Kompetensi Inti : Show KI.1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. KI.2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. KI.3 Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. KI.4 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan Kompetensi Dasar: 3.7 Menjelaskan teori kinetik gas dan karakteristik gas pada ruang tertutup. Indikator:
Petunjuk belajar :
Tujuan yang akan dicapai: Setelah memahmi petunjuk belajar dan mengumpulkan informasi dari berbagai sumber maka siswa diharapkan mampu:
Informasi Pendukung Joseph-Louis Gay-Lussac (6 Desember 1778 – 10 Mei 1850) ialah kimiawan dan fisikawan Perancis. Ia terkenal untuk 2 hukum yang berkenaan pada gas. Gay-Lussac dilahirkan di St Leonard dari Noblac, di bagian Haute-Vienne. Pada 1802 ia ditunjuk sebagai demonstrator pada A. F. Fourcroy di École Polytechnique, di mana kemudian (1809) ia menjadi guru besar kimia. Dari 1808 sampai 1832 ia merupakan guru besar fisika di Sorbonne. Pada tahun 1802 , Gay-Lussac pertama kali merumuskan Hukum Gay-Lussac, yang menyatakan bahwa jika massa dan volume dari sebuah gas dipertahankan konstan, maka tekanan gas akan meningkat beriringan dengan meningkatnya suhu. Hukum ini sering ditulis P = k T, dimana k adalah sebuah konstanta yang bergantung pada massa dan volume dari gas tersebut dan T adalah suhu gas tersebut. Pada tahun1804 Gay-Lussac dan Jean-Baptiste Biot menerbangkan balon udara ke ketinggian 7.016 meter (23.018 ft) untuk mengadakan investigasi pada atmosfer bumi. Ia ingin mengumpulkan sampel udara di ketinggian yang berbeda-beda untuk mengetahui perbedaan suhu dan kelembapannya. Dan pada tahun 1805 ersama dengan temannya, Alexander von Humboldt, ia menemukan bahwa komposisi atmosfer tidak berubah seiring perubahan tekanan (perubahan tinggi). Mereka juga menemukan bahwa air terdiri dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen Anggapan dasar teori kinetik gas adalah pada gas ideal. Pada suhu kamar dan tekanan rendah, gas sejati mempunyai sifat mendekati gas ideal. Teori kinetik gas ideal didasarkan pada anggapan berikut.
“ jika suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya.”
“juka tekana gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.” “ Jika volume gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.” Dengan menggabungkan hukum-hukum diatas diperoleh hubungan sebagai berikut. Contoh soal: Sebuah gas ideal sebanyak 4 liter memiliki tekanan 1,5 atmosfer dan suhu 27oC. Tentukan tekanan gas tersebut jika suhunya 47oC dan volumenya 3,2 liter! Penyelesaian: Hubungan mol (n), massa (m), dan jumlah partikel (N) adalah sebagai berikut. Hukum Boyle-Gay Lussac berlaku gas ideal dalam bejana tertutup sehingga massa atau jumlah mol gas adalah tetap sehingga berlaku:
Persamaan untuk massa jenis (ρ) gas dirumuskan sebagai berikut. Contoh Soal: Sebuah tabung berisi 2 liter gas, pada tekanan 2× 10-7 mmHg dan satuan 27o C. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2, hitunglah:
Penyelesaian: Suatu gas yang berada di dalam suatu ruangan akan melakukan tekanan terhadap dinding-dinding ruangan tersebut. Besarnya tekanan yang dilakukan partikel-partikel gas terhadap dinding ruangan tempat gas tersebut dirumuskan sebagai berikut. dengan: N = jumlah partikel gas ρ = massa jenis gas (kg/m3) m= massa tiap partikel gas (kg) = energi kinetik rata-rata partikel (J) V = Volume gas (m3) P = tekana gas (N/m2) = kecepatan rata-rata partikel (m/s) Contoh Soal:
Penyelesaian: Jadi, volume ruangan tersebut adalah .
Penyelesaian: Diketahui: n= 1 mol R = 8,314 J/mol K V = 1 m3 T = 127oC = (127+273) = 400 K Dengan menggunakan persamaan pV = nRT, diperoleh p(1 m3) = 1 mol (8,314 J/kmol K) (400K) p = 3,326 × 103 N/m2. Jadi, tekanan gas tersebut adalah p = 3,326 × 103 N/m2.
Persatuan umum gas ideal dapat pula dituliskan dalam bentuk berikut. PV=NkT (i) dengan k= ketetapan Boltzman (=1,38.10-23 J/K) sebagaimana telah diketahui bahwa besarnya tekanan oleh gas dirumuskan : Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa suhu suatu gas berkaitan erat dengan energi kinetik gas tersebut. Makin tinggi suhu gas, makin besar energi kinetiknya. Energi kinetik disini merupakan energi kinetik gas rata-rata yang diperoleh dari kecepatan rata-ratanya. Selanjutnya, hubungan antara kecepatan efektif molekul gas atau Vrms (rms=root-mean-square dengan suhu mutlaknya, dinyatakan dengan persamaan:
Sedangkan hubungan antara kecepatan efektif molekul gas dengan tekanan gas dinyatakan dengan persamaan : Contoh soal : Suhu awal dari suatu gas dalam ruangan tertutup adalah T. Tiap partikel bergerak secara acak dengan kelajuan 100 m/s. Hitung kelajuan partikel-partikel itu pada saat suhunya 4T. Penyelesaiaan: Dengan menggunakan perbandingan diperoleh: Hai sobat. Kali ini kita akan membahas mengenai teori kinetik gas. Apakah kalian sudah pernah mendengar ini belum? Pengertian Teori Kinetik GasTeori kinetik gas menyatakan bahwa setiap zat terdiri dari atom atau molekul dan atom atau molekul tersebut bergerak terus menerus secara tek beraturan. Teori kinetic gas juga menjelaskan “Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat dan karena itu memiliki energi yang lebih besar dari pada partikel-partikel dalam benda yang lebih dingin”. Teori kinetik gas merupakan teori pertana yang menjelaskan mengenai tekanan gas berdasarkan konsep tumbukan molekul. Bukan berdasar gaya statik yang menyebabkan molekul menjauh satu sama lain. Teori ini menjelaskan bagaimana ukuran molekul mempengaruhi kecepatan gerak molekul dalam suatu gas. Pada teori kinetic gas juga memiliki beberapa asumsiatau postulat yang dijelaskan dibawah ini. Postulat Teori Kinetik GasSupaya teori ini dapat menjelaskan alasan reaksi gas, maka kita memerlukan beberapa asumsi atau postulat yang mendukung property gas tersebut, yaitu:
Asumsi atau postulat tersebut banyakdidasarkan dari konsep persamaan boltzman. Akan tetapi materi persamaan boltzman akan dibahas dalam artikel lain ya teman. Selanjutnya kita akan membahas factor yang mempengaruhi.
Faktor dan Rumus Teori Kinetik Gas1. TekananTekanan dapat dijelaskan oleh teori kinetik sebagai kemunculan dari gaya yang dihasilkan oleh molekul-molekul gas yang menabrak dinding wadah. Secara matematis dapat dituliskan sepertidi bawah. P = F/A = Nmv2rms/3Al 2. Suhu dan Energi KinetikBerangkat dari hokum gas ideal kita dapat menjelaskan factor suhu dan energi kinetic dari teori kinetic gas. PV = NkBT Dimana B adalah konstanta boltzman dan T adalah suhu absolut. Dari persamaan diatas kita dapat merumuskan menjadi. PV = Nmv2rms / 3 3. Banyak Tumbukan dengan DindingJumlah tumbukan atom dengan dinding wadah tiap satuan luar tiap satuan waktu dapat diketahui. Dari asumsi gas ideal menghasilkan persamaan sebagai berikut A = N vavg / 4V 4. Laju RMS MolekulDari persamaan energi kinetik dapat ditunjukkan bahwa: V2rms = 3RT/massa mol dengan v pada m/s, T pada kelvin, dan R adalah konstanta gas. Massa molar diberikan sebagai kg/mol. Kelajuan paling mungkin adalah 81.6% dari kelajuan RMS, dan rerata kelajuannya 92.1% (distribusi kelajuan Maxwell-Boltzmann).
Teori Kinetik Gas dalam Kehidupan Sehari-hari1. Merebus AirPernah tidakkamu memperhatikan saat ibumu merebus air dengan menggunakan teko? Saat awal dinyalakan terlihat air masih dalam keadaan diamsetelah mendidih air akan terlihat seperti ada gelembung. Setelah itu teko akan berbunyi seperti peluit. Iyakan? Itu disebabkan saat awal air (partikel air) masih dalam keadaan stabil dan belum mengalami perpindahan panas. Akan tetapi saat mendidih partikel air mulai bergerak lebih cepat karena akibat dari panas yang merambat dari kompor sampai kepartikelair tersebut. Sedangkan bunyi tersebut dikarenakan perubahan tekanan yang ada dalam teko. Dimana partikel gas yang ada di dalam terdesar oleh pergerakan partikel gas lain yang menjadikan gas keluar dari teko sehingga menyebabkan bunyu teko seperti peluit. 2. Es BatuKetika kalian mengambil es batu dari dalam lemari pendingin kalian akan merasakan suhu yang dingin di es tersebut dan dilingkungan sekitarnya. Jika es tersebut kalian letakan pada kondisi lingkungan dengan suhu kamar. Lama kelamaan es tersebut akan mencair. Kenapa? Itu disebabkan Suhu lingkungan mempengaruhi suhu es dan mengalami perpindahan kalor dari lingkungan menuju sistem (es tersebut) proses itu juga dibarengi dengan perpindahan tekanan.
Contoh Soal Teori Kinetik Gas1. Kamu sedang mengadakan sebuah pesta ulang tahun dan menginginkan sebuah ruangan agar diisi dengan sebuah balon helium yang besar. Temperatur ruangan sebesar 24o Celcius. Balon diisi dengan gas helium dan memiliki volume sebesar 0,24 m3 serta tekanan didalamnya sebesar 0,038 atm. Berapa besar tekanan akhir balon besar tersebut hingga menempati ruangan sebesar 0,4 m3? Diketahui T = 240C V1 = 0,24 m3 T1 = 0,038 atm V2 = 0,4 m3 Penyelesaian PV = k P1 V1 = P2 V2 P2 = P1 V1 / V2 P2 = 0,038 0,24 / 0,4 P2 = 0,0028 atm 2. Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi …. Diketahui Volume awal = V Tekanan awal = P Suhu akhir = 5/4T Volume akhir = 3/4V Penyelesaian P1 V1/T1 = P2 V2/T2 PV/T = P2 (3/4) V / (5/4) T P2 = 5/3P PenutupBagaimana materi teori kinetik gas? Cukup menarik bukan materinya? Pada dasarnya teori kinetic gas ialah ilmu yang menjelaskan tekanan gas dengan atom sebagai acuannya. Baca juga Rangkaian Listrik. Semoga bermanfaat |
Faktor apa saja yang mempengaruhi perubahan energi kinetik rata rata gas?
Pos Terkait
Copyright © 2024 ketajaman Inc.
