Penjelasan Teori Kinetik Gas Lengkap dengan Contoh Soal

Asumsi teori gas

TEORI KINETIK GAS – Bagi anak IPA tentunya sudah tidak asing lagi dengan yang namanya teori kinetik gas. Ya, materi ini merupakan materi pelajaran IPA khususnya fisika yang dipelajari di masa sekolah. Sesuai dengan namanya, teori ini menjelaskan hal-hal yang berkaitan dengan gas. Untuk Anda yang ingin tahu bagaimana sih bunyi dari teori ini, yuk simak penjelasan selengkapnya di bawah ini.

Pengertian Teori Kinetik Gas

Teori kinetik gas

Teori kinetik gas merupakan sebuah teori yang menjelaskan tentang sifat dari gas ideal yang dibahas secara teoritis. Menurut teorinya, gas sendiri merupakan sebuah partikel yang tersusun atas molekul-molekul gas dimana ia bergerak secara acak dan arahnya tidak konstan.

Molekul-molekul gas in juga bergerak dengan sangat cepat dan saling bertubrukan satu sama lain dan juga saling bertubrukan dengan dinding. Teori ini juga menjadi teori pertama yang menjelaskan tentang gas yang yang molekulnya saling bertubrukan. Proses tubrukan ini juga tidak dipengaruhi oleh gaya statik sehingga molekul tidak akan menjauh satu sama lainnya.

Teori kinetik gas juga menjelaskan mengenai ukuran dari molekul gas yang ada ternyata dipengaruhi oleh kecepatan pergerakan dari molekul tersebut. Karena hal inilah teori kinetik gas banyak digunakan oleh orang.

Asumsi Teori Kinetik Gas

Asumsi teori gas

Dalam teori ini, adanya gas dapat menjelaskan banyak alasan mengapa gas dapat bereaksi. Untuk menjelaskan hal tersebut maka dibutuhkan asumsi-asumsi yang akan mendukung dari teori gas sendiri. Berdasarkan teori gasnya, asumsi-asumsi tersebut adalah sebagai berikut:

  1. Gas terbentuk dari berbagai molekul-molekul gas yang saling bergerak dengan acak namun tetap konstan. Molekul ini juga bergerak dengan lurus hingga mengalami tubrukan baik dengan molekul lainnya maupun bertubrukan dengan dinding.
  2. Molekul juga dianggap sebagai titik massa yang tidak mempunyai volume di dalamnya. Dalam artian molekul ni memiliki ukuran yang sangat kecil jika dibandingkan dengan arak antar molekul itu sendiri. Oleh sebab itu, ukuran dari molekul ini sering diabaikan.
  3. Asumsi selanjutnya menyebutkan bahwa tidak ada gaya molekular yang bekerja dalam gas. Yang dimaksud dengan gaya molekular adalah gaya tarik antara satu molekul ataupun gaya tolak menolak antar satu molekul.
  4. Adanya tekanan gas juga dihasilkan dari tubrukan-tubrukan yang terjadi pada gas. Sehingga di sini tidak ada energi yang hilang karena proses tubrukan tersebut.
  5. Waktu terjadinya tubrukan juga diabadikan dan sekaligus dibandingkan dengan waktu antar tubrukannya.
  6. Energi kinetik gas juga merupakan suatu pengukuran yang berlandaskan temperatur gas dalam hitungan kelvin. Sehingga dalam hal ini menghasilkan kecepatan yang berbeda-beda satu sama lain. namun, temperatur yang dimiliki oleh energi kinetik gas ini juga diukur berdasarkan gerak dari molekul gas yang mengalami peningkatan.
  7. Energi kinetik rata-rata dari molekul gas akan sebanding dengan temperaturnya sendiri. Jadi, semakin meningkat temperatur gas, maka kecepatan dari molekul gas juga akan semakin meningkat pula.
  8. Jika gas ditentukan dengan temperatur tertentu, maka energi rata-rata kinetik gas yang dihasilkan juga sama.
  9. Molekul gas yang memiliki massa lebih ringan juga akan cenderung bergerak lebih cepat dibandingkan dengan molekul gas yang memiliki massa yang berat.

Itu dia sembilan asumsi yang diperlukan untuk mendukung teori kinetik gas yang bisa Anda ketahui. Selanjutnya, kita akan membahas tentang energi termal.

Energi Termal

Energi termal

Dalam energi termal temperatur adalah suatu besaran yang diperoleh melalui rata-rata dari energi kinetik gas itu sendiri. Besaran dari energi kinetik dalam suatu molekul ini dapat ditemukan dengan persamaan.

Ek = ½ mv2

Berdasarkan rumusan tersebut menunjukkan dimana nilai m memiliki arti massa dari molekul dan v2 adalah nilai kuadrat dari kecepatan. dalam hal ini temperatur dari suatu sistem ini adalah rata-rata dari besaran dari energi kinetik dari setiap molekul. Sedangkan energi termal merupakan energi total kinetik yang dihasilkan dari seluruh sistem molekul tersebut.

Dalam persamaan ini menunjukkan semakin besar suatu kecepatan molekul maka energi kinetik yang dihasilkan juga akan semakin besar. hal ini juga berpengaruh terhadap temperatur juga energi termalnya.

Rumus Energi Kinetik Gas

Rumus energi kinetik gas

Dalam teori kinetik gas disebutkan terdapat banyak sekali hukum energi kinetik gas di dalamnya. Hukum-hukum inilah yang akan menentukan rumus dalam energi kinetik gas. Mau tahu apa saja hukum tersebut? Yuk simak selengkapnya di bawah ini.

1. Rumus Avogrado

Rumus pertama yang ada dalam energi kinetik adalah rumus avogadro. Rumus ini menjelaskan bahwa suatu volume gas akan sebanding dengan jumlah molekul gas tersebut. Adapun persamaan dari rumus avogadro adalah sebagai berikut:

V/n = k

Berdasarkan persamaan tersebut V berarti volume dari gas, n di sini memiliki arti banyaknya mol atom gas , dan k di sini memiliki arti bilangan konstantanya.

2. Rumus Boyle

Yang dimaksud dengan Rumus boyle adalah sebuah rumus yang menyatakan bahwa tekanan dan suatu volum gas jika salah satu besarannya dinaikkan maka besaran lain akan menurun selama temperatur serta banyaknya molekul tetap dijaga agar tetap konstan. Adapun persamaan dari rumus Boyle adalah sebagai berikut:

PK = k

Dalam persamaan ini P memiliki arti tekanan gas, sedangkan V memiliki arti volume gas dan k berarti bilangan konstantanya.

3. Rumus Charles

Dalam rumus memiliki bunyi bahwa temperatur dan juga volume dari suatu gas memiliki hubungan yang dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:

V/t = k

Dalam persamaan ini, V memiliki arti volume gas, t memiliki arti temperatur dari gas dalam bentuk kelvin sedangkan K memiliki arti besaran dari nilai konstanta. Berdasarkan rumus ini, maka gas mengalami pengembangan jika dipanaskan.

4. Rumus Tekanan Gas (Hukum Gay-Lussac)

Dalam rumus ini menyatakan jika besaran temperatur dan juga tekanan dari suatu gas memiliki hubungan yang sangat kuat.

5. Rumus Gas Ideal

Sedangkan yang dimaksud dengan rumus gas ideal merupakan gabungan dari semua rumus yang sudah disebutkan di atas. Nah rumus-rumus tersebut disebut dengan persamaan dar rumus gas ideal.

Itulah lima rumus persamaan dalam teori kinetik gas yang harus Anda ketahui. Selanjutnya, rumus persamaan tersebut digunakan untuk menghitung persamaan dari contoh soal teori kinetik gas yang akan dibahas di bawah ini.

Contoh Soal Teori Kinetik Gas

Contoh Soal Teori Kinetik Gas
Sumber: solusifisika.com

Toni sedang mengadakan suatu pesta dimana dia menginginkan ada sebuah ruangan yang diisikan dengan berbagai macam balon helium yang besar. Jika temperatur dari ruangan tersebut adalah 24 derajat celcius. Jika balon diisikan dengan gas helium yang memiliki volume 0,24 m3 dan tekanan yang dimiliki 0,038 atm. Berapakah tekanan akhir dri balon helium tersebut hingga dapat menempati ruangan sebesar 0,4 m3?

Pembahasan Soal

Dari soal tersebut dapat diketahui bahwa temperatur ruangan akan berubah-ubah atau tidak konstan, sehingga dalam soal ini digunakan rumus dari hukum Boyle.

PV = k

P1V1= P2V2

Maka besaran P2 adalah

P2 = P1V1/V2

P2 = (0,038).(0,24)/0,4

= 0,0028 atm

Bagaimana menurut kamu, mudah bukan penyelesaian dari soal tersebut. Ternyata teori kinetik gas ini memiliki hubungan yang sangat erat dengan berbagai kejadian yang ada setiap hari. Untuk itu, Anda bisa mempelajarinya sebagai sumber referensi terbaru.

BACA ARTIKEL TERKAIT:

0 Shares:
0 comments
Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

You May Also Like