TEORI KINETIK GAS IDEAL

Rangkuman Materi

Oleh : Sri Hanurawati Daulay
Kelas : XI mia 7,8,9

TEORI KENETIK
GAS IDEAL

SMA NEGERI TIGA MEDAN



PETA KONSEP

PETA KONSEP

Belajar Teori Kinetik Gas secara
Lengkap dengan Penerapannya

Pernah nggak sih kamu ketika lagi mengendarai sepeda tiba-tiba banmu
kempes? Fenomena ban kempes ini salah satu dari penyusutan udara.
Fenomena penyusutan udara nggak cuman terjadi di ban lho. Kamu juga bisa
nemuin fenomena ini pada balon yang diisi gas helium. Fenomena penyusutan
udara di bahas dalam teori kinetik gas yang bakalan Burhan jelasin di bawah
ini.

Daftar Isi [hide]
• Pengertian Teori Kinetik Gas
• Pengertian Gas Ideal
• Sifat Gas Ideal menurut Teori Kinetik Gas
• Persamaan Umum Gas Ideal dalam Teori Kinetik Gas
• Persamaan Keadaan
• Tekanan Gas Ideal
• Energi Gas Ideal
• Penerapan Teori Kinetik Gas
• Contoh soal Teori Kinetik Gas

o Pembahasan

Pengertian Teori Kinetik Gas

Pembahasan pertama yang Burhan jelasin adalah pengertian dari teori ini. Teori
ini ngejelasin tentang analisis tentang gerak dan energi partikel-partikel gas yang
ada buat nyari tahu sifat-sifat gas secara keseluruhan. Teori ini gunain gas ideal
buat ngalisasi sifat-sifat gas yang ada secara keseluruhan, jadi para peneliti
nggak perlu nyari tahu sifat dari partikel gas yang berbeda secara satu per satu.

Pengertian Gas Ideal

Setelah kamu ngerti tentang teori tersebut, Burhan bakalan jelasin tentang apa
itu gas ideal. Gas ideal adalah model dari partikel gas yang dianggap punya
seluruh sifat gas yang ada di alam semesta. Sebenarnya gas ideal ini nggak ada
karena tidak mungkin ada gas yang dapat menjelaskan tentang semua sifat gas.

Namun beberapa peneliti nganggap jika suatu gas yang berada pada kondisi
suhu kamar dan tekanan rendah sebagai gas ideal. Padahal meskipun kondisi
suhu kamar atau tekanan rendah, nggak ada partikel gas yang mengalami
tumbukan lenting sempurna antar partikel.

Sifat Gas Ideal menurut Teori Kinetik Gas

Kalo di alam semesta nggak ada gas ideal, terus gas ideal itu seperti apa?

Burhan bakalan jelasin tentang sifat gas ideal yang digunakan para peneliti buat
ngejelasin semua sifat gas yang ada di dalam semesta.

• Molekul-molekul pada gas ideal diasumsikan tersebar secara merata
dalam wadah

• Memiliki partikel-partikel gas yang jumlah sangat banyak dan nggak ada
interaksi antar partikel gas

• Nggak ada gaya tarik menarik antara partikel satu dengan partikel gas
yang lain

• Partikel gas bergerak secara acak ke semua arah
• Ukuran partikel gas bisa diabaikan kalo dibandingin dengan ukuran

ruangan
• Tumbukan antar partikel gas dan juga tumbukan dengan wadah

merupakan tumbukan lenting sempurna
• Partikel gas tidak mengumpul pada satu titik melainkan tersebar secara

merata pada ruangan
• Hukum Newton berlaku pada gerak partikel gas dengan energi kinetik rata-

rata molekul gas ideal sebanding dengan suhu mutlaknya

Persamaan Umum Gas Ideal dalam Teori

Kinetik Gas

Fenomena yang terjadi pada sifat-sifat gas ideal kemudian dirumuskan ke dalam
sebuah persamaan umum gas ideal. Persamaan umum gas ini ngejelasin
interaksi antara tekanan, volume, dan suhu suatu gas pada tempat tertentu.
Persamaan umum ini dirumuskan berdasarkan persamaan keadaan suatu gas
ideal. Sehingga rumus persamaan umum gas ideal Burhan tuliskan di bawah ini.

PV = nRT

Keterangan :

• P adalah tekanan gas ideal (Pa)
• V adalah volume gas ideal (m3)
• n adalah jumlah mol partikel (mol)
• R adalah ketetapan gas ideal dengan nilai R untuk semua gas adalah

sama. R = 8,314 x 103 J/kmol.K
• T adalah suhu gas ideal (K)
Karena beberapa fenomena nggak diketahui komponennya sehingga Burhan
bakalan ngasih beberapa perubahan rumus gas ideal di atas yang disesuaikan
dengan komponen lainnya.

Keterangan:

• Mr adalah massa molekul relatif (kg/mol)
• m adalah massa 1 partikel gas ideal (kg)
• Na adalah bilangan avogadro partikel 6,02 x 1023partikel/mol
• kbadalah konstanta Boltzmann 1,38 x 10-23 J/K
• N adalah jumlah partikel gas ideal
• adalah massa jenis gas ideal (kg/m3)

Beberapa fenomena seperti pada gas nyata, perbandingan antara PV dan nT
memiliki hasil yang mendekati konstan hingga tekanan gas bernilai besar. Kalo
pada gas ideal, perbandingan PV dan nT menghasilkan nilai yang konstan.
Kamu bisa ngeliat gambar di bawah ini buat ngeliat fenomena perbandingan PV
dan nT.

Persamaan Keadaan

Penelitian gas ideal dilakuin pada suatu bejana silinder yang memiliki piston.
Para peneliti mengamati keadaan yang terjadi pas gas ideal dengan melihat
gerakan piston. Peneliti ngubah volume dari gas ideal dengan cara naik turunin
piston pada bejana silinder dan nganggap jika bejana silinder nggak bocor
sehingga volume gas ideal tetap.

1. Hukum Boyle
Fenomena pertama yang terjadi pada bejana silinder tersebut diteliti oleh Robert
Boyle dan berhasil bikin hukum Boyle. Berdasarkan bejana silinder tersebut,
hukum Boyle ngejelasin kalo suhu gas yang berada di dalam bejana silinder
dijaga konstan maka tekanan gas bakalan berbanding terbalik dengan volume
gas di dalam bejana.

Sehingga kalo kamu mengkalikan tekanan dan volume gas pada suhu konstan
bakalan menghasilkan nilai yang tetap atau disebut sebagai isotermal. Keadaan
isotermal Burhan tuliskan seperti rumus di bawah ini.

PV = konstan
P1V1 = P2V2
2. Hukum Charles
Fenomena kedua diteliti oleh Jacques Charles dan ngehasilin hukum Charles.
Hukum Charles ngejelasin kalo tekanan pada baja silinder dijaga tetap atau
konstan, maka volume gas di dalam bejana silinder bakalan sebanding dengan
suhu mutlaknya atau biasa disebut dengan isobar. Untuk rumus keadaan isobar
Burhan tulis di bawah ini.

3. Hukum Gay-Lussac
Fenomena ketiga diteliti oleh Louis Gay-Lussac dan ngehasilin hukum Gay-
Lussac. Hukum Gay-Lussac ngejelasin kalo volume dalam bejana silinder dijaga
konstan nilainya, maka tekanan gas di dalam bejana silinder bakalan sebanding
dengan suhu mutlaknya. Keadaan ini disebut sebagai isokhorik atau volume
tetap.

4. Hukum Boyle-Gay Lussac
Fenomena terakhir yang diteliti menghasilkan hukum Boyle-Gay Lussac yang
ngejelasin tentang perbandingan tekanan dan volume pada sejumlah partikel gas
di dalam bejana silinder dengan suhu bernilai konstan. Persamaan Boyle-Gay
Lussac Burhan tuliskan seperti di bawah ini.

Tekanan Gas Ideal

Setelah kamu ngerti tentang hukum yang berlaku pada gas ideal, Burhan
bakalan jelasin tentang tekanan gas ideal. Suatu gas yang berada di ruang
tertutup tertutup bakalan mengalami tumbukan secara terus menerus dengan
dinding dan partikel gas yang bakalan bikin tekanannya semakin tinggi. Rumus
tekanan gas ideal pada ruang tertutup di rumuskan seperti di bawah ini.

Keterangan:

• P adalah tekanan gas pada ruang tertutup (Pa atau N/m2)
• N adalah jumlah partikel gas pada ruang tertutup
• m adalah massa partikel gas pada ruang tertutup (kg)
• V adalah volume gas pada ruang tertutup (m3)
• adalah kecepatan rata-rata partikel gas pada ruang tertutup (m/s)
• adalah energi kinetik partikel gas (J)

Energi Gas Ideal

Suatu gas ideal memiliki dua jenis energi yaitu energi internal atau energi dalam
dan energi kinetik pergerakan partikel gas. Burhan bakalan jelasin kedua energi
ini di bawah.

1. Energi Kinetik
Energi kinetik gas ideal ngejelasin tentang gerakan partikel gas dalam suatu
ruangan yang memiliki nilai tertentu.

Keterangan:

• adalah energi kinetik partikel gas (J)
• k adalah konstanta Boltzmann 1,38 x 10-23J/K
• N adalah jumlah partikel gas ideal
• T adalah suhu gas (K)
• R adalah ketetapan gas ideal dengan nilai R untuk semua gas adalah

sama. R = 8,314 x 103 J/kmol.K
Burhan juga ngasih rumus kecepatan efektif gas pada ruang tertutup seperti di
bawah ini.

2. Energi Dalam
Energi dalam suatu gas ideal berdasarkan derajat kebebasan suatu gas seperti
gas monoatomik atau gas diatomik dan disimbolkan dengan U. Untuk rumus
energi dalam monoatomik dan diatomik seperti di bawah ini.

• Energi dalam gas monoatomik (Ar, He, Ne, dan sejenisnya)

• Energi dalam gas diatomik (H2, O2, N2, dan sejenisnya)
Suhu rendah (< 300 K)

Suhu sedang (300 < T < 500 K)

Suhu tinggi (> 500 K)

Penerapan Teori Kinetik Gas

Beberapa penerapan teori ini dalam kehidupan sehari-sehari seperti ketika kamu
sedang mengendarai sebuah kendaraan. Ketika kamu mengendarai kendaraan
cukup lama, ban bakalan menjadi panas akibat sering bersentuhan dengan
aspal. Peningkatan suhu pada ban ini bakalan bikin tekanan di dalam ban
menjadi meningkat.

Selain ban, kamu juga bisa ngeliat penerapan teori ini pada saat kamu lagi
masukin minuman panas ke botol. Pada mulanya botol bakalan mengeras
karena menerima suhu dan tekanan yang meningkat. Ketika kamu sering
membuka tutup botol, maka botol bakalan mengempes dan terlihat menyusut
akibat kehilangan tekanan dan turunnya suhu.

Belajar fenomena teori kinetik gas dalam kehidupan sehari-hari sangat
membantu untuk memahami lingkungan sekitar lebih baik sehingga bisa
menerapkan pemahaman tentang gas ideal pada aktivitas manusia.

Contoh soal Teori Kinetik Gas

Tuan Fredickson pada film UP ingin membuat rumah ballon gas helium untuk
pergi ke paradise falls. Jika sebuah balon besar diisi gas helium pada temperatur
ruangan , balon memiliki volume sebesar 0,2 m3 dan tekanan dalam balon
sebesar 0,038 atm.
Berapakah besar tekanan akhir balon hingga menempati ruang sebesar 0,4 m3 ?
A. 0,0019 atm

B. 0,0076 atm

C. 0,019 atm

D. 0,076 atm

E. 0,76 atm

Pembahasan

Pada kasus tersebut, terlebih dahulu kita harus mengetahui karakteristik pada
sistem tersebut. Karena dari awal balon ditiup hingga akhir balon selesai ditiup,
temperatur tidak berubah, artinya berupa sistem isotermik maka kita dapat
menggunakan persamaan hukum boyle untuk menentukan tekanan akhir balon.

Hukum boyle diberikan dengan persamaan :

PV = konstan
P1V1 = P2V2
Maka untuk menentukan tekanan pada kondisi 2 atau kondisi akhir, dapat
digunakan dengan pendekatan persamaan hukum boyle sebagai berikut :

Untuk menentukan besar tekanan, kita dapat memasukan variabel tekanan awal,
volume awal, dan volume akhir kedalam persamaan :

Jawaban : C

RUMUSAN TEORI KINETIK GAS IDEAL

GERAK BROWN GAS IDEAL



Penerapan teori kinetik gas ideal dalam kehidupan



SOAL

Gas ideal berada dalam ruang tertutup dengan volume V, tekanan P dan suhu T. Apabila
volumenya mengalami perubahan menjadi 1/2 kali semula dan suhunya dinaikkan menjadi
4 kali semula, maka tekanan gas yang berada dalam sistem tersebut menjadi….

Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27°C pada tekanan 1 atm( 1 atm = 105 Pa) berada di
dalam tabung. Jika konstanta gas umum R = 8,314 J mol−1 K−1 dan banyaknya partikel
dalam 1 mol gas 6,02 x 1023 partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung
tersebut adalah…

Tekanan gas dalam ruang tertutup

Dua mol gas menempati ruang 24,08 L. tiap molekul gas memiliki energi kinetik sebesar 3 .
10– 21 Joule. Jika bilangan Avogadro 6,02 . 1023 partikel maka tekanan gas dalam tangki
adalah…

Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas di
dalamnya v. Jika suhu gas itu dinaikkan 2T maka kecepatan partikel gas tersebut
menjadi…

Didalam sebuah ruang tertutup terdapat gas dengan suhu 27oC. Apabila gas dipanaskan
sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali semula, maka gas itu harus dipanaskan sampai
shut…

Sejumlah gas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan secara isokhorik sehingga suhunya
naik 4 kali semula. Energi kinetik rata-rata molekul gas ideal menjadi…

Gas ideal menempati sebuah tabung gas yang bocor dengan volume 0,6 m3. Gas tersebut tidak
keluar dari tabung karena suhu dan tekanannya sama dengan suhu dan tekanan lingkungan. Jika
gas dalam tabung dipanaskan dari suhu 27oC hingga 77oC, berapakah volume gas yang keluar dari
dalam tabung?

Sepuluh liter gas ideal bersuhu 127oC mempunyai tekanan 110,4 Pa. Bila k = 1,38 x 10-23 J/K, maka
banyaknya partikel gas adalah ….

Jika konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu
27oC adalah ….