MAKALAH TEORI KINETIK GAS
Disusun Oleh :
Roma Wiya
Selfia Ayu Ananta
Sheva Adriano Ariani Putra
Siska Okta Rahma Dayanti
Vyna Shyintiyana
Yeni Agustin KELAS XI IPA 4
SMA NEGERI 1 SEKAMPUNG
TP. 2023/2024
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya haturkan kehadirat Allah Swt. yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga saya bisa menyelesaikan karya ilmiah tentang
"Teori Kinetik Gas".
Tidak lupa juga saya mengucapkan terima kasih kepada ibu Sukatim, S.Pd yang telah turut memberikan kontribusi dalam penyusunan karya ilmiah ini.
Tentunya, tidak akan bisa maksimal jika tidak mendapat dukungan dari berbagai pihak.
Sebagai penyusun, saya menyadari bahwa masih terdapat kekurangan, baik dari penyusunan maupun tata bahasa penyampaian dalam karya ilmiah ini. Oleh karena itu, saya dengan rendah hati menerima saran dan kritik dari pembaca agar saya dapat memperbaiki karya ilmiah ini.
Saya berharap semoga karya ilmiah yang saya susun ini memberikan manfaat dan juga inspirasi untuk pembaca.
Sekampung, 22 November 2023
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...0
KATA PENGANTAR...1
DAFTAR ISI...2
BAB 1 PENDAHULUAN... 3
1.1 Latar Belakang...3
1.2 Tujuan Penulis... 3
1.3 Rumusan Masalah...3
BAB II PEMBAHASAN...4
2.1.Pengertian Gas Ideal...4
2.2.Persamaan Keadaan Gas Ideal...6
2.3.Tekanan Gas Ideal...10
2.4.Energi Kinetik Gas Ideal... 12
2.5.Energi Dalam Gas Ideal... 13
BAB II Penutup... 16
3.1.Kesimpulan...16
3.2.Saran... 16
DAFTAR PUSTAKA...17
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teori kinetik adalah teori yang menjelaskan perilaku sistem-sistem fisis dengan menganggap bahwa sistem-sistem fisis tersebut terdiri atas sejumlah besar molekul yang bergerak sangat cepat. Gas, sebagai salah satu sifat dan bentuk alam, memiliki karakteristik yang khas. Berbeda dengan bentuk zat lainnya, karakteristik gas sangat erat kaitannya dengantekanan, temperatur dan volume. Beberapa teori dan hukum yang sangat mempengaruhidalam pemahaman sifat gas yang diantaranya adalah teori kinetik gas dan hukumtermodinamika. Teori kinetik zat membicarakan sifat zat dipandang dari sudutmomentum. Peninjauan teori ini bukan pada kelakuan sebuah partikel, tetapi diutamakan pada sifat zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel-partikel. Teori kinetik zat membicarakan sifat zat dipandang dari sudut momentum.
1.2 Rumusan Masalah
Beberapa yang menjadi topik sentral permasalahan dalam makalah ini yang akan dibahas adalah:
1. Apakah yang dimaksud dengan gas ideal?
2. bagaimana sifat gas ideal?
3. Bagaimana perubahan gas ideal?
4. Bagaimana persamaan gas ideal?
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan pembahasan makalah ini adalah:
1. Mengetahui apakah gas ideal itu 2. Mengetahui sifat gas ideal 3. Mengetahui perubahan gas ideal 4. Mengetahui persamaan gas ideal
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Gas Ideal
Gas ideal adalah sekumpulan partikel gas yang tidak saling berinteraksi satu dengan lainnya. Artinya, jarak antarpartikel gas ideal sangat berjauhan dan bergerak secara acak.
2.2 Sifat-sifat Gas
Sifat-sifat Gas sebagai berikut : 1. Partikelnya berjumlah banyak.
2. Tidak ada interaksi antarpartikel atau tidak ada gaya tarik menarik antar partikelnya.
3. Jika dibandingkan ukuran ruangan, ukuran partikel gas ideal bisa diabaikan.
4. Tumbukan yang terjadi antara partikel gas dan dinding ruangan merupakan tumbukan lenting sempurna.
5. Partikel gas tersebar secara merata di dalam ruangan.
6. Partikel gas bergerak secara acak ke segala arah. Berlaku Hukum Newton tentang gerak.
7. Energi kinetik rata-rata molekul gas ideal sebanding dengan suhu mutlaknya.
2.3 Persamaan Umum Gas Ideal
Adapun persamaan umum gas ideal adalah sebagai berikut.
Keterangan:
P = tekanan gas (Pa);
Mr = massa molekul relatif (kg/mol);
V = volume gas (m3);
Na = bilangan Avogadro = 6,02 × 1023 partikel/mol m = massa 1 partikel gas (kg);
R = tetapan gas ideal (8,314 × 103 J/kmol.K) k = konstanta Boltzman (1,38 × 10-23 J/K);
N = jumlah partikel gas;
n = jumlah mol (mol);
ρ = massa jenis gas (kg/m3); dan T = suhu gas (K).
2.4 Persamaan Keadaan Gas Ideal
Pada ruang tertutup keadaan suatu gas ideal dipengaruhi oleh tekanan, suhu, volume dan jumlah molekul gas. Ternyata, ada beberapa hukum yang menjelaskan keterkaitan antara keempat besaran tersebut.
1. Hukum Boyle
Hukum Boyle dicetuskan oleh seorang ilmuwan asal Inggris, yaitu Robert Boyle. Adapun pernyataan Hukum Boyle adalah “jika suhu suatu gas dijaga konstan, maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan volumenya”. Istilah lainnya bisa dinyatakan sebagai hasil kali antara tekanan dan volume suatu gas pada suhu tertentu adalah tetap (isotermal).
Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²) V1 = volume gas pada keadaan 1 (m³) P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²) V2 = volume gas pada keadaan 2 (m³).
2. Hukum Charles
Jika Hukum Boyle membahas pengaruh tekanan dan volume pada suhu tetap, tidak demikian dengan Hukum Charles. Hukum yang
ditemukan oleh Jacques Charles ini menyatakan bahwa “jika tekanan suatu gas dijaga konstan, maka volume gas akan sebanding suhu mutlaknya”. Istilah lain dari Hukum Charles ini adalah hasil bagi antara volume dan suhu pada tekanan tetap (isobar) akan bernilai tetap. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
T1 = suhu gas pada keadaan 1 ( K ) V1 = volume gas pada keadaan 1 ( m³ ) T2 = suhu gas pada keadaan 2 ( K ) V2 = volume gas pada keadaan 2 ( m³ ).
3. Hukum Gay-Lussac
Hukum Gay-Lussac ditemukan oleh seorang ilmuwan Kimia asal Prancis, yaitu Joseph Louis Gay-Lussac pada tahun 1802. Adapun pernyataan Hukum Gay-Lussac adalah “jika volume suatu gas dijaga konstan, tekanan gas akan sebanding dengan suhu mutlaknya”. Artinya, proses berlangsung dalam keadaan isokhorik (volume tetap). Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²) T1 = suhu gas pada keadaan 1 ( K ) P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²) T2 = suhu gas pada keadaan 2 ( K ).
4. Hukum Boyle-Gay Lussac
Hukum Boyle-Gay Lussac adalah “hasil kali antara tekanan dan volume dibagi suhu pada sejumlah partikel mol gas adalah tetap”. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²) V1 = volume gas pada keadaan 1 (m³) T1 = suhu gas pada keadaan 1 (K) P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²) T2 = suhu gas pada keadaan 2 (K) V2 = volume gas pada keadaan 2 (m³).
5. Tekanan Gas Ideal
Keberadaan gas di ruang tertutup bisa mengakibatkan adanya tekanan.
Tekanan tersebut disebabkan oleh adanya tumbukan antara partikel gas dan dinding tempat gas berada. Besarnya tekanan gas di ruang tertutup dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
P = tekanan gas (N/m²) V = volume gas (m³) m = massa partikel gas (kg) N=jumlah partikel ga
6. Energi Kinetik Gas Ideal
Energi kinetik gas ideal disebabkan oleh adanya gerakan partikel gas di dalam suatu ruangan. Gas selalu bergerak dengan kecepatan tertentu.
Kecepatan inilah yang nantinya berpengaruh pada energi kinetik gas.
Secara matematis, energi kinetik gas ideal dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
k = konstanta Boltzman (1,38 × 10-23 J/K) T = suhu gas (K)
N = jumlah partikel n = jumlah mol gas (mol)
R = tetapan gas ideal (8,314 J/mol.K).
Berdasarkan persamaan di atas, diperoleh persamaan untuk kecepatan efektif gas pada ruang tertutup. Adapun persamaan kecepatannya adalah sebagai berikut.
Keterangan:
vrms = kecepatan efektif (m/s)
k = konstanta Boltzman (1,38 × 10-23 J/K) T = suhu gas (K)
m = massa partikel (kg)
Mr = massa molekul relatif (kg/mol)
n = jumlah mol gas (mol)
R = tetapan gas ideal (8,314 J/mol.K) P = tekanan gas (Pa)
ρ = massa jenis gas (kg/m³).
6.Energi Dalam Gas Ideal
1. Energi dalam untuk gas monoatomik, seperti He, Ne, Ar
2. Energi dalam untuk gas diatomik, seperti O2, N2, H2
a. Pada suhu rendah (±300 K) memiliki derajat kebebasan f = 3
Pada suhu rendah, energi dalam gas ideal dirumuskan sebagai berikut.
b. Pada suhu sedang (±500 K) memiliki derajat kebebasan f = 5
Pada suhu sedang, energi dalam gas ideal dirumuskan sebagai berikut.
c. Pada suhu tinggi (±1.000 K) memiliki derajat kebebasan f = 7
Pada suhu tinggi, energi dalam gas ideal dirumuskan Contoh Soal 1
Tentukan volume 5 mol gas pada suhu dan tekanan standar (0° C dan 1 atm)!
T = 0 + 273 = 273 K n = 5 mol
R = 8,314 J/mol.K
P = 1 atm = 1,01 × 105 N/m2 Ditanya: V =…?
Pembahasan:
Untuk mencari volume, gunakan persamaan umum gas ideal berikut.
Jadi, volume 5 mol gas pada suhu dan tekanan standar adalah 0,112 m3.
Contoh Soal 2
Suatu gas monoatomik memiliki energi dalam 6 kJ dan berada pada suhu 27° C.
Tentukan banyaknya mol gas tersebut!
Diketahui:
U = 6 kJ = 6.000 J R = 8,314 J/mol.K
T = 27 + 273 = 300 K Ditanya: n =…?
Pembahasan:
Untuk menentukan banyaknya mol gas monoatomik tersebut, gunakan persamaan energi dalam gas ideal untuk gas
Jadi, banyaknya mol gas tersebut adalah 1,6 mol.
BAB III PENUTUP
3.1Kesimpulan
Gas ideal adalah suatu gas yang memiliki sifat sebagai berikut:
1.Gas ideal terdiri atas partikel-partikel (atom-atom atau molekul-molekul) yang jumlahnya banyak sekali dan antar partikelnya tidak terjadi gaya tarik-menarik.
2. Setiap partikel gas bergerak dengan arah sembarangan atau secara acak ke segala arah.
3. Setiap tumbukan yang terjadi berlangsung lenting sempurna.
4. Partikel gas terdistribusi merata dalam seluruh ruangan.
5. Jarak antara partikel itu jauh lebih besar daripada ukuran partikel.
6. Volume molekuladalah pecahan kecil yang dapat diabaikan dari volume yang ditempati olehgas tersebut.
7. Berlaku hukum Newton tentang gerakEnergi dalam pada gas ideal:Energi dalam suatu gas (U) merupakan jumlah energi kinetik total dari seluruh partikel ataumolekul gas dalam suatu ruangan. Energi dalam (U) dituliskan dalam persamaan:U = NkT atau U = NEk
Proses Adiabatik
3.2 Saran
Dalam penulisan makalah ini mungkin jauh dari kesempurnaan, hal ini disebabkan oleh kurangnya Referensi yang dimiliki oleh saya, maka untuk itu saya mengharapkan kritik dan saran dari guru pembimbing dan teman-teman demi kesempurnaan dimasa yang akan datang.
DAFTAR PUSTAKA
-Yeni Agustin (2023)
-Buku cetak Fisika Kelas XI SMA Kurikulum 13
- https://materi78.files.wordpress.com/2012/10/drtsi_fis2_4.4pdf - http://www.scribd.com/doc/221806/makalah-fluida-statik
- http://akyura-kunblogspot.com/2010/10//makalah-fluida-statik.html
