Kelompok 12_Tugas Pengembangan Bahan Ajar_Energi Kinetik Gas

SMA/ MA KELAS XI SEMESTER 1

BAHAN AJAR FISIKA

ENERGI KINETIK GAS

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah, Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan
karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan buku ajar. Tak
lupa juga mengucapkan salawat serta salam semoga senantiasa
tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, karena berkat beliau,
kita mampu keluar dari kegelapan menuju jalan yang lebih terang.
Kami ucapkan juga rasa terima kasih kami kepada pihak-pihak yang
mendukung lancarnya buku ajar ini mulai dari proses penulisan
hingga selesai melaksanakan penulisan yaitu orang tua, dosen, rekan-
rekan, dan masih banyak lagi yang tidak bisa kami sebutkan satu per
satu.

Adapun, buku ajar kami yang berjudul “Bahan Ajar: Energi
Kinetik Gas” ini telah selesai kami buat secara semaksimal dan sebaik
mungkin agar menjadi manfaat bagi pembaca yang membutuhkan
informasi dan pengetahuan mengenai bagaimana konsep teori kinetik
gas dan karakteristik gas dalam ruang tertutup.

Kami sadar, masih banyak luput dan kekeliruan yang tentu saja
jauh dari sempurna tentang buku ini. Oleh sebab itu, kami mohon agar
pembaca memberi kritik dan juga saran terhadap karya buku ajar ini
agar kami dapat terus meningkatkan kualitas buku. Demikian buku
ajar ini kami buat, dengan harapan agar pembaca dapat memahami
informasi dan juga mendapatkan wawasan mengenai konsep teori
kinetik gas dan karakteristik gas dalam ruang tertutup serta dapat
bermanfaat bagi hal lain dalam arti luas. Terima kasih.

Jember, 28 November 2022

Penulis,

ii

DAFTAR ISI

Cover Buku...........................................................................................................i
Kata Pengantar ...................................................................................................ii
Daftar Isi .............................................................................................................iii
Petunjuk Belajar ................................................................................................iv
KI, KD, dan Indikator ........................................................................................v
Peta Konsep ......................................................................................................viii
Teori Kinetika Gas..............................................................................................1
Pengertian ............................................................................................................2
Persamaan Gas Ideal ..........................................................................................3
Sifat-Sifat Energi Kinetik Gas ...........................................................................3
Proses-Proses pada Gas Ideal ............................................................................4

Proses Isobarik ....................................................................................................4
Proses Isotermik..................................................................................................4
Proses Adiabatik .................................................................................................5
Proses Isokorik....................................................................................................6
Teorema Ekipartisi dan Energi Dalam.............................................................7
Hukum-Hukum yang Berkaiatan dengan Energi Kinetik Gas......................9
Hukum Boyle ......................................................................................................9
Hukum Charles .................................................................................................10
Hukum Gay-Lussac...........................................................................................10
Contoh Gas Ideal dalam Kehidupan Sehari-hari ..........................................11
Contoh Soal........................................................................................................12
Evaluasi ..............................................................................................................14
Rangkuman........................................................................................................ 18
Daftar Pustaka...................................................................................................20
Data Diri Penulis ...............................................................................................21

iii

PETUNJUK BELAJAR

Bagi Guru
a) Sebelum menggunakan bahan ajar guru
diharaokan untuk membagi peserta didiknya
menjadi beberapa kelompok dengan minimal satu
kelompok teriri 4 orang.
b) Guru mengarahkan peserta didik bekerja dalam
kelompok untuk mengerjakan Latihan soal yang
terdapat dalam bahan ajar.
c) Sebelum melaksanakan praktikum guru
menyiapkan alat dan bahannya terlebih dahulu
yang akan digunakan untuk mempermudah
terlaksananya praktikum.
d) Hasil evaluasi dapat dikoreksi dengan
mencocokkan.

Bagi Peserta Didik
a) Berdoa sebelum memulai pembelajaran.
b) Membaca KI dan KD terlebih dahulu.
c) Membaca referensi lain yang berhubungan
dengan materi untuk menambah wawasan.
d) Memahami peta konsep.
e) Memahami contoh soal dan mengerjakan uji
kompetensi.
f) Menentukan nilai-nilai karakteristik yang ada
pada materi

iv

Kompetensi Inti, Kompetensi Dasar, dan Indikator

Kompetensi Inti (KI)
KI 1 : Mengamalkan dan menghayati ajaran agama yang dipercayai.
KI 2 : Mengamalkan dan menghayati perilaku jujur, disiplin, tanggung

jawab, peduli, santun, responsif dan menunjukkan sikap salam
berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial serta alam
dengan mencerminkan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI 3 : Memahami, menganalisis, menerapkan pengetahuan factual,
konseptual, procedural, dan metakognitif berdasarkan pada rasa
kaingin tahuan mengenai pengetahuan serta teknologi dan
penerapannya pada bidang yang lebih spesifik sesuai bakat, minat
untuk memecahkan masalah.
KI 4 : menalar, menyajikan, dan mengolah yang mengarah terkait dengan
pengembangan apa yang telah dipelajari di sekolah secara mandiri,
melakukan secara kreatif dan efektif sesuai kaidah keilmuan.

Kompetensi Dasar (KD)
1. Menambah keimanan dengan menyadari hubungan antara

kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang
menciptakannya.
2. Menyadari kebesaran Tuhan yang mengatur karakteristik benda titik
dan benda tegar, fluida, gas, dan gejala gelombang.
3. Menunjukkan sikap ilmiah dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
menerapkan sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi.
4. Menghargai kerja individu ataupun kelompok dalam aktivitas sehari-
hari dalam mewujudkan penerapan melaksanakan percobaan dan
laporan hasil percobaan.
5. Memahami teori kinetik gas dan mampu menjelaskan karakteristik
gas pada ruang tertutup.

Indikator
1. Mengenal gas melalui berbagai fenomena.
2. Menjelaskan sifat dan perilaku makroskopis serta mikroskopis gas.
3. Menggunakan pengetahuan mengenai sifat gas untuk menjelaskan

v

macam-macam permasalahan.
4. Membedakan antara karakteristik gas nyata dan gas ideal.
5. Menjelaskan pemanfataan apa yang ada pada gas ideal untuk

menyelesaikan permasalahan dalam teknologi.
6. Membedakan macam jenis sistem melalui fenomena alam.
7. Menerapkan pengetahuan bumi sebagai system tertutup dalam

menjaga lingkungan.
8. Menganalisis besaran makroskopis gas pada ruang tertutup.
9. Menjelaskan penerapan manfaat dari mengetahui besaran

makroskopis gas.
10. Menjelaskan fenomena hukum boyle secara ilmiah.
11. Menyelidiki hubungan V-P (hukum boyle) secara kualitatif maupun

kuantitatif.
12. Menafsirkan hubungan V-P dalam berbagai bentuk.
13. Mendeskripsikan keadaan molekul gas saat perubahan V-P.
14. Menjelaskan pemanfaatan dari Hukum Boyle untuk penyelesaian

berbagai massalah dan teknologi.
15. Menjelaskan fenomena hukum Gay-Lussac secara ilmiah.
16. Menyelidiki hubungan hukum Gay-Lussac secara kualitatif ataupun

kuantitatif.
17. Menafsirkan hubungan hukum Gay-Lussac dalam berbagai bentuk.
18. Mendeskripsikan keadaan molekul gas dalam perubahan hukum Gay-

Lussac.
19. Menjelaskan pemanfaatan hukum Gay-Lussac untuk menyelesaikan

berbagai permasalahan dan teknologi.
20. Menjelaskan fenomena dalam hukum Charles.
21. Menyelidiki hubungan hukum Charles secara kualitatif ataupun

kuantitatif.
22. Menafsirkan hubungan hukum Charles dalam berbagai bentuk.
23. Mendeskripsikan keadaan molekul gas saat perubahan hukum

Charles.
24. Menjelaskan pemanfaatan Hukum Charles untuk menyelesaikan

berbagai permasalahan dan teknologi.
25. Memformulasikan Hukum Boyle-Gay Lussac dengan berbagai

multirepresentasi.
26. Menjelaskan pemanfaatan persamaan Boyle-Gay Lussac untuk

menyelesaikan masalah.
27. Menjelaskan fenomena hukum Avogradro.
28. Menyelidiki hubungan hukum Avogadro secara kualitatif ataupun

kuantitatif.
29.

vi

30. Memformulasikan persamaan umum gas ideal dari Hukum Boyle-
Gay Lussac dan Hukum Avogadro.

31. Memahami syarat-syarat berlakunya persamaan umum gas ideal.
32. Menggunakan Hukum Gas Ideal untuk menyelesaikan berbagai

permasalahan dan teknologi.
33. Mendeskripkan keadaan molekul gas pada saat perubahan hukum

Avogadro.
34. Menjelaskan pemanfaatan Hukum Avogadro untuk menyelesaikan

berbagai masalah dan teknologi.
35. Menjelaskan asumsi-asumsi mikroskopis molekul gas ideal

berbantuan berbagai reperesentasi.
36. Menjelaskan distribusi kecepatan molekul gas dalam suatu system

tertutup.
37. Menjelaskan hubungan tekanan makroskopis dan tekanan

mikroskopis molekul gas ideal dalam system tertutup.
38. Membangun konsep kecepatan efektif gas secara teoritis dengan

mengaitkannya dengan teorema ekipatisi energi dan persamaan
umum gas ideal.
39. Menjelaskan perubahan energi dalam gas ideal dengan hukum 1
termodinamika.
40. Mengkaitkan titik kritis, suhu, dan tekanan pada perubahan wujud
zaat gas.
41. Menjelaskan persamaan Vander Waals dalam peristiwa perubahan
wujud zat.

vii

PETA KONSEP

TEORI KINETIK GAS dan
KARAKTERISTIK GAS
DALAM RUANG TERTUTUP

PENGERTIAN SIFAT-SIFAT HUKUM-
GAS IDEAL HUKUM

GAS IDEAL

Teorema Proses-Proses
Ekipartisi dan Gas Ideal
Energi Dalam

HUKUM Teorema HUKUM
GAY- Ekipartisi BOYLE
dan Energi
LUSSAC
Dalam

HUKUM
BOYLE

viii

TEORI KINETIK GAS

Sumber : https://productnation.co/id/14692/pompa-sepeda-bagus-terbaik-indonesia/

Bab ini akan mempelajari mengenai sifat-sifat gas dan menjelaskan
menenai keadaan makroskopis gas dengan menggunakan sifat mikroskopis
gas yang berkaitan dengan hukum dinamika Newton. Manfaat dari gas pada
kehudupan sehari-hari memang banyak contohnya saat memompa ban. Saat
sepeda yang kita gunakan mengalami kurang angin atau ban kempes tentunya
akan menghambat aktivitas kita. Maka kita perlu memompa ban sepeda agar
dapat digunakan kembali. Ketika kita memompa sepeda, maka udara yang
terdapat di dalam pompa akan masuk ke dalam ban melalui lubang kecil
(pentil) sepeda. Pada saat kita menarik pompa maka akan menyebabkan
volume udara menjadi kecil dan tekanan udara menjadi besar sehingga udara
terdorong ke dalam ban sepeda. Berapa banyak volume udara yang
diperlukan? Untuk mengetahuiny lebih dalam, maka ayo pelajari bab materi
ini dengan senang dan antusias.

Kata Kunci : Difusi, Energi dalam Gas, Energi Ekipartisi, Energi Kinerik,
Jumlah Zat, Hukum Boyle, Hukum Gay-Lussac, Gas ideal,
Gass Nyata, Hukum Charles, Persamaan Umum Gas, Teori
Kinetik Gas, Tekanan.

1

PENGERTIAN

Teori kinerik merupakan suatu terori yang menjelaskan
mengenai perilaku system fisis dengan menganngap bahwa system
itu terdiri dari sejumlah molekul yang bergerak dengan cepat.
Sedangkan teori kinetik gas merupakan suatu teori kinetik dimana
digunakan untuk menjelaskan sifat-sifat dari gas. Pada teori kinetic
gas mengutamakan perlakuan suatu partikel tapi ditinjau dari sifat
zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel.

Benda gas merupakan suatu bentuk serta wujud dari zat benda
yang memiliki volume dan bentuk dengan kondisi berubah-ubah
sesuai dengan ruang yang ditempatinya. Meski begitu keberadaan
dari benda gas sangat sulit untuk dilihat dengan mata telanjang.
Selain tak bisa dilihat oleh sepasang mata manusia, keberadaan dari
benda gas juga tak bisa dipegang seperti benda padat. Zat benda gas
bisa kalian temukan di mana saja karena benda gas merupakan udara
dengan bentuk oksigen yang bisa berada di segala penjuru bumi.

Gas sejati adalah gas nyata yang ada di sekitar kita.
Contohnya yakni gas yang kita hirup, gas yang keluar dari kendaraan
bermotor, dan sebagainya. Gas sejati memiliki sifat dan interaksi
yang sangat kompleks.Gas ideal merupakan gas teoretik yang
digunakan untuk mempelajari perilaku gas, karena gas sejati bersifat
kompleks, maka susah bagi kita untuk mempelajari perilakunya.
Oleh karena itu, gas sejati ini disederhanakan menjadi gas ideal.
Karena telah disederhanakan, gas ideal pun memiliki sifat dan
interaksi yang lebih sederhana dibandingkan gas sejati. Jadi,
sederhananya, gas ideal ini adalah model untuk perhitungan perilaku
gas sejati atau gas nyata.

2

Persamaan Gas Ideal


=
atau
=
Dimana :
n = jumlah mol gas
R = tetapan gas umum (8,31 x 103 J/kmolK (SI) = 8,31 J/molK
p = tekanan (N/m²)
V = volume (m3)
T = temperature (K)

Sifat-Sifat Energi
Kinetik Gas

1. Gas terdiri dari partikel dalam jumlah banyak yang disebut
dengan molekul

2. Partikelnya bergerak secara acak atau sembarangan
3. Tidak ada gaya tarik-menarik antara partikel satu dengan partikel

lain.
4. Jika partikel menumbuk dinding atau partikel lain, tumbukan

dianggap lenting (elastis) sempurna.
5. Selang waktu tumbukan antara satu partikel dengan partikel lain

jarak antar partikel lebih besar daripada ukuran partikel.
6. Hukum Newton tentang gerak tetap berlaku.
7. Jarak antar partikel lebih besar daripada ukuran partikel
8. Hukum Newton tentang gerak tetap berlaku.

3

Proses-Proses pada
Gas Ideal

1. Proses Isobarik (Tekanan selalu Konstan)
Proses isobarik adalah suatu proses perubahan gas pada tekanan
tetap. Apabila beberapa kalor diberikan kepada gas dengan tekanan
yang tetap, maka volumenya akan bertambah seiring dengan
pertambahan kalor yang masuk. Hal tersebut menunjukkan bahwa
gas tersebut melakukan usaha. Usaha yang dilakukan oleh gas pada
proses isobarik besarnya sebagai berikut:

= ∆ = ( 2 − 1)

Besarnya usaha yang dilakukan sama dengan luasan yang diarsir
grafik hubungan tekanan (P) dan volume (V) pada proses isobarik
dibawah ini :
Grafik hubungan tekanan(P) dan volume (V) pada proses isobarik

2. Proses Isotermik (Suhu selalu konstan)
Proses isotermik merupakan proses perubahan yang dialami oleh
gas pada suhu tetap. Berdasarkan persamaan perubahan energi
dalam (∆ = − ), didapatkan bahwa usaha yang dilakukan
sama dengan jumlah kalor yang diberikan. Karena suhunya tetap
maka pada proses isotermis ini tidak terjadi perubahan energi
dalam.
∆ = 0

4

Sehingga pada proses isotermik ini berlaku persamaan berikut:

∆ = . → ∆ = 0 ( ℎ)
0 = .

= →

Grafik hubungan tekanan (P) dan Volume (V) pada proses isotermik

3. Proses Adiabatik
Proses adiabatik adalah proses perubahan sistem tanpa ada kalor
yang masuk atau keluar dari system. Walaupun tidak ada kalor
yang masuk atau keluar, tetapi suhunya tidak tetap. Proses
adiabatic dapat dilakukan dengan cara menutup system serapat-
rapatnya, sehingga tidak ada pertukaran kalor dengan lingkungan.
Pada proses adiabatic berlaku persamaan berikut:

∆ = − → = 0 ( / )
∆ = −

∆ = − →

5

Grafik hubungan tekanan (P) dan Volume (V) pada proses adibiatik

4. Proses Isokorik (Volume selalu Konstan)
Pada proses isokorik ini system tidak mengalami perubahan
volume, walaupun sejumlah kalor memasuki atau keluar system.
Sehingfgga system tidak melakukan atau menerimma usaha, atau
usaha yang dilakukan system atau yang dilakukan lingkungan pada
system sama dengan nol ( = 0). Pada proses isokorik ini berlaku
persamaan berikut:

∆ = − → − 0
∆ = − 0

∆ = →

Grafik hubungan tekanan (P) dan Volume (V) pada proses isokorik

6

Teorema Ekipartisi dan
Energi Dalam

1. Teorema ekipartisi
Pada teorema ekipartisi energi mengatakan bahwa energi

total harus terbagi secara merata pada setiap derajat kebebasan.
Dan kenyataannya tambahan energi yang diperoleh molekul gas
tidak dibagi secara merata pada setiap derajat kebebasan, tetapi
dibagi secara berkala. Derajat kebebasan (f) merupakan kuantitas
yang menentukan energi mekanik suatu molekul.

Teorema ekipartisi energi diturunkan dari mekanika statistic
klasik, yang didasarkan pada hukum-hukum mekanika Newton.
Kedua, teori kinetika gas yang digunakan dalam menjelaskan
Gerakan molekul gas didasarkan pada huku-hukum mekanika
Newton karena teorema ekipartisi energi dan teori kinetic gas telah
dilanggar, maka dapat disimpulkan bahwa hukum mekanika
Newton tidak dapat menjelaskan Gerakan yang terjadi pada tingkat
atom atau molekul.

Teorema ekipartisi energi diturunkan secara teoritis oleh
Clerk Maxwell menggunakan mekanika statistic, disebut dengan
teorema karena tidak ada pembuktikan yang dilakukan dengan
eksperimen, sedangkan ekipartisi energi berarti pembagian energi
secara merata.

Molekul gas monoatomic

Molekul gas monoatomic hanya dapat melakukan gerak
translasi saja sehingga molekul gas monoatomic memiliki tiga
derajat kebebasan. Energi kinetic rata-rata untuk setiap gas
monoatomic adalah kapasitas kalor molekul gas monoatomic:

1 33
3 (3 ) = 2 = 2
= 3 = 3 (8,318 J/mol.K)= 12,47 J/Kg.K

22

7

Molekul gas diatomic
Bukan hanya melakukan gerak translasi, gas diatomik juga dapat
melakukan gerak vibrasi dan gerak rotasi, pada gas diatomik ini
terdapat tiga derajat kebebasan.

2. Energi Dalam
Energi dalam (E) adalah energi total yang terdapat pada sebuah

system dengan mengecualikan energi kinetic (Ek) pergerakan
system pada satu kesatuan dan energi potensial (Ep) system akibat
gaya-gaya dari luar. Maka dari itu energi dalam dapat dirumuskan
dengan persamaan E=Ek+Ep. Tetapi karena besar energi kinetik
dan energi potensial pada sebuah system tidak dapat diukur maka
besar energi dalam sebuah system juga tidak dapat ditentukan, yang
dapat ditentukan adalah besar perubahan energi dalam suatu
system.

Perubahan energi dalam bisa diketahui dengan cara mengukur
kalor (q) dan kerja (w), yang timbul apabila suatu system bereaksi.
Maka dari itu, perubahan energi dalam dapat dirumuskan dengan
menggunakan persamaan E = q – w. Apabila system menyerap
kalor, maka q bernilai positif dan apabila system mengeluarkan
kalor maka q bernilai negative. Jika system melakukan kerja, maka
w pada rumus tersebut bernilai positif, dan jika system dikenai
kerja oleh lingkungan maka w bernilai negative. Perubahan energi
dalam memiliki nilai 0 apabila jumlah kalor yang masuk sama
besar denganjumlah kerja yang dilakukan dan apabila kalor
dikeluarkan sama besar denfan kerja yang dikenakan pada system
maka berarti tidak terdapat perubahan energi dalam yang terjadi
pada system.

8

Hukum-Hukum yang Berkaitan
dengan Energi Kinetik Gas

a) Hukum Boyle
Hukum Boyle adalah hukum gas yang menyatakan bahwa tekanan
yang diberikan oleh gas berbanding terbalik dengan volume yang
ditempati olehnya. Dengan kata lain tekanan dan volume gas
berbanding terbalik satu sama lains elama suhu dan jumlah gas dijaga
konstan. Bunyi dari hukum Boyle menyatakan bahwa : “Tekanan (p)
sejumlah gas tertentu berbanding terbalik dengan volumenya (v)
pada suhu konstan”. Dengan kata lain, tekanan dan volume gas
berbanding terbalik satu sama lain selama suhu dan jumlah gas dijaga
konstan. berikut ini adalah persamaan dari hukum Boyle:

1. 1 = 2 2

P1 = Tekanan gas pada keadaan 1 (N/ 2)
P2 = Tekanan gas pada keadaan 2 (N/ 2)
V1 = Volume gas pada keadaan 1 ( 3)
V2 = Volume gas pada keadaan 2 ( 3)
Penerapan hukum Boyle
Penerapan hukum Boyle dapat dilihat pada alat jarum suntik, dimana
pada saat jarum suntik didorong, maka tekanan yang terdapat pada
dalam ruang akan meningkat, dan volume gas akan berkurang. Selain
itu penerapan hukum boyle juga terdapat pada prinsip kerja pompa,
pada saat penghuisap ditarik, maka volume udara dalam pompa
membesar dan udara tidak dapat masuk ke ban sebab harus masuk
melalui katup (ventil) dari karet. Jika pengisap ditekan maka volume
udara dalam pompa mengecil dan udara dapat masuk ke ban melalui
ventil karena tekanannya membesar.

9

b) Hukum Charles

Penemuan hukum Charles diawali dengan penelitian Charles
mengenai bagaimana suhu berpengaruh terhadap volume gas dalam
tekanan konstan. Hukum Charles berbunyi “Jika gas berada dalam
ruangan tertutup dengan massa dan tekanan konstan, maka volumenya
berbanding lurus dengan suhu mutlaknya”. Hubungan antara volume
dan suhu mutlak dalam persamaan Charles adalah berbanding lurus,
yang berarti apabila suhu meninngkat maka volemunya juga
meningkat. Sebaliknya, jika suhu menurun maka volume gasnya juga
menurun. Sehingga persamaan hukum Charles yang paling sederhana
dapat dinyatakan dengan:


=

V= Volume gas ( 3)

T= Suhu Mutlak (K)

k = Konstan

c) Hukum Gay Lussac
Hukum Gay Lussac merupakan sebuah hukum yang membahas

mengenai hubungan antara tekanan dan suhu dari gas ideal pada
keadaan volume yang konstan. Bunyi dari hukum Gay Lussac adalah
“Tekanan suatu gas akan berbanding lurus dengan suhu absolutnya
pada keadaan volume yang konstan”. Apabila volume gas diatur
konstan, Ketika tekanan gas bertambah, suhu mutlak gas pun
bertambah. Dengan demikian juga sebaliknya Ketika tekanan gas
berkurang, suhu mutlak gas pun berkurang. Pada volume konstan,
tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlak gas.

= 1 = 2
1 2

10

P1= Tekanan gas pada keadaan 1 (N/ 2)
P2 = Tekanan gas pada keadaan 2 (N/ 2)
T1= Volume gas pada keadaan 1 (K)
T2 = Volume gas pada keadaan 2 (K)

d) Hukum Boyle-Gay Lussac

Hukum Boyle-Gay Lussac adalah gabungan drai hukum
Boyle dan Hukum Gay-Lussac yang berbunyi “Jika volume gas

diperkecil, maka tekanan gas tersebut membesar asalkan suhunya
tetap. Atau apabila volume gas diperbesar maka tekanan mengecil”.

Persamaan gas ini berlaku untuk gas ideal dengan tekanan absolute

dan dinyatakan dalam suhu absolute yaitu:




1 1 = 2 2
1 2

Contoh Gas Ideal dalam
Kehidupan Sehari-hari

1. Balon udara
2. Ban motor yang kempes jika lama tidak digunakan
3. Botol yang kempes setelah dimasukkan air panas
4. Balon Meletus apabila diletakkan dibawah panas matahari
5. Pemanasan air menggunakan ketel uap
6. Pompa sepeda
7. Tembak-tembakan mainan

11

Contoh Soal :

1. Sejumlah gas ideal pada mulanya memiliki tekanan P dan volume V.

Jika gas tersebut mengalami proses isotermal sampai-sampai

tekanannya menjadi 6 kali dari tekanan semula, maka volume gas

berubah menjadi.....

Penyelesaian:

Diketahui:

Tekanan awal (P1) = P

Tekanan akhir (P2) = 6P

Volume awal (V1) = V

Ditanya:

Volume akhir gas (V2) = ?

Jawab:

Hukum Boyle (proses isotermal atau suhu konstan):

P.V = konstan

P1.V1 = P2.V2

(P)(V) = (6P)(V2)

V = 6.V2

V2 = V = 1
6 6

Jadi volume gas berubah menjadi 1 kali volume awal.

6

2. Suatu gas bervolume 3 m3 berada di dalam sebuah bejana tertutup yang

suhunya terjaga tetap, tekanan mula-mula gas tersebut adalah 2 Pa.

Apabila tekanannya dinaikkan menjadi 6 Pa, berapa besar volumenya

?

Penyelesaian:

Diketahui:

V1 = 3 m3

P1 = 2 Pa

P2 = 6 Pa

12

Ditanya:

V2 = ?

Jawab:

P1V1 = P2V2

V2 = P1V1 = 2 ×3
P2 6

= 6 = 1 m3

6

3. Dalam sebuah tabung tertutup, volumenya dapat berubah-ubah dengan

tutup yang bisa bergerak, pada mulanya emiliki volume 1,2 lt. Pada

saat itu tekanannya diukur 1 atm dan suhunya 27°. Apabila tutup

tabung ditekan sehingga tekanan gas menjadi 1,2 atm ternyata volume

gas menjadi 1,1 lt. Berapa suhu gas tersebut ?

Penyelesaian:

Ditanya:

V1 = 1,2 lt

V2 = 1,2 atm

P1 = 1 atam

P2 = 1,2 atm
T1 = 27° + 273 = 300 K

Ditanya:

T2 = ?

Jawab:

P2V2 = P1V1

T2 T1

1,2 ×1,1 = 1 ×1,2

T2 300

T2 = 300.1,1 = 330 K

atau T2 = 330-273 = 57℃

Jadi, suhu gasnya adalah 57℃

13

EVALUASI

Pilihan Ganda
Berilah tanda silang (x) pada huruf a, b, c, d, atau e yang dianggap
benar !

1. Perhatikan pernyataan-pernyataan di bawah ini !
1) Setiap partikel selalu bergerak dengan arah teratur dan tertentu.
2) Gaya tarik-menarik antar partikel dipertimbangkan.
3) Partikel gas tersebar merata dalam ruangan.
4) Ukuran partikel diabaikan.
5) Tumbukan yang terjadi dianggap lenting sempurna.
Sifat gas ideal ditunjukkan oleh pernyataan.....
a. 2) dan 4)
b. 1) dan 3)
c. 2), 3), dan 4)
d. 3), 4), dan 5)
e. 1), 2), dan 3)

2. Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas di dalam ruang
tertutup:
1) Tekanan
2) Volume
3) Suhu
4) Jenis zat
Pernyataan di atas yang benar adalah.....
a. 1) dan 3)
b. 1) dan 2)
c. 1) dan 4)
d. 3 saja
e. 2 saja

14

3. Di bawah ini yang termasuk pengertian dari volume adalah.....
a. Perhitungan derajat panas suatu ruang.
b. Perhitungan seberapa banyak ruang yang bisa ditempati dalam
suatu objek.
c. Perhitungan waktu yang dibutuhkan benda untuk bergerak.
d. Perhitungan perubahan keadaan benda.
e. Perhitungan usaha yang dilakukan benda.

4. Di bawah ini yang termasuk pengertian dari suhu adalah.....
a. Suatu besaran fisika yang menyatakan perpindahan suatu
benda.
b. Suatu besaran fisika yang menyatakan perubahan jarak suatu
benda.
c. Suatu besaran fisika yang menyatakan derajat panas suatu
benda.
d. Suatu besaran fisika yang menyatakan kerangka acuan suatu
benda.
e. Suatu besaran fisika yang menyatakan energi yang terdapat
dalam suatu benda.

5. Di bawah ini yang termasuk pengertian dari tekanan gas adalah.....
a. Tingkat kelembaman suatu tempat.
b. Ketinggian suatu benda saat dilemparkan.
c. Derajat panas suatu tempat.
d. Suhu pada suatu ketinggian.
e. Udara tergantung dari ketinggian suatu tempat di ukur dari
permukaan air laut.

6. Apabila suatu gas ideal dimampatkan secara isotermal sampai
volumenya menjadi setengah dari volume semula maka.....
a. Tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap.
b. Tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya.
c. Tekanan dan suhu tetap.
d. Tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya.
e. Tekanan dan suhu menjadi setengahnya.

15

7. Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan mutlak dan Ek

menyatakan energi kinetik rata-rata molekul gas. Berdasarkan

persamaan tersebut adalah.....

a. Semakin tinggu suhu, gerak partikel semakin lambat.

b. Semakin tinggi suhu, gerak partikel semakin cepat.

c. Semakin tinggi suhu, energi kinetik semakin kecil.

d. Suhu gas tidak mempengaruhi gerak partikel.

e. Suhu gas berbanding terbalik dengan energi kinetik.

8. Pilihlah persamaan teori kinetik gas yang dikemukakan oleh

Charles !

a. P1 = P2
T2
T1

b. V1 = V2

T1 T2

c. P1V1 = P2V2

T1 T2

d. P1V1 = P2V2

9. 1) Sebanding dengan kecepatan rata-rata partikel gas.

2) Sebanding dengan energi kinetik rata-rata partikel gas.

3) Berbanding terbalik dengan volume gas.

4) Tidak bergantung pada banyaknya partikel gas.

Pernyataan yang benar mengenai tekanan gas dalam ruang tertutup

adalah.....

a. 4 saja

b. 2) dan 4)

c. 1) dan 3)

d. 1), 2), dan 3)

e. 1), 2), 3), dan 4)

10.Suatu ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan

partikel gas di dalamnya v. Apabila suhu gas tersebut dinaikkan

menjadi 2T, maka kecepatan partikel gas tersebut adalah.....

16

a. 1 v

2

b. √2 v
c. v2
d. 4 v
e. 2 v

Essay
Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar !

1. Jelaskan pengertian teori kinetik gas !
2. Sebutkan sifat-sifat teori kinetik gas !
3. Jelaskan secara rinci mengenai konsep teori kinetik gas yang kamu

ketahui !
4. Jelaskan hubungan antara suhu, volume, dan tekanan gas pada

ruang tertutup !
5. Sebutkan contoh gas ideal dalam kehidupan sehari-hari !
6. Apa yang dimaksud dengan teorema ekipartisi ?
7. Sebut dan jelaskan proses-proses pada gas ideal !
8. Dalam sebuah wadah tertutup, gas memuai sampai-sampai

volumenya berubah menjadi 2 kali volume awal. Hitunglah
perubahan tekanan gas !
9. Gas berada dalam bejana tertutup mulanya bersuhu 27℃. Supaya
tekanannya menjadi 2 kali semula, maka suhu ruangan tersebut
adalah.....
10.Dalam suatu bejana tertutup terdapat gas yang bervolume 2 liter
dan suhunya 27℃. Jika volume gas menjadi 3 liter, maka suhu gas
menjadi.....

17

RANGKUMAN

Teori kinerik merupakan suatu terori yang menjelaskan mengenai

perilaku system fisis dengan menganngap bahwa system itu terdiri

dari sejumlah molekul yang bergerak dengan cepat. Teori kinetik

gas merupakan suatu teori kinetik dimana digunakan untuk

menjelaskan sifat-sifat dari gas. Benda gas merupakan suatu bentuk

serta wujud dari zat benda yang memiliki volume dan bentuk dengan

kondisi berubah-ubah sesuai dengan ruang yang ditempatinya. Gas

sejati adalah gas nyata yang ada di sekitar kita. Contohnya yakni gas

yang kita hirup, gas yang keluar dari kendaraan bermotor, dan

sebagainya. Gas sejati memiliki sifat dan interaksi yang sangat

kompleks. Gas ideal merupakan gas teoretik yang digunakan untuk

mempelajari perilaku gas, karena gas sejati bersifat kompleks.

Persamaan gas ideal :


=

atau

=

Sifat-sifat Pada Gass Ideal :
a) Gas terdiri dari partikel dalam jumlah banyak yang disebut

dengan molekul
b) Partikelnya bergerak secara acak atau sembarangan
c) Tidak ada gaya tarik-menarik antara partikel satu dengan

partikel lain.
d) Jika partikel menumbuk dinding atau partikel lain, tumbukan

dianggap lenting (elastis) sempurna.
e) Selang waktu tumbukan antara satu partikel dengan partikel lain

jarak antar partikel lebih besar daripada ukuran partikel.
f) Hukum Newton tentang gerak tetap berlaku.
g) Jarak antar partikel lebih besar daripada ukuran partikel
h) Hukum Newton tentang gerak tetap berlaku.

18

Proses-proses Pada Gas Ideal:
a) Proses Isobarik (Tekanan selalu Konstan)
b) Proses Isotermik (Suhu selalu konstan)
c) Proses adiabatik (proses perubahan sistem tanpa ada kalor yang

masuk atau keluar dari system)
d) Proses Isokorik (Volume selalu Konstan)
Pada teorema ekipartisi energi mengatakan bahwa energi total harus
terbagi secara merata pada setiap derajat kebebasan. Teorema
ekipartisi energi diturunkan dari mekanika statistic klasik, yang
didasarkan pada hukum-hukum mekanika Newton.
Energi dalam (E) adalah energi total yang terdapat pada sebuah
system dengan mengecualikan energi kinetic (Ek) pergerakan
system pada satu kesatuan dan energi potensial (Ep) system akibat
gaya-gaya dari luar. Perubahan energi dalam bisa diketahui dengan
cara mengukur kalor (q) dan kerja (w), yang timbul apabila suatu
system bereaksi. Maka dari itu, perubahan energi dalam dapat
dirumuskan dengan menggunakan persamaan E = q – w.
Hukum-Hukum yang Berkaiatan dengan Energi Kinetik Gas :
a) Hukum Boyle adalah hukum gas yang menyatakan bahwa

tekanan yang diberikan oleh gas berbanding terbalik dengan
volume yang ditempati olehnya.
b) ukum Charles, berbunyi “Jika gas berada dalam ruangan tertutup
dengan massa dan tekanan konstan, maka volumenya
berbanding lurus dengan suhu mutlaknya”.
c) Hukum Gay Lussac merupakan sebuah hukum yang membahas
mengenai hubungan antara tekanan dan suhu dari gas ideal pada
keadaan volume yang konstan. Bunyi dari hukum Gay Lussac
adalah “Tekanan suatu gas akan berbanding lurus dengan suhu
absolutnya pada keadaan volume yang konstan”.
d) Hukum Boyle-Gay Lussac adalah gabungan drai hukum Boyle
dan Hukum Gay-Lussac yang berbunyi “Jika volume gas
diperkecil, maka tekanan gas tersebut membesar asalkan
suhunya tetap. Atau apabila volume gas diperbesar maka
tekanan mengecil”.

19

DAFTAR PUSTAKA

Frederick J. Bueche. Seri buku schaum, teori soal dan soal-soal,
“FISIKA”, edisi kedelapan 1999, Erlangga

Giancolli, Douglas C. 2001. Fisika. Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Penerbit
Erlangga

Hewitt, P. G., 1987, Conceptual Physics, California: Addison Wesley
Publishing Company, Inc.

Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid 1 (Terjemahan), Jakarta:
Penerbit Erlangga

Kanginan, Marthen, 2007. Fiska untuk SMA kelas XI. Jakarta: Erlangga
Reunolds, W. C. dan Pernkins H. C. Termodinamika Teknik.

Diterjemahkan oleh Fillino Harahap. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Serway, Raymond, dan John W. Jewett, Jr. Penerjemah Chriswan

Sungkono. 2009. FISIKA Untuk Sains dan Teknik Buku 1 Edisi 6.
Jakrta: Salemba Teknika.
Tipler, P. A., 1998, Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1 (Terjemahan),
Jakarta: Penerbit Erlangga Jilid 1.

20

Data Diri Penulis

Nama : Febi Navila Ella Firdani
NIM : 210210102071
TTL : Malang, 05 Juli 2002

Nama : Salsabila Ariyanto
NIM : 210210102072
TTL : Banyuwangi, 02 Januari 2003

Nama : Syalung Herlina Putri
NIM : 210210102081
TTL : Banyuwangi, 03 Desember 2002

21