Teori Kinetik Gas: Postulat, Faktor, Rumus, Contoh

Hai sobat. Kali ini kita akan membahas mengenai teori kinetik gas.

Apakah kalian sudah pernah mendengar ini belum?

Pengertian Teori Kinetik Gas

Teori kinetik gas menyatakan bahwa setiap zat terdiri dari atom atau molekul dan atom atau molekul tersebut bergerak terus menerus secara tek beraturan.

Teori kinetic gas juga menjelaskan “Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat dan karena itu memiliki energi yang lebih besar dari pada partikel-partikel dalam benda yang lebih dingin”.

Teori kinetik gas merupakan teori pertana yang menjelaskan mengenai tekanan gas berdasarkan konsep tumbukan molekul. Bukan berdasar gaya statik yang menyebabkan molekul menjauh satu sama lain.

Teori ini menjelaskan bagaimana ukuran molekul mempengaruhi kecepatan gerak molekul dalam suatu gas. Pada teori kinetic gas juga memiliki beberapa asumsiatau postulat yang dijelaskan dibawah ini.

Postulat Teori Kinetik Gas

Supaya teori ini dapat menjelaskan alasan reaksi gas, maka kita memerlukan beberapa asumsi atau postulat yang mendukung property gas tersebut, yaitu:

• Gas tersusun atas banyak partikel kecil
• Jumlah molekul yang sangat banyak, menjadikan perlakuan statistic bisa diterapkan
• Molekul bergerak dengan konstan dan acak. Partikel bergerak dengan cepat, konstan, dan acak sehinggasaling bertabrakan dengan dinding.
• Tumbukan partikel terhadap dinding bersifat lenting sempurna
• Interaksi molekul bisa tidak dianggap.
• Volume molekulgasdapat diabaikan jika dibandingkan dengan volume wadahnya,
• Bentuk molekul berupa bola sempurna dan lentur.
• Suhhu sistem adalah satu satunya yang menyebabkan pengaruh energi kinetic partikel gas.
• Efek-efek Mekanika kuantum dapat diabaikan.
• Efek-efek relativistik dapat diabaikan.
• Waktut terjadinya tummbukan bisa diabaikan karena nnilainyaberbanding lurus terhadap waktu tumbukan
• Waktu berbanding terbalik terhadap persamaan gerak molekul.

Asumsi atau postulat tersebut banyakdidasarkan dari konsep persamaan boltzman. Akan tetapi materi persamaan boltzman akan dibahas dalam artikel lain ya teman. Selanjutnya kita akan membahas factor yang mempengaruhi.

Baca juga Tekanan Hidrostatis.

Faktor dan Rumus Teori Kinetik Gas

1. Tekanan

Tekanan dapat dijelaskan oleh teori kinetik sebagai kemunculan dari gaya yang dihasilkan oleh molekul-molekul gas yang menabrak dinding wadah. Secara matematis dapat dituliskan sepertidi bawah.

P = F/A = Nmv²_rms/3Al

2. Suhu dan Energi Kinetik

Berangkat dari hokum gas ideal kita dapat menjelaskan factor suhu dan energi kinetic dari teori kinetic gas.

PV = Nk_BT

Dimana B adalah konstanta boltzman dan T adalah suhu absolut. Dari persamaan diatas kita dapat merumuskan menjadi.

PV = Nmv²_rms / 3

3. Banyak Tumbukan dengan Dinding

Jumlah tumbukan atom dengan dinding wadah tiap satuan luar tiap satuan waktu dapat diketahui. Dari asumsi gas ideal menghasilkan persamaan sebagai berikut

A = N v_avg / 4V

4. Laju RMS Molekul

Dari persamaan energi kinetik dapat ditunjukkan bahwa:

V²_rms = 3RT/massa mol

dengan v pada m/s, T pada kelvin, dan R adalah konstanta gas. Massa molar diberikan sebagai kg/mol.

Kelajuan paling mungkin adalah 81.6% dari kelajuan RMS, dan rerata kelajuannya 92.1% (distribusi kelajuan Maxwell-Boltzmann).

Baca juga Usaha dan Energi.

Teori Kinetik Gas dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Merebus Air

Pernah tidakkamu memperhatikan saat ibumu merebus air dengan menggunakan teko?

Saat awal dinyalakan terlihat air masih dalam keadaan diamsetelah mendidih air akan terlihat seperti ada gelembung.

Setelah itu teko akan berbunyi seperti peluit. Iyakan?

Itu disebabkan saat awal air (partikel air) masih dalam keadaan stabil dan belum mengalami perpindahan panas.

Akan tetapi saat mendidih partikel air mulai bergerak lebih cepat karena akibat dari panas yang merambat dari kompor  sampai kepartikelair tersebut.

Sedangkan bunyi tersebut dikarenakan perubahan tekanan yang ada dalam teko.

Dimana partikel gas yang ada di dalam terdesar oleh pergerakan partikel gas lain yang menjadikan gas keluar dari teko sehingga menyebabkan bunyu teko seperti peluit.

2. Es Batu

Ketika kalian mengambil es batu dari  dalam lemari pendingin kalian akan merasakan suhu yang dingin di  es tersebut dan dilingkungan sekitarnya.

Jika es tersebut kalian letakan pada kondisi lingkungan dengan suhu kamar. Lama kelamaan es tersebut akan mencair. Kenapa?

Itu disebabkan Suhu lingkungan mempengaruhi suhu es dan mengalami perpindahan kalor dari lingkungan menuju sistem (es tersebut) proses itu juga dibarengi dengan perpindahan tekanan.

Baca juga Induksi Elektromagnetik.

Contoh Soal Teori Kinetik Gas

1. Kamu sedang mengadakan sebuah pesta ulang tahun dan menginginkan sebuah ruangan agar diisi dengan sebuah balon helium yang besar. Temperatur ruangan sebesar 24^o Celcius. Balon diisi dengan gas helium dan memiliki volume sebesar 0,24 m³ serta tekanan didalamnya sebesar 0,038 atm.

Berapa besar tekanan akhir balon besar tersebut hingga menempati ruangan sebesar 0,4 m³?

2. Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi ….

Penutup

Bagaimana materi teori kinetik gas? Cukup menarik bukan materinya?

Pada dasarnya teori kinetic gas ialah ilmu yang menjelaskan tekanan gas dengan atom sebagai acuannya. Baca juga Rangkaian Listrik.

Semoga bermanfaat