Teori Kinetik Gas : Pengertian - Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata

BAB

TEORI KINETIK GAS

Beberapa pengertian gas ideal sebagai anggapan dasar dariteori kinetik gas

1. Gas ideal terdiri dari partikel-partikel dalam jumlah yang besar

2. Partikel-partikel tersebut senantiasa bergerak ke sembarang arah

3. Partikel-partikel tersebar keseluruh ruangan

4. Jarak antara partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel sehingga ukuran partikel dapat diabaikan

5. Tidak adanya gaya antar partikel yang satu dengan yang lain kecuali terjadi tumbukan ( tidak ada gaya saling tarik menarik antar partikel )

6. Tumbukan antar partikel ataupun antara partikel dengan dinding terjadi secara lenting sempurna

7. Hukum-hukum Newton tentang gerak tetap berlaku

1. Persamaan gas ideal

Keterangan:

P = tekanan gas( Pa )

V = volume gas ( m³)

R = tetapan gas umum = 8,315 joule/mol

N = jumlah partikel gas

k = tetapan Bolzman = 1,38 . 10^-23 J/^oK

n = jumlah mol gas( mol )

Mr = berat molekul ( gr/mol)

m = massa gas ( gr )

T = suhu dalam derajat kelvin ( ^oK )

N_o = bilangan Avogadro = 6,02 . 10 ²³ partikel/mol

Persamaan gas ideal menurut :

1. Hukum Boyle

PV = konstan

P₁ V₁ = P₂ V₂

2. Hukum Boyle-Gay lussac

Keterangan :

P₁ = tekanan awal gas ( Pa )

P₂ = tekan akhir gas ( Pa )

V₁ = Volume awal gas ( m³ )

V₂= Volume akhir gas ( m³ )

T₁ = suhu awal gas ( ^OK )

T₂ = suhu akhir gas ( ^OK )

Soal-soal:

1. Pada tekanan normal ( t = 0 ^OC , P = 1 atm ) 4 gram O₂ ( BM = 32 ). Jika R = 8,314 . 10³ joule/ Kmol ; 1 atm = 10⁵ Pa, maka volume gas tersebut adalah…

2. Sebuah tangki besi 100 liter berisi gas bertekanan 20 atm dan bermassa 30 kg. massa gas yang harus dipompa agar tekanannya menjadi 25 atm adalah…

3. Suatu gas pada suhu 0 ^OC volumenya 75 cm³ tekanan 2 atm, kemudian dipanaskan hingga suhunya menjadi 91 ^OC dan ternyata volumenya menjadi 50 cm³, maka tekanannya sekarang menjadi…

4. Sebuah tangki besi berisi 200 liter gas bertekanan 5 atm dan massanya 20 kg. Jika tekanan gas dijadikan 10 atm, maka kedalaman tangki harus dipompa sebesar…………kg.

5. Suatu gas mempunyai volume 2 liter suhunya 327 ^OC dan massanya 10 g. Jika tekanan gas 5 atm, maka berat molekul gas tersebut adalah…….(g/mol)

6. Sebuah silinder berisi gas yang tekanannya 25 atm. Jika kran yang ada pada silinder dibuka sampai tekanannya menjadi 20 atm ternyata volume sekarang menjadi 25 liter. Maka volume mula-mula adalah…

7. Suatu jenis gas menempati volume 100 cm³ pada tekanan 27 ^OC dan tekanan 1 atm. Jika temperature menjadi 127 ^OC sedangkan tekanannya menjadi 2 atm. Berapa cm³ volume gas itu sekarang ?

8. Gas karbondioksida pada suhu 27 ^OC massa jenisnya 2 kg/m³. Jika berat molekul gas karbondioksida tersebut 44 kg/ K mol dan R = 8,314 . 10³ J/ K mol. Berapa pascal tekanan gas tersebut?

9. Sebuah tangki berisi 8 kg gas oksigen yang tekanannya 5 atm. Jika gas oksigen diganti dengan gas karbondioksida yang tekanannya 2,5 atm (C = 12 dan O = 16 ), berapa kg gas karbondioksida tersebut.

10. Gas oksigen bertekanan 10⁵ Pa suhunya 27^OC mempunyai volume 200 lt. Berapa Pa tekanan gas tersebut agar suhunya naik menjadi 127 ^OC dan volumenya menjadi 60 lt.

1. Tekanan gas (P) dalam ruang tertutup

Keterangan:

P = tekanan gas( Pa )

N = jumlah partikel gas( molekul )

Keterangan :

ρ = massa jenis gas (kg/m³)

P = tekanan gas ( Pa)

k = tetapan Bolzman = 1,38 . 10^-23 J/^oK

m = massa partikel ( kg)

v = volume gas ( m³ )

R = tetapan gas umum = 8,315 joule/mol

Mr = berat molekul (kg/mol)

T = suhu dalam derajat kelvin ( ^oK )

Soal:

1. Dua mol gas ideal berada pada ruang 1 liter dengan suhu 27 ^OC, bilangan avogadro

N_o = 6,02 . 10 ²³ partikel/mol, tentukan :

a. Tekanan partikel

b. Energi kinetik rata-rata

2. Energi kinetik 1 mol gas monoatom dalam tabung 10 liter adalah 2,3 10^-22. bilangan avogadro N_o = 6,02 . 10 ²³ partikel/mol, Berapa tekanan gas dalam tabung.

3. Sebuah tangki dengan volume 0,5 m³ mengandung 4 mol gas neon pada 27 ^OC, k = tetapan Bolzman = 1,38 . 10^-23 J/^oK, tentukan :

a. Energi kinetik rata-rata gas neon

b. Energi kinetik total gas neon

4. Tentukan kecepatan efektif dari partikel suatu gas dalam keadaan normal, jika massa jenis gas 10 kg/m³ dan tekanannya 1,2 . 10⁶ N/m²

5. Diangkasa luar terdapat kira-kira 1 atom hydrogen setiap 1 cm³ dengan suhu sekitar 3,5 ^oK, jika massa atom hydrogen 1 gr/mol. Tentukan kecepatan efektifnya.