Teori Kinetik Gas Ideal

Rangkuman Materi
Oleh ; Sri Hanurawati
Kelas; XI Mia 7,8,9



PETA KONSEP



Gas Ideal, Rumus dan Serba
Serbinya

Ananda sekalian, ketika kita belajar teori kinetika gas di bangku SMA ada yang
namanya gas ideal (ideal gas). Apa pengertian gas ideal? Hukum apa saja yang
berlaku? Aturan atau rumus apa saja yang terlibat di dalamnya? Gas
ideal sama seperti punya sebuah bejana kecil tertutup berisi bola-bola yang
sangat kecil. Bola-bola kecil tersebut bergerak super aktif ke segala arah, acak,
saling berbenturan (lenting sempurna), dan tidak ada gaya tarik menarik satu
sama lain. Buat lebih jelasnya dan memudahkan hitung yang duduk di SMA,
berikut cerita tentang gas ideal, rumus dan serba serbinya.

Apa itu Gas Ideal?

Sama halnya dengan memilih teman yang punya banyak kriteria atau asumsi
macam-macam yang berbeda untuk masing-masing sobat hitung, gas ideal
juga demikian. Akan tetapi yang membedakannya adalah kriteria atau asumsi
suatu gas dianggap ideal sudah ditetapkan sama oleh para ilmuwan. Definis
gas ideal adalah gas yang memenuhi kriteria atau asumsi sebagai berikut:

1. Gas ideal adalah gas yang terdiri dari partikel-partikel 2. Ukuran dari partikel gas dapat diabaikan terhadap
kecil baik atom maupun molekul dalam jumlah yang sangat ukuran wadahnya
banyak.

3. Setiap (every) partikel gas bergerak random (acak) ke 4. Gaya tarik Menarik antar partikel gas dianggap tida

segala arah k ada

5. Persebaran partikel gas merata di dalam wadaah 6. Setiap tumbukan yang terjadi adalah tumbukan lent
ing sempurna

7. Partikel gas memenuhi hukum newton tentang gerak

Tekanan Pada Gas Ideal

tekanan gas ideal berlaku hukum boyle yang menyatakan baha pada jumlah
mol dan sushu tetap, volume akan berbanding terbalik dengan tekanan gas.
Persamaan tekanan gas ideal dirumuskan sebagai berikut

dengan

N = banyaknya partikel gas = 6,02 x 1023
m = massa dari 1 partikel gas (Kg)
v = kecepatan gerak partikel gas (m/s)
V = volume gas (m3)
P = tekanan gas ideal (N/m2)

oleh karena kita tahu bahwa energi kinetik dirumuskan Ek = ½ mv2 maka
persamaan di atas dapat diubah menjadi

dengan Ek = Energi kinetik gas (satuan joule

Persamaan Gas Ideal

Dalam gas ideal berlaku 3 hukum tentang kinetika gas yaitu

Hukum Boyle : V ∝ 1/P (n dan T tetap)
Hukum Charles : V ∝ T ( n dan P konstan)
Hukum Avogadro V ∝ n ( P dan T tetap)

Dari ketiga hukum di atas, dapat dikatakan volume gas berbanding langsung
terhadap jumlah gas dan suhu dan berbanding terbalik terhadap tekanan,
dirumuskan persamaang gas ideal

atau

N = jumlah partikel gas
N = jumlah partikel gas
n = jumlah mol gas
R = tetapan gas umum 8,31 x 103 M/mol K
k = tetapan Boltzman = 1,38 x 10-23 J/K
untuk menentukan jumlah mol gas (n) sobat dapat menggunakan 2 alternatif
rumus berikut

atau No = bilangan avogadro 6,02 x 1023
Mr = massa molekul relatif gas
m = masa partikel gas

Energi dalam Gas Ideal

Satu partikel gas ideal selalu bergerak dengan energi kinetik

Besarnya energi kinetik untuk N buah partikel dinyatakan dengan rumus

atau

dalam has ideal hanya terdapat energi kinetik, tidak ada energi yang lain
sehingga energi kinetik yang ada di gas ideal juga merupakan energi dalam
yang dimiliki oleh gas ideal (U). Besarnya energi dalam dibedakan menjadi dua
yaitu monoatomik dan diaatomik.
Energi dalam gas monoatomik

Energi dalam gas diatomik
• pada suhu rendah (+/- 300 K) U = 3/2 N kT
• pada suhu sedang (+/- 500 K) U = 5/2 N kT
• pada suhu tinggi (+/- 1000 K) U = 7/2 N kT

Kecepatan Gerak Partikel

untuk menentukan besarnya kecepatan gerak dari partikel di dalam gas ideal
ananda bisa mencarinya dari rumus energi kinetik pada gas ideal.
Ek = 3/2 N kT
1/2 m v2 = 3/2 N kT
v2 = 3 kT/m

dengan demikian, kecepatan partikel gas ideal dapat ditentukan dengan
alternatif rumus berikut

Contoh Soal dan Pembahasan Gas Ideal

1. Dalam sebuah ruangan terdapat 800 miligram gas dengan tekanan 1 atm.
Kelajuan rata-rata partikel tersebut adalah 750 m/s. Jika 1 atm = 105
N/m2 berapa volume ruangan tersebut?
Jawab :
Diketahui m = 800 mg = 8 x 10-4 Kg; p = 1 atm = 1 x 105 N/m2; v = 750 m/s
Ditanyakan V (volume) = …..
Jawab :

Dari

1 (1) (8 x 10-4) (7,5 x 102)2
V= —————————————-

3 105
V = 1,5 x 10-3 m3

2. Suatu gas ideal mempunyai energi dalam 1,01 x 1028 joule. Jumlah mol gas
tersebut bila besarnya energi kinetiknya 5 kJ adalah … mol

Diketahui U = 1,01 x 1028 J; Ek = 5 Kj = 5 x 103 J; No = 6,02 x 1023;

Ditanya n (jumlah mol) = ….?

Jawab :
U = NEk
1,01 x 1028 = N (5 x 103)
N = 1,01 x 1028 / (5 x 103)
N = 2,02 x 1024
jumlah mol = N/No = 2,02 x 1024 / 6,02 x 1023 = 3,35 mol

3. Suhu awal dari suatu gas dalam ruang tertutu adalah T. Tiap partikel
bergerak secara acak dengan kelajuan 100 m/s. Kelajuan partikel saat suhu
dinaikan menjadi 4T adalah?

Pembahasan dari rumus v2 = 3 kT/m bisa dilihat bahwa besarnya kecepatan
berbanding lurus dengan akar dari suhuny

v ≈ √T

dapat ananda lihat bahwa v sebanding dengan T jika suhu dinaikkan 4 kali
maka kecepatan akan naik sebanyak 2 kali (akar dari 4)

4. Sepuluh liter gas ideal suhunya 127oC punya tekanan 165,6 N/m2. Coba
ananda hitung tentukan berapa banyaknya partikel dalam gas tersebut?

T = 127o C + 273 = 400 K
p = 165,6 N/m2
V = 10 liter = 10-2 m3
k = 1,38 x 10-23 J/K
pV = N kT ⇒ N = pV/ kT = 165,6 x 10-2 / (1,38 x 10-23 x 400) = 5,52 x 10ˉ²¹





Soal

1. Volume 2 mol gas pada suhu dan tekanan standar (STP) adalah…

2. 4 liter gas oksigen bersuhu 27°C berada dalam sebuah wadah. Jika konstanta
gas umum R = 8,314 J.mol−1.K−1 dan bilangan avogadro NA 6,02 x 1023 molekul,
maka banyaknya molekul gas oksigen dalam wadah adalah 0,005 molekul/mol
maka hitunglah besarnya tekanan yang di alami gas

3. Sebuah bejana berisi gas neon (Ne, massa atom = 20 u) pada suhu dan tekanan
standar (STP mempunyai volume 8 m3. Tentukan massa gas neon!

4. Suatu gas ideal dalam suatu bejanatertutup dengan tekanan (P),volume(V),dan
suhu(T)Jika saat suhu (T)berubah menjadi 4T dan tekanan (P) menjadi ½,maka
perbandingan voluime sebelum dan sesudah tekanan dan suhu berubah
adalah…

5. Dalam wadah tertutup terdapat 2 liter gas pada suhu 30°C dan tekan 6 atm.Jika
tekanan ditambah 6 atm pada kondisi isokhorik suatu suhu gas menjadi……

6. Sejumlahgas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan menjadi isokhorik,sehingga
suhunya menjadi naik 4 kali suhu semula.Energi kinetik rata-rata molekul gas
ideal menjadi…

Terima kasih telah merespon E-book kita dengan baik.Selanjutnya Ananda sekalian saya
tugaskan untuk menyelesaikan tugas di bawah ini. Hasil dikirim melalui wa kelas kita
masing masing.Tetap semangat dan sehat selalu

SELAMAT BEKERJA

Contoh Peristiwa Gerak Gas Ideal