Materi Fisika Dasar : Teori Kinetik Gas

TEORI KINETIK

PENDAHULUAN

                Dalam teori kinetik zat dimisalkan terdiri atas partikel atau molekul yang diskrit dan senantiasa bergerak. Dalam gas, moleku-molekul itu bergerak secara acak, dengan laju yang sangat berbeda dari laju nol sampai laju yang sangat tinggi.

BILANGAN AVOGADRO (N_A)

 Bilangan Avogadro adalah jumlah partikel (molekul ataupun atom) yang terdapat dalam 1 kmolzat.

Untuk semua zat

N_A = 6,022 × 10²⁶ partikel per Kilo mol.

                MISALKAN:

                                                Untuk H₂ dan O₂, M adalah 2 kg/mol dam 32 kg/mol. Ini berarti dalam masing-masing 2 kg H₂ dan 32 kg O 2 terdapat 6,02 × 10²⁶ molekul.

 MASSA MOLEKUL

Massa molekul atau atom dapat ditemukan dari berat molekul  (atau berat atom) M zat tersebut dan bilang avogadro N_A. Karena M kg mengandung N_A partikel, maka massa m_o  satu partikel adalah:

_{ENERGI KINETIK TRANSLASI RATA-RATA}

                        Energi kinetik rata-rata suatu molekul gas adalah 33 KT/2 dengan  T  adalah suhu mutlak gas dan  k = R/N_A = 13181 × 10^-23 J/K disebut  tetapan Boltzmann. Untuk molekul yang massanya m_o.

KT

LAJU RMS

            Laju RMS (root mean squared speed) molekul gas adalah akar dari harga rata-rata v² satu molekul dihitung dalam selang waktu yang cukup lama. Setara dengan ini, kita dapat menghitung harga rata-rata itu terhadap semua molekul pada saat tertentu. Dengan mengingat apa rata-rata energi kinetik itu, diperoleh rumus :

PENGERTIAN SUHU MUTLAK

            Pengertian suhu mutlak gas ideal diperoleh dari hubungan

T =

Yang mengandung makna bahwa suhu mutlak gas ideal adalah sebanding dengan harga rata-rata EK translasi molekulnya.

TEKANAN

            Tekanan dari suatu zat ideal telah diberikan dalam bentuk  PV = (m/M)RT. Dengan memperhatikan bahwa  m = Nm₀, dimana N adalah jumlah molekul di dalam volume  V, dan dengan menggantikan T dengan nilai yang ditentukan di atas, dieroleh

V =

Selanjutnya, berhubung Nm/V₀ =  maka massa jenis gas

 JEJAK BEBAS RATA-RATA

 Jejak bebas rata-rata molekul gas adalah jarak rata-rata yang ditempuh molekul antara tumbukan-tumbukan. Untuk gas ideal dengan molekul yang berbentuk bola dengan jari-jari b:

Jejak bebas rata-rata =

Dengan N /V adalah jumlah molekul per satuan volume.