Pernahkah kamu mengalami ban kempes dan mengalami kesulitan sendiri? Apakah kamu tahu apa penyebab ban tersebut dapat kempes? Kamu akan akan menemukan jawaban dari permasalahan teori kinetik gas. Ban yang kempes artinya udara yang ada di dalam ban mengalami penyusutan. Penyusutan tersebut dikarenakan suhu naik sehingga mempengaruhi kenaikan tekanan.
Jika tekanan dalam ban naik maka akan menyebabkan volume udara dalam ban menjadi berkurang, akibatnya ban menjadi kempes. Mungkin kamu akan bertanya-tanya mengapa kenaikan suhu dapat berpengaruh kepada tekanan dan volume. Pada materi teori kinetik gas kali ini kamu akan mengetahui mengenai hal tersebut.
Pengertian Teori Kinetik Gas
Teori kinetik gas membahas tentang sifat-sifat yang dimiliki oleh gas ideal. Gas ideal ialah kumpulan beberapa partikel gas yang tidak saling bersentuhan karena jarak antar partikel sangat jauh dan bergerak secara acak. Sifat-sifat yang dimiliki oleh gas ideal di antaranya ialah sebagai berikut.
Ukuran partikelnya sangat kecil jika dibandingkan dengan ruangannya.
Tumbukan antar partikel atau tumbukan dengan ruangan yang lenting sempurna mengakibatkan gas ideal bergerak.
Gas ideal bergerak menurut garis lurus secara cepat.
Jumlah partikelnya sangat banyak.
Terdapat persamaan gas ideal yaitu sebagai berikut.
Keterangan:
P = tekanan gas (Pa)
n = jumlah mol (mol)
V = volume gas (m3)
Mr = massa molekul relatif (kg/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
Na = bilangan Avogadro = 6,02 × 1023 partikel/mol
ρ = massa jenis gas (kg/m3)
T = suhu gas (K).
Berdasarkan penjelasan di atas, hubungan antara tetapan, mol, dan jumlah partikel pada persamaan gas ideal. Berikut adalah rumus yang menyatakan hubungan antara berbagai besaran tersebut:
Keterangan:
Na atau L = bilangan Avogadro (6,02 x 1023 partikel)
m = massa benda (gram)
M atau mm = massa molar, Ar atau Mr (gram/mol)
Hukum Standar Teori Kinetik Gas
Tidak hanya pasangan yang harus ideal hehe, gas pun memliki idealnya. Gas ini terdapat suhu, jumlah molekul gas, volume, dan tekanan dan berada pada ruang tertutup. Ada berbagai hukum-hukum standar teori kinetik gas yang dapat menjelaskan hubungan berbagai besaran tersebut. Berikut adalah beberapa hukum standar yang digunakan pada teori kinetik gas yang harus Anda pahami.
1. Hukum Boyle
Hukum Boyle menyatakan bahwa tekanan gas berbanding terbalik dengan volume jika suhu pada suatu gas dijaga secara konstan. Sistem dari hukum boyle dapat dituliskan sebagai berikut.
PV = konstan
P1V1 = P2V2
Keterangan:
P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)
P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)
V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3)
V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3)
2. Hukum Gay-Lussac
Hukum ini menyatakan bahwa tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya jika volume pada suatu gas dijaga secara konstan. Secara matematis hukum ini dapat dituliskan seperti berikut ini.
Keterangan:
P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)
P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)
T1 = suhu gas pada keadaan 1 (K)
T2 = suhu gas pada keadaan 2 (K)
3. Hukum Charles
Jika tekanan pada suatu gas dijaga secara konstan, hukum ini menyatakan bahwa volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya.. Hukum ini biasa disebut dengan istilah isobar. Berikut rumus secara matematis pada Hukum Charles yang harus Anda pahami.
Keterangan:
T1 = suhu gas pada keadaan 1 (K)
T2 = suhu gas pada keadaan 2 (K
V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3)
V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3)
4. Hukum Boyle-Gay Lussac
Sejumlah partikel mol gas hasil kali antara tekanan dengan volume kemudian dibagi dengan suhu adalah tetap. Hukum ini dapat dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)
P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)
V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3)
V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3)
T1 = suhu gas pada keadaan 1 (K)
T2 = suhu gas pada keadaan 2 (K)
Tekanan Gas Ideal
Adanya tekanan dikarenakan gas berada di dalam ruang tertutup. Penyebab adanya tekanan tersebut adalah tumbukan antar partikel-partikel gas dengan dinding pada ruangan saat gas tersebut berada. Rumus tekanan gas dalam ruang tertutup ialah sebagai berikut.
Keterangan:
N = jumlah partikel gas
m = massa partikel gas (kg)
v = kecepatan rata-rata partikel gas (m/s)
V = volume gas (m3)
Ek = energy kinetik rata-rata partikel gas (joule)
P = tekanan gas (N/m2)
Energi Kinetik Gas
Energi kinetik gas merupakan energi yang dimiliki gas akibat bergerak. Kecepatan yang timbul karena gas bergerak inilah yang dapat memberikan pengaruh terhadap energi kinetik gas. Energi kinetik gas dapat 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)
Ek = energi kinetik rata-rata partikel gas (joule)
Sedangkan untuk kecepatan gas pada ruangan tertutup dapat dihitung dengan rumus berikut.
Dilihat dari rumus di atas merupakan massa jenis gas (kg/m3).
Contoh Soal Teori Kinetik Gas
1. Gas pada suhu dan tekanan standar memiliki jumlah mol sebanyak 4 mol. Tentukan volume gas tersebut!
Diketahui:
Suhu dan tekanan standar, maka suhunya 0 ºC dan tekanannya 1 atm.
T = 0 + 273 = 273 kelvin
P = 1 atm = 1,01 × 105 N/m2
N = 4 mol
R = 8,314 J/mol.K
Ditanya: V =…?
Jawab:
Jadi volume 4 mol gas pada saat suhu dan tekanan standar ialah 0,089 m3.
2. Gas ideal pada ruang tertutup awalnya memiliki tekanan dan volume sebesar P dan V. Jika tekanan gas dinaikkan hingga 5 kali tetapi volumenya tetap, maka hitunglah perbandingan energi kinetik awal dengan energi kinetik akhir pada gas tersebut!
Diketahui:
P1 = P
P2 = 5P
V1 = V2
Ditanya:
Perbandingan energi kinetik awal dengan energi kinetik akhir (Ek1 : Ek2).
Jawab:
Maka perbandingan energi kinetik awal dengan energi kinetik akhir ialah 1:5.
REKOMENDASI
Gelombang Mekanik Salah satu materi dari ilmu fisika ialah gelombang. Gelombang ini berkaitan dengan ilmu fisika ya bukan kaitannya dengan bencana alam. Seperti tsunami dan lain-lain, hehe. Gelombang merupakan getaran yang merambat.…
Gelombang Cahaya Kamu pasti pernah berpikir mengapa cahaya lampu dapat menyebar hingga ke seluruh ruangan, sehingga seluruh ruangan menjadi terang oleh cahaya. Seperti saat kamu berfoto akan sering mencari angle terdapat cahaya,…
Matriks Dasar dan Operasi Matriks: Ringkasan Materi Lengkap Pada materi dasar matematika, mungkin kamu akan banyak belajar tentang penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian ataupun teori geometri dasar. Namun tahukan kamu, jika perasi dasar layaknya perkalian dan penjumlahan dasar memang…
Bilangan Kuantum: Pengertian, Bentuk dan Orbital Atom Bilangan Kuantum - Ketika bersinggungan dan membahas kimia pertama kali, mungkin kamu telah mempelajari beberapa teori tentang atom yang cukup sederhana, misalnya teori John Dalton. Namun, perlu diketahui, teori atom…
Bahas Tuntas Tentang Turunan Fungsi Trigonometri, Bonus 8… Turunan fungsi trigonometri - Sebelumnya mungkin kamu sudah paham dengan fungsi turunan aljabar, dan bagaimana aplikasinya dalam matematika maupun dalam kehidupan sehari-hari. Tapi, ternyata materi fungsi turunan belum berhenti disitu…
√ Teks Berita: Pengertian, Struktur,Ciri, Syarat, Kaidah,… Apa itu Teks Berita? Berikut adalah Pengertian, Struktur, Ciri Ciri, Kaidah Kebahasaan, Syarat serta Panduan Menulis Teks Berita Yang Baik Dan Benar. Semua ini akan kami bahas satu persatu, semata-mata…
Memahami Materi Statistik Inferensial Dengan Lebih Mudah… Statistik Inferensial - Sebenarnya, statistika ada dua macam yaitu statistika deskriptif dan statistika inferensial. Nah, sebelum mengetahui lebih lanjut lagi tentang statistika iferensial, apakah kamu sudah mengerti apa sebenarnya statistika…
Hukum Gravitasi Newton dalam Ilmu Fisika Salah satu bahasan dalam ilmu fisika yang sangat wajib untuk Kamu pelajari adalah bahasan hukum gravitasi newton dalam ilmu fisika. Karena rumus tersebut dapat menjadi sebuah rumus yang terdapat pada…
10 Cara Membuat Makalah Yang Baik dan Benar Cara membuat makalah yang baik dan benar - Bagi kamu seorang mahasiswa, pastinya sudah sering membuat makalah untuk tugas kuliah. Namun seringkali kamu menghadapi stres berat dalam menulis makalah yang…
Kesetimbangan Benda Tegar Apakah Kamu merupakan seorang yang gemar dengan fisika? Apabila iya mungkin Kamu sudah tidak asing lagi dengan istilah kesetimbangan benda tegar. Kesetimbangan yang dimaksud di sini adalah sebuah kondisi ketika…
Materi Teks Prosedur Lengkap Materi Teks Prosedur - Penggunaan sebuah cerita atau teks dalam bahasa Indonesia memang berbeda-beda, sebagian besar memang mudah untuk dipahami karena sering kita gunakan dalam kegiatan keseharian. Akan tetapi pada…
Efek Doppler Ketika kamu sedang berjalan pernahkah kamu merasa takut dengan bunyi ambulans. Mungkin beberapa di antara kamu jika sedang mengendarai sepeda motor akan lebih melipir dan menunggu mobil itu jauh, hehe…
Pengertian Inflasi Anda yang merupakan anak generasi 90-an, mungkin masih ingat bahwa dahulu kita bisa membeli satu piring nasi goreng dengan harga Rp 3.000 saja saat masih duduk di bangku Sekolah Dasar.…
Momentum dan Impuls Momentum dan impuls akan dibahas dalam pembahasan kali ini. Adanya momentum serta impuls yang terjadi diakibatkan oleh karena sifat kelembaman. Kelembaman yang dimaksud yaitu sebuah sifat yang dapat mempertahankan keadaan…
Kritik Seni: Pengertian, Fungsi, Jenis, Bentuk, Contoh Kritik seni - Seni adalah ekspresi atau penerapan keterampilan dan imajinasi kreatif manusia, biasanya dalam bentuk visual seperti lukisan atau patung, menghasilkan karya yang dihargai terutama karena keindahan atau kekuatan…
Keseimbangan Pasar Ekonomi tidak pernah lepas dari perbincangan masyarakat. Terutama perihal pasar selalu menjadi menu utama dalam kehidupan masyarakat Indonesia. Keseimbangan pasar merupakan salah satu elemen paling penting untuk dijaga. Dalam ruang…
Suhu dan Kalor Suhu dan kalor merupakan salah satu materi yang ada dalam ilmu fisika. Pembahasan kali ini biasanya sangat identik dengan panas, namun maksud dari ilmu fisika yang satu ini tidaklah selalu…
Efek Fotolistrik Tahukah Kamu pada abad ke 19 terdapat suatu eksperimen untuk mengamati sebuah fenomena radiasi? Yaps, dari eksperimen tersebut ditemukan sebuah energi yang timbul akibat elektron saat cahaya menabrak permukaan benda…
Proses Fotosintesis pada Tumbuhan Proses Fotosintesis pada Tumbuhan - Tumbuhan merupakan salah makhluk hidup yang juga dapat tumbuh dan berkembang biak. Namun mereka mempunyai cara sendiri untuk bertahan hidup khususnya dalam hal makanan. Seperti…
Integral Substitusi dan Parsial Intergral substitusi dan parsial merupakan metode yang bisa kamu gunakan dalam menyelesaikan permasalahan integral itu sendiri. Integral substitusi yaitu metode yang digunakan pada persoalan integral dimana pada bagian fungsi adalah…
Sungai: Pengertian, Bentuk, Jenis, Klasifikasi dan Fungsi Sungai sudah sangat sering Kamu temui bukan? Jika didasarkan pada ilmu pengetahuan, materi mengenai sungai ada pada ilmu geologi yang mana membahas seputar proses terbentuknya bumi dari awal hingga saat…
Mengenal Lebih Jauh tentang Zat Padat Zat padat adalah salah satu dari tiga kondisi dasar materi selain dari bentuk cair dan gas. (Kadang-kadang plasma, atau gas terionisasi, dianggap sebagai materi keempat.) Bentuk padat dari cairan atau…
Prinsip Ekonomi Semua hal di dunia ini memiliki prinsip agar sesuatu tersebut dapat berjalan semestinya dan sesuai harapan, begitu juga dengan ekonomi. Teori ekonomi juga memiliki prinsip yang disebut dengan prinsip ekonomi.…
Passive Voice Kamu ingin fasih berbahasa Inggris? Ada satu hal yang tidak boleh kamu lewatkan, yaitu passive voice atau kalimat pasif. Bentuk kalimat yang satu ini sangat lazim digunakan dalam percakapan sehari-hari…
Gelombang Bunyi Setiap hari pasti kamu mendengar bunyi baik itu bunyi dari orang berbicara atau bunyi suara tetangga rumah hehe atau seperti musik, dan lain sebagainya. Tahukah kamu bahwa bunyi sebenarnya merupakan…
Daya dalam Kehidupan Sehari-Hari Semua orang sangat akrab dengan daya atau kekuatan. Kekuatan membantu mengukur energi yang digunakan untuk melakukan pekerjaan. Kekuatan selalu tergantung pada pekerjaan yang dilakukan, jadi jika seseorang bekerja dengan kecepatan…
√ Teks Tanggapan Kritis : Pengertian, Ciri, Fungsi, Tujuan,… Apa saja yang kamu ketahui mengenai teks tanggapan kritis? Teks ini merupakan sebuah teks yang isinya adalah pendapat dan juga gagasan, yang disampaikan oleh seseorang pada setiap persoalan atau kejadian…
Permintaan dan Penawaran Dalam perekonomian dunia tentunya selalu mengalami kenaikan harga dari segi kebutuhan bahan pokok. Kenaikan ini dapat terjadi menjelang perayaan hari raya berbagai agama. Paling seringnya kenaikan harga gas elpiji 3…
Apa itu Kalimat Sumbang? Apa itu Kalimat Sumbang - Berikut adalah pembahasan mengenai pengertian, ciri-ciri, contoh dan bagaimana cara menemukan kalimat sumbang. In sha allah disini akan dijelaskan secara lengkap mengenai kalimat sumbang. Dalam…
Hukum Ohm Dalam ilmu fisika terdapat suatu hukum yang menyatakan besaran arus listrik yang mengalir dalam sebuah benda sebagai penghantar. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Ohm. Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti memanfaatkan…