5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 1/15

 

 

~ Teori gas ~

 Tiga Besaran Fisika dalam Gas

Ketika memanaskan air di dalam panci tertutup, kenaikan suhu akan

menghasilkan uap yang berhembus melalui celah bagian atas dengan tekanan yang

sangat tinggi. Ketika meminum es teh atau es jeruk, uap air di udara mengembun

segingga sisi luar gelas menjadi basah. Demikian pula ketika mengendarai mobil

dalam keadaan hujan lebat, dinding kaca mobil sebelah dalam akan menjadi basah. Beberapa peristiwa di atas menunjukkan adanya hubungan antara tekanan,

volume, dan suhu. Besaran-besaran tersebut dikenal sebagai besaran makroskopik.

Keadaan zat dapat dijelaskan dengan menggunakan besaran makroskopik.selain

besaran makroskopik , masih ada besaran mikroskopik , yaitu dengan meninjau

besaran massa, laju, energi kinetik, dan momentum setiap molekul penyusun zat

tersebut.

Besaran-besaran makroskopik dan mikroskopik saling berkaitan. Sebagai

contoh, gaya tumbukan (besaran mikroskopik) yang terjadi ketika molekul-molekuludara menumbuk permukaan kulit akan menyebabkan tekanan atmosfer (besaran

makroskopik). Untuk menghasilkan tekanan 1 atmosfer, molekul udara sebanyak

1032 menumbuk kulit setiap hari dengan kelajuan rata-rata lebih dari 1.700 Km/jam.

Salah satu jenis zat yang paling sederhana untuk dipahami adalah gas ideal.

Untuk jenis gas tersebut, kita dapat menentukan hubungan antara tekanan, volume,

suhu, dan jumlah zat satu sama lain, juga dengan laju dan massa dari setiap partikel.

Selain itu akan mempelajari tentang berbagai fase zat, yaitu padat, cair, dan gas, serta

kondisi saat masing-masing zat tersebut terbentuk.

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 2/15

 

 

 Pengertian Teori Kinetik Gas

Teori Kinetik ( teori kinetik pada gas) berupaya menjelaskan sifat-sifat

makroscopik gas, seperti tekanan, suhu, atau volume, dengan memperhatikan

komposisi molekular mereka dan gerakannya. Intinya, teori ini menytakan bahwatekanan tidaklah disebabkan oleh denyut-denyut statis di antara molekul-molekul,

seperti yang diduga Isaac Newton, melainkan disebabkan oleh tumbukan

antarmolekul yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda.

Dalam pembahasan teori kinetik gas, gas yang akan ditinjau adalah gas ideal.

Gas ideal memenuhi asunsi – asumsi sebagai berikut :

a.  Gas ideal terdiri atas partikel – partikel (atom – atom maupun molekul – molekul )

dalam jumlah yang besar sekali.

b.  Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran wadah.

c.  Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah sembarang ( acak).

d.  Partikel gas tersebut merata pada seluruh ruangan dalam wadah.

e.  Gaya tarik – menarik antarpartikel diabaikan.

f.  Partikel gas memenuhi hukum Newton tentang gerak.

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 disebutbilangan avogadro (NA) Jadi pada keadaan standart jumlah atom dalam tiap-tiap

cm3 adalah :

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 3/15

 

 

= 2,68 × 1019 atom/cm3

Banyaknya mol untuk suatu gas tertentu adalah : hasil bagi antara jumlah atom

dalam gas itu dengan bilangan Avogadro. 

g.  Setiap tumbukan yang terjadi bersifat lenting sempurna.

Secara mikroskopik teori kinetik gas terdiri dari partikel atau molekul yang

memiliki kecepatanan, momentum, dan energi kinetik.

Bunyi teori Kinetik adalah sebagai berikut:

 Tujuh Anggapan Dasar tentang Gas Ideal

1.Gas ideal terdiri atas partikel-partikel(atom dan molekul)dalam jumlah yang sangat

banyak

2.Partikel-partikel tersebut senantiasa bergerak secara acak

3.Partikel-partikel gas ideal tersebar merata dalam ruang yang sempit.

4.Jarak antara partikel jauh lebih besar daripada ukuran partikel sehingga ukuran

partikel biasanya diabaikan

Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat dan karena

itu memiliki energi yang lebih besar daripada partikel-partikel dalam benda

yang lebih dingin. 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 4/15

 

 

5.Tidak ada gaya antara partikel yang satu dan yang lain,kecuali jika terjadi

tumbukan.

6.Tumbukan antara partikel-partikel ataupun antara partikel dan dinding terjadi

secara lenting sempurna,partikel dianggap sebagai benda licin yang tegar.

7.Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku juga untuk gas ideal.

 Rumus Umum Gas Ideal

atau

keterangan: N = jumlah partikel gas

n = jumlah mol gas

R = tetapan gas umum

= 8,31 ×103 M/mol K = 0,0821 Lt.atm/mol K

K = tetapan Boltzmann = 1,38 × 10-23 J/K

Jumlah mol gas ( n ) dapat ditentukan dengan menggunakan rumus:

atau atau

keterangan: N˳

= Bilangan avogadro, 6,02 ×1023

Mr = massa molekul relatif gas, m = massa partikel gas

pV = nRT pV = N k T

n =

  n =

 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 5/15

 

 

 Hukum Boyle

Robert Boyle (1627 – 1691) melakukan percobaan untuk menyelidiki hubungan

tekanan dengan volume gas dalam suatu wadah tertutup pada suhu konstan. Hubungantersebut pertama kali dinyatakan pada tahun 1666, yang dikenal sebagai hukum Boyle, yang

berbunyi:

Secara matematis, pernyataan di atas dapat ditulis sebagai berikut:

PV = konstan

Di mana

P = tekanan (N/m2 = Pa)

V = volume (m3) 

Grafik Hubungan P – V Pada T Konstan

“Jika suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas

berbanding terbalik dengan volumenya”. 

P1V 1 = P2V 2 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 6/15

 

 

 Hukum Charles

Jacques Charles (1746–1823) menyelidiki hubungan volume dengan suhu

dalam suatu wadah tertutup pada tekanan konstan, yang berbunyi:

Secara matematis pernyataan di atas dapat ditulis sebagai berikut:

T 

V 

konstan ………………..…………… …

Di mana:

V :Volume (m3) T : Suhu mutlak (K)

Ilustrasi dan Grafik Hubungan V – T Pada P Konstan

2

2

1

1

T 

V 

T 

V 

 

“Jika tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup (tidak bocor) dijaga tetap, maka

volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya”. 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 7/15

 

 

 Hukum Gay Lussac

Joseph Gay Lussac (1778–1805) menyelidiki hubungan suhu dengan tekanan dalam

suatu wadah tertutup pada volume konstan yang berbunyi:

Secara matematis pernyataan di atas dapat ditulis sebagai berikut:

T 

Pkonstan

……………………

Di mana

P = tekanan (N/m2 = Pa)

T : Suhu mutlak (K)

Grafik dan Ilustrasi Hubungan P – T Pada V Konstan

“Jika volume gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga konstan, maka

tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya”. 

2

2

1

1

T 

P

T 

P

 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 8/15

 

 

 Pengertian Energi

~Termodinamika~

Pengertian Termodinamika

Termodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahastentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Energi dapat berubah dari satu

bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa teknologi. Selain itu

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 9/15

 

 

energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau

dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi

bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Hal ini erat hubungannya

dengan hukum – hukum dasar pada termodinamika.

Termodinamika berasal dari (bahasa Yunani:  thermos = 'panas' anddynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan

proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana

banyak hubungan termodinamika berasal.

Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran

energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan

suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah

"termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan

hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yangdiidealkan, proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari

dalam termodinamika tak-setimbang. 

Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah

diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik.

Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak

bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka

dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecual

perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya

termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset

sekarang ini tentang termodinamika benda hitam. 

contoh sistem termodinamika

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 10/15

 

 

Selain itu termodinamika adalah suatu cabang ilmu fisika yang

mempelajari hukum –hukum dasar yang dipatuhi oleh kalor dan usaha. Dalam

termodinamika gas, dipelajari tentang perubahan energi dalam suatu gas dan faktor-

faktor yang mempengaruhi energi dalam. te rmodinamika juga melibatkan usaha

yang dilakukan dan kalor yang disuplai atau hilang dari suatu gas.

Pengertian Kapasitas Kalor

Ada tiga besaran yang umum digunakan untuk menghitung kalor yang

diterima atau dilepaskan oleh suatu gas: kalor jenis, kapasitas kalor, dan kapasitas

kalor molar. Ketiga besaran ini saling berhubungan, sehingga jika rumus salah satu

besaran diketahui, maka rumus kedua besaran lainnya dapat diperoleh. Dalam bagian

ini kita pilih untuk memformalisasikan kasitas kalor (diberi notasi C).

Telah terdefinisi kapasitas kalor, C sebagai kalor, Q yang diperlukan oleh suatu zat

untuk menaikkan susu zat itu sebesar satu kelvin.

Definisi kapasitas kalor

Keterangan: C = kalor jenis

Q = kalor (J

= perubahan suhu

Satuan SI untuk kapasitas kalor adalah J/K atau J. K-1.

Kalor yang diberikan kepada gas untuk menaikkan suhunya dapat dilakukan pada

tekanan tetap ( proses isobarik ) atau pada volume tetap ( proses isokhorik ). Karena

itu, ada dua jenis kapasitas kalor yang dikenal pada gas, yaitu kapasitas kalor gas

pada tekanan tetap CP dan kapasitas kalor gas pada volume tetap CV .Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap, CP, didefinisikan sebagai kalor yang

diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat satu kelvin pada tekanan tetap.

C =

  atau Q = C 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 11/15

 

 

Kapasitas kalor pada tekanan tetap

Kapasitas kalor gas pada volume tetap, Cv didefinisikan sebagai kalor

yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu kelvin pada volum tetap.

Kapasita kalor pada volum tetap

Pengertian kalor jenis

Kalor jenis (c) = banyaknya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk

menaikkan suhu (T) satu satuan massa (m) benda sebesar satu derajat. Secara

matematis, kalor jenis dinyatakan melalui persamaan di bawah : 

Keterangan :

c = kalor jenis

Q = kalor (J)

m = massa benda (Kg)

= perubahan suhu

(J = Joule, K = Kelvin

C  p =

  atau  Q p= C  p  

Cv =

atau Q V = CV  

C =

 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 12/15

 

 

Pengertian kapasitas kalor molar gas

Kapasitas kalor molar ( notasi Cm ) adalah kapasitas kalor per mol

Kapasitas kalor molar

Keterangan: Cm : kapasitas kalor molar

C  : kalorn : mol

a.  Untuk Gas Monoatomik ( He, Ne, Kr, Ar ) 

  Pada volume tetap

  Pada tekanan tetap

b.  Untuk Gas Diatomik ( He, O2, Cl2, N2 )

Pada temperatur tinggi ( lebih dari 1000 )

Pada temperatur sedang ( 300 - 500 )

C m  =

atau C=  nC m  

CV= ⁄ n R

CP = ⁄ n R

CV = ⁄ n R

Cp = ⁄ n R

CV = ⁄ n R

Cp = ⁄ n R

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 13/15

 

 

Pada temperatur rendah ( 50 - 200 )

Hubungan antara CV dan CP baik pada gas monoatomik maupun diatomik

sebagai berikikut.

Proses termodinamika

a.  Proses Isobarik

Proses isobaric adalah proses perubahan keadaan gas pada

tekanan tetap. Persamaan keadaan untuk proses isobaric ( p tetap ) adalah

CV = ⁄ nR

CP = ⁄ nR

CP– CV = n R

= C atau 

=

 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 14/15

 

 

b.  Proses Isokhorik

Proses isokhorik adalah proses perubahan gas pada

volume tetap. Persamaan keadaan untuk proses isokhorik ( V tetap ) adalah

= C atau 

=

 

5/10/2018 Teori Gas Dan Termodinamka - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teori-gas-dan-termodinamka 15/15

 

 

c.  Proses Isotermal

Proses isothermal adalah proses perubahan keadaan gas pada

suhu tetap. Persamaan keadaan untuk proses isotermal ( T tetap ) adalah

Hukum termodinamika ke-nol

Pv = C atau p2V 2 = p1V 1