teori kinetik gas

A.  Teori Kinetik Gas

1. Gas Ideal 

            Gas dianggap terdiri atas molekul-molekul gas yang disebut partikel. Teori ini tidak mengutamakan kelakuan sebuah partikel tetapi meninjau sifat zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel tersebut. Untuk menyederhanakan permasalahan teori kinetik gas diambil pengertian tentang gas ideal, dalam hal ini gas dianggap sebagai gas ideal.

Sifat-sifat gas ideal adalah sebagai berikut.

1.      Terdiri atas partikel yang banyak sekali dan bergerak sembarang.

2.      Setiap partikel mempunyai masa yang sama.

3.      Tidak ada gaya tarik menarik antara partikel satu dengan partikel lain.

4.      Jarak antara partikel jauh lebih besar disbanding ukuran sebuah partikel.

5.      Jika partikel menumbuk dinding atau partikel lain, tumbukan dianggap lenting sempurna.

6.      Hukum Newton tentang gerak berlaku.

7.      Gas selalu memenuhi hukum Boyle-Gay Lussac

Pada keadaan standart 1 mol gas menempati volume sebesar 22.400 cm³ sedangkan jumlah atom dalam 1 mol sama dengan : 6,02 x 10²³ yang disebut bilangan avogadro (N_o) Jadi pada keadaan standart jumlah atom dalam tiap-tiap cm³ adalah :

Banyaknya mol untuk suatu gas tertentu adalah : hasil bagi antara jumlah atom dalam gas itu dengan bilangan Avogadro.

N         = jumlah mol gas

N         = jumlah atom

N_A       = bilangan avogadro   6,02 x 10²³.

Seorang Inggris, Robert Boyle (1627-1691) mendapatkan bahwa jika tekanan gas diubah tanpa mengubah suhu volume yang ditempatinya juga berubah, sedemikian sehingga perkalian antara tekanan dan volume tetap konstan.

Hukum Boyle dirumuskan :

p V      = konstan (asal suhu tidak berubah)

 

                                    p₁V₂     = p₂V₂

Jika ada n mol gas, persamaan untuk gas ideal menjadi p V = nRT dimana R adalah konstanta umum gas, berlaku sama untuk semua gas, nilainya R = 8,3144 joule/mol.K = 8,3144.10³ Joule/Mol.K atau R = 0,0821 atm liter/mol.K (satuan sehari-hari).

Persamaan diatas menghubungkan tekanan, volume, dam suhu, yang menggambarkan keadaan gas, maka disebut persamaan keadaaan gas atau hukum Boyle-Gay Lussac. Perubahan variable keadaan disebut proses. Proses isotermis adalah proses yang suhu (T) selalu tetap, maka p V = konstan. Proses isobarik adalah  proses yang tekanannya selalu konstan, V/T = konstan. Proses isokhorik/isovolume proses yang volumenya selalu tetap p/T = konstan.

Jika N adalah jumlah molekulgas dan N_A adalah bilangan Avogadro = 6,022.10²³ , maka jumlah mol gas :

 n = n/NA

sehingga          p V =  n/Na. R. T

p V = n/Na . R. T

p V = N. R/Na . T

Karena             k =  R/Na = 1,3807.10^-23   joule/K disebut konstanta Boltzman (mengabadikan Ludwig Boltzman (1844-1906) dari Austria) maka, persamaan gas Ideal menjadi :        p V = N.k.T

Jumlah mol suatu gas adalah  massa gas itu (m)  dibagi dengan massa molekulnya. ( M = M_r )

Jadi :

n = m/Mr

p.v = m R/Mr. T       atau   p = M/V.R/Mr.T

Dan karena massa jenis gas () maka kita dapatkan persamaan dalam bentuk sebagai berikut :

   atau      atau  

Jelas terlihat bahwa rapat gas atau massa jenis gas tergantung dari tekanan, suhu dan massa molekulnya.

Persamaan gas sempurna yang lebih umum, ialah dinyatakan dengan persamaan :

p V = n R T

Jadi gas dengan massa tertentu menjalani proses yang bagaimanapun perbandingan antara hasil kali tekanan dan volume dengan suhu mutlaknya adalah konstan. Jika proses berlangsung dari keadaan I ke keadaaan II maka dapat dinyatakan bahwa :

Persamaan ini sering disebut dengan Hukum Boyle-Gay Lussac.

teori