempurna dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat Hukum Newton tentang gerak berlaku Model Gas Ideal

Persamaan Keadaan Gas Ideal:

P = Tekanan gas [N.m -2 ] V = Volume gas [m 3 ] n = Jumlah mol gas [mol] N = Jumlah partikel gas N A = Bilangan Avogadro = R = Konstanta umum gas = 8,314 J.mol -1 K -1 k B = Konstanta Boltzmann = 1,38 x 10 -23 J.K -1 T = Temperatur mutlak gas [K] Persamaan Keadaan Gas Ideal

PowerPoint Presentation:

M = massa molekul = massa jenis

PowerPoint Presentation:

Pada keadaan standart 1 mol gas menempati volume sebesar 22.400 cm 3 sedangkan jumlah atom dalam 1 mol sama dengan : 6,02 x 10 23 yang disebut bilangan avogadro (N A ) Jadi pada keadaan standart jumlah atom dalam tiap-tiap cm3 adalah :

PowerPoint Presentation:

V 2 P 1 V 1 P 2 P.V = NkT P.V = Konstan P 1 .V 1 = P 2 .V 2 PROSES PADA SUHU (T) TETAP PROSES PADA TEKANAN (P) TETAP T  V  ISOTERMIS  ISOBARIK PROSES PADA VOLUME (V) TETAP  ISOKHORIK P 2 V T T T 2 P  T Jika Tekanan(P), Suhu(T) dan Volume(V) tidak ada yang tetap berlaku  P.V = nRT Ek =  N.k.T

PowerPoint Presentation:

Contoh Soal Sebuah tangki volumenya 60 liter diisi hidrogen hingga tekanannya menjadi menjadi 220 atm. Berapa volume gas saat tekanannya menjadi 10 atm. Sedangkan suhunya tetap. Penyelesaian : Diketahui : V 1 = 60 liter P 1 = 220 atm P 2 = 10 atm. Ditanyakan : V 2 = …? Jawab : P 1 .V 1 = P 2 .V 2 220 x 60 = 10 x V 2 10 V 2 = 13200 V 2 = 1320 liter   Berapa tekanan dari 10 mol gas yang berada dalam tangki yang memiliki volum 100 liter suhunya 87 0 C Penyelesaian : Diketahui : n = 10 mol = 0,01 Mol V = 100 liter = 0,1 m 3 T = 87 0 C = 273 +87 = 360 K R = 8314 J/Mol.K Ditanyakan : P = …? Jawab : P.V = n.R.T P x 0,1 = 0,01 x 8314 x 360 P = 299.304 N/m 2 Atau P = 299.304 : 10 5 =2,99 atm Massa relatif atom oksigen 16, massa sebuah atom Hidrogen 1,66 . 10 –27 kg. Jika suhu gas saat itu 27 0 C, Berapa energi kinetik rata-rata molekul gas oksigen ? Jika k = 1,38 . 10 -23 J/K dan No = 6,02 . 10 26 molekul/Mol  Diketahui : Mr (O 2 )= 2 x 16 = 32 m = 32 x 1,66 x 110 –27 = 53,12.10 -27 kg n = m/Mr = 53,12.10 -27 : 32 = 1,66 . 10 -27 mol N = No.n = 6,02 . 10 26 x 1,66 . 10 -27 = 0,99932 Penyelesaian : Jawab : T = 27 +273 = 300 Suhu sedang Ek = 5/2 NkT = 5/2 x 0,99932 x 1,38 . 10 -23 x 300 = 1,034 x 10 -20 J

PowerPoint Presentation:

Seorang ilmuwan Inggris, Robert Boyle (1627-1691) mendapatkan bahwa jika tekanan gas diubah tanpa mengubah suhu, volume yang ditempatinya juga berubah, sehingga perkalian antara tekanan dan volume tetap konstan. P 1 V 1 = P 2 V 2 = C

Tekanan Gas Ideal:

Tekanan Gas Ideal Tinjau N buah partikel suatu gas ideal dalam kotak, masing-masing dengan kecepatan: ………….

Tinjau 1 partikel ...:

Kecepatan partikel mula2: Kecepatan partikel setelah menumbuk dinding kanan (asumsi: tidak ada tumbukan antar partikel): Perubahan momentum partikel: Selang waktu partikel tsb dua kali menumbuk dinding kanan: Besarnya momentum yg diberikan partikel pada dinding kanan tiap satuan waktu: Tinjau 1 partikel ...

Bagaimana dengan N partikel ?:

Besarnya momentum total yg diberikan N buah partikel pada dinding kanan tiap satuan waktu: Tekanan gas pada dinding kanan: Tetapi dan sehingga Bagaimana dengan N partikel ?

Temperatur Gas Ideal:

Dari persamaan dan persamaan gas ideal dapat diperoleh hubungan atau sehingga Temperatur Gas Ideal Energi kinetik translasi partikel gas

PowerPoint Presentation:

Energi kinetik rata-rata molekul:

PowerPoint Presentation:

Pada suhu yang sama, untuk dua macam gas kecepatannya dapat dinyatakan : Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan :

Energi Dalam Gas Ideal:

Energi Dalam Gas Ideal Dari hubungan terakhir di atas dapat dituliskan yaitu energi kinetik gas, yg juga merupakan energi total dan energi dalam gas Perbandingan dengan eksperimen ? Kapasitas kalor pada volume tetap: atau kapasitas kalor pd tekanan tetap: Perbandingan C P dan C V adalah suatu konstanta:

Bandingkan dengan hasil eksperimen ...:

Bandingkan dengan hasil eksperimen ... Persesuaian dengan hasil eksperimen hanya terdapat pada gas mulia monoatomik saja !

Distribusi Maxwell:

Fungsi distribusi kecepatan partikel dalam arah sb-x bernilai v x [ f(v x )dv x adalah peluang bahwa sebuah partikel gas mempunyai kecepatan dengan komponen x bernilai antara v x dan dv x ] Peluang bhw sebuah partikel mempunyai kecepatan dgn komponen x bernilai antara v x dan dv x komponen y bernilai antara v y dan dv y komponen z bernilai antara v z dan dv z ; Distribusi Maxwell

PowerPoint Presentation:

Selanjutnya pindah ke koordinat bola: ( peluang bagi sebuah partikel mempunyai kecepatan yang besarnya v dan v+dv, yang arahnya membuat sudut antara +d thd sb-z, serta proyeksinya membuat sudut +d dgn sb-x) Akhirnya dapat diperoleh distribusi laju partikel: Fungsi distribusi laju Maxwell

Fungsi distribusi laju gas O2 pada beberapa temperatur *):

Fungsi distribusi laju gas O 2 pada beberapa temperatur *) *) Gambar diambil dari buku Halliday Resnick, FISIKA, edisi ketiga, jilid 1, hal. 804

Penyimpangan nilai CP dan CV pada gas-gas selain gas mulia monoatomik ?:

Penyimpangan nilai C V , C P dan  pada gas-gas selain gas monoatomik (tabel) disebabkan oleh kontribusi energi kinetik rotasi dan vibrasi disamping energi kinetik translasi. Contoh molekul diatomik (misalnya H 2 , O 2 , NaCl, dll.) Penyimpangan nilai C P dan C V pada gas-gas selain gas mulia monoatomik ?

PowerPoint Presentation:

Kontribusi tambahan pada energi kinetik translasi (thd sub-x, y dan z) diasosiasikan dengan energi kinetik rotasi (thd sb-x dan z) dan energi kinetik vibrasi (thd sb-y): I x = I z : momen inersia thd sb x & z K : Konstanta “pegas” M : Massa tereduksi m 1 dan m 2 Energi (kinetik) total gas diatomik:

Asas Ekipartisi Energi:

Asas Ekipartisi Energi: untuk tiap derajat kebebasan yang energinya berbanding dengan kuadrat variabel bebasnya, energi rata-ratanya adalah 1/2 k B T Jadi untuk molekul gas diatomik: ; ; Dari tabel, hasil eksperimen utk gas diatomik,   1,40 ! Asas Ekipartisi Energi

Ketidaksesuaian dgn hasil eksperimen?:

Pada kenyataannya, C V gas diatomik bergantung pada suhu! Hasil eksperimen C V dari gas H 2 *) Ketidaksesuaian dgn hasil eksperimen? translasi rotasi vibrasi Pada temperatur rendah molekul diatomik (H 2 ) hanya bertranslasi saja; pada temperatur kamar molekul H 2 bertranslasi dan berotasi ; pada temperatur tinggi molekul H 2 bertranlasi, berotasi dan bervibrasi . *) Gambar diambil dari buku Halliday Resnick, FISIKA, edisi ketiga, jilid 1, hal. 787

Hasil eksperimen dari suhu rotasi & vibrasi beberapa gas diatomik:

Hasil eksperimen dari suhu rotasi & vibrasi beberapa gas diatomik

PowerPoint Presentation:

S E K I A N D A N T E R I M A K A S I H aguspurnomosite.blogspot.com

authorStream Live Help