1. Teori Kinetik Gas
Teori Kinetik Gas merupakan cabang ilmu fisika yang
menjelaskan tentang sifat-sifat gas dengan
mengunakan hukum-hukum Newton tentang gerak
(mekanika) partikel atau molekul.
Untuk mempermudah
pengertian tekanan gas
(p), kita gambarkan suatu gas
yang berada dalam ruang
kubus tertutup sebagi
partikel-partikel yang selalu
bergerak setiap saat. Dan
akhirnya partikel-partikel
tersebut selalu menumbuk
dinding kubus sehingga
menimbulkan tekanan suhu
gas.

2. Beberapa anggapan dasar gas ideal dalam teori kinetik adalah
sebagai berikut:
• Gas terdiri dari partikel-partikel (atom/molekul) yang jumlahnya
banyak sekali.
• Partikel-partikel gas berbentuk bola pejal, keras, tegar dan
berdinding licin.
• Partikel-partikel gas selalu bergerak acak, dengan arah lurus dan
kelajuannya konstan.
• Antar partikel tidak ada gaya tarik.
• Bila terjadi tumbukan antar partikel atau partikel dengan dinding
kubus (tempatnya) terjadi tumbukan lenting sempurna (elastis
sempurna), dan tidak kehilangan energi.
• Volum partikel-partikel gas sangat kecil dibanding dengan
tempatnya, sehingga volum partikel dapat diabaikan.
• Hukum Newton tentang gerak berlaku untuk semua partikel gas.

3. Tekanan Gas Bergantung Pada Energi Kinetik Rata-Rata Partikel Gas
Tersebut
Untuk memudahkan pengertian Gas mempunyai tekanan , mari kita
umpamakan sebuah partikel gas yang massanya mO dalam kubus
tertutup yang berusuk L, maka Partikel Gas tersebut mempunyai tiga
komponen kecepatan yaitu kecepatan pada sumbu x (vX), kecepatan
pada sumbu y (vY) dan kecepatan pada sumbu z (vZ).
y (vy ) Pertanyaannya :
L Jarak yang ditempuh gerak partikel
berikut?
S = 2L
Waktu yang diperlukan partikel
gerak bolak-balik?
vX
s 2L
t atau t
x (vx) vX vX
z (vZ )

4. Catatan :
1. Momentum (P) merupakan hasil kali antara massa & kecepatan
atau P = m.v
2. Hukum Kekekalan Momentum adalah :
Momentum sebelum tumbukan (P) = Momentum setelah tumbukan (P’)
atau P = P’ atau m.v1 = m.v2
3. Perubahan Momentum adalah : Selisih Momentum
atau P = P2 – P1 vX
atau P = m.v2 – m.v1
Sekarang perapa perubahan momentum partikel tadi?
P = mO.vx2 – mO.vx1
Jika gerak kekiri negatif dan ke kanan Positif, maka P = ….?
P = mO. (– vx2 ) – mO.vx1 Distributifkan !
P = mO. (– vx2 – vx1 )
P = – 2mO.vx

5. Dan setiap partikel menumbuk dinding kubus, partikel tersebut
menyebabkan gaya tekan (F) pada dinding kubus yang besarnya
sama dengan besarnya jumlah momentum ( p ) yang harganya
adalah
P = P + P karena P = m.v sehingga
1 2
P = 2mO.vx
Besar momentum tersebut diberikan partikel pada dinding kubus
tiap satuan waktu (t) atau gaya tekan (F) yang harganya
P
F
t
2mO v X 2L
F karena t maka
t vX
2
2mOvX mOvx
F F
2L L
vx Gaya tekan ini hanya 1 partikel, jika N partikel?
2
Nm O v x
F
L

6. Seperti yang telah anda ketahui bahwa besarnya tekanan (p) sebanding
dengan gaya tekan (F) dan berbanding terbalik dengan luas penampang
bidang (A) atau
F
p
A
Jika persamaan (1.b) anda substitusikan pada persamaan (1.c) anda
akan memperoleh persamaan tekanan (di dinding kanan atau searah
dengan sumbu x sebesar (pX)
2
F karena F
mOvx
maka
px
A L
2 2
mOvx mOvx
px karena L.A = V maka p x
AL V
2
mOvx
px N
V
Persamaan ini untuk 1 partikel, bagaimana tekanan untuk N partikel?

7. Ingat sifat partikel gas ideal bahawa :
Partikel-partikel gas selalu bergerak acak, dengan arah lurus
dan kelajuannya konstan, maka 2 2 2 sehingga vX vY vZ
depfinisi kuadrat kelajuan rata-rata molekul gas (vR2) adalah :
2 2 2 2
atau 2 2 atau 1
v R
v x
v y
v z v 3v v
2
X
vR
2
R x
3
Bagaimana persamaan mOv
2
2 1 2
px N x jika harga v vR
x
V 3
maka N .m O 2
N .m O 1 2 atau 1 N .m O
px vx px vR px
2
vR
V V 3 3 V
2
1 N .m O v
Dan besarnya tekanan searah
R
atau px
3 V sumbu x = tekanan searah sumbu y =
tekanan searah sumbu z atau px = py = pz = p,
maka tekanan pada dinding oleh N partikel adalah …
2
1 N .m O v R
p
3 V

8. Dari persamaan-persamaan di atas, N.mO adalah massa total
yang dilambangkan (m) sehingga persamaan dari :
2
1 N .m O v
2 1 mv 1 m 2
1). p R menjadi p R
atau p vR
3 V 3 V 3V
m 1 m
karena persamaan tekanan partikel p 2
vR
V 3V
1 Nm O v x
2
menjadi : p .v
2
R 3 ). F menjadi :
2
3 L
mOv m .v x
2
2 ). p x N x
menjadi : F
V L
Nm O 2
px vx
V
m 2
px vx
V
2
px .v x

9. Hubungan Tekanan (p) dan Energi Kinetik Rata-rata (EK’)
Energi Kinetik molekul-molekul gas tidaklah sama , sehingga
perlu didefinisikan Energi kinetik rata-rata molekul-moleku (EK’)
Sedangkan besarnya (EK’) adalah …. EK
' 1
mOvR
2
2
Sedangkan besar Tekanan sejumlah molekul Gas dapat
2
1
mOvR
yang dinotasikan dengan : p 3
N
V
1
N 2 2
N 1 2 2
N '
atau p 3
mO v R
atau p 3 2
mO v R
sehingga p 3
EK
V V V
Sedangkan besar N/ dinamakan kerapatan molekul gas
V
Banyak Mol Gas dilambangkan (n) dan harganya
N NA = bilangan Avogadro
n atau N n. N A 23 molekul
NA NA 6 , 02 . 10 mol

10. dengan N n. N A
Persamaan2 yang memiliki variabel N akan menjadi …?
2
N ' 2
1). p 3
E K
1 N .m O v R
V 4 ). p
n.N A 3 V
2 '
p 3
E K 2
V 1 n . N A .m O v R
p
Nm O v x
2 3 V
2 ). F
L Selanjutnya cari sendiri rumusan-rumusan yang
2
n.N A m O v x perlu diubah
F
L
2
mOvx Perhatikan persamaan berikut,untuk
3 ). p x N
V disubstitusikan ke persmaan terkait
2
n.N A m O v x
px N
V n N n. N A
NA

11. m
Dan banyaknya mol gas (n) harganya adalah : n M
Dimana :
m = massa total partikel atau molekul gas (dalam kg)
M = massa Molekul adalah massa 1 kilomol zat yang dinyatakan dlm kg
Sekarang persamaan-persamaan yang memiliki variabel n dapat diubah
menjadi : misalnya
n.N A '
m
2
1). p 3
E K
V V 2
NA ' n.N A m O v
2 n.N A m O v x
p 2
n EK 2 ). F x 3 ). p x
3 V
V L
2
m NA 2 N A .m O .v x
2 ' N A .m O .v px n
p 3
EK F n x
V
M V L 2 2
2 m . N A .m O .v x . N A .m O .v x
NA '
m . N A .m O .v x px px
p 2
E F M .V M
3 K
M M .L
2 2
1 n . N A .m O v R m . N A .m O v R . N A .m O v R
2
4 ). p p p
3 V 3 MV 3M

12. •Massa Molekul (M) adalah massa 1 kilomol zat yang dinyatakan
dalam kg. Contoh
1. Suatu massa molekul C-12 = 12 kg/kmol, dan n = 5 mol,
maka massa C-12 adalah ….
massa C-12 = (5x12) kg
2. Suatu massa molekul H = 2 kg/kmol, dan n = 0.2 mol,
maka massa H adalah ….
massa H = (0.2x2) kg
3. Massa molekul O2 = 32 kg/kmol, dan n = 0.5 mol,
maka massa O2 adalah ….
massa O2 = (0.5x32) kg

13. • Massa satu molekul suatu zat (mO) adalah massa satu molekul
zat yang dinyatakan dalam kg. Karena 1 mol setiap zat
mengandung NA molekul, maka massa satu molekul dapat
dinyatakan dengan M atau
mO M mO N A
NA
Substitusikan persamaan di atas ke dalam persamaan berikut :
2 2 2
n.N A m O v x n.N A m O v x 1 n . N A .m O v R
F px p
L V 3 V
2 2 2
n . M .v x n . M .v x 1 n . M .v R
F px p
L V 3 V

14. Perhatikan persamaan-persamaan berikut :
m atau
n m nM
M
N
n atau
N nN A
NA
M atau
mO M mO N A
NA
Berguna untuk menyederhanakan persamaan2 berikut :
2 2
mOvx mOvx
F px 2
L V 1 N .m O v R
p
Nm O v x
2
mOvx
2 3 V
F px N
L V

15. Persamaan-persamaan pada Gas Ideal
Seperti yang telah anda pelajarai di kelas 1, keadaan suatu gas
sangat dipengaruhi oleh suhu (T), tekanan (p) dan volum (V).
Dan suatu gas berlaku hukum Boyle, hukum Gay Lussac, dan
Boyle –Gay Lussac.
Hukum hukum tersebut masih berlaku untuk gas ideal..
Hubungan Volum (V) dengan Tekanan (p) dari suatu gas pada
proses suhu konstan (proses isotermik) dinyatakan oleh Boyle
(selanjutnya disebut hukum Boyle) Yaitu
pV C
Dari persamaan di atas dapat dinyatakan juga
p 1V1 p 2V 2

16. Hubungan antara volum (V) dengan suhu mutlak (T) dari
suatu gas pada proses tekanan konstan (proses isobarik)
dinyatakan oleh Gay Lussac (selanjutnya disebut hukum Gay
Lussac) yaitu
V
C
T
Dari persamaan di atas dapat dinyatakan juga
V1 V2
T1 T2

17. Hubungan antara tekanan (p) Volum (V) dan Suhu mutlak (T).
Hubungan antara tekanan (p) Volum (V) dan Suhu mutlak (T)
merupakan gabungan antara hukum Boyle dan hukum Gay
Lussac yang selanjutnya dinamakan hukum Boyle-Gay
Lussac yang dalam bentuk persamaannya sebagai berikut:
pV
C
T
Dari persamaan di atas dapat dinyatakan juga
p 1V 1 p 2V 2
T1 T2

18. Dalam pipa U tertup tedapat gas ideal dan
raksa, seperti gambar di samping. Bila tekanan
udara luar 750 mmHg volum gas 50 cm3 dan 10cm
suhunya 30OC, maka tentukan volum gas pada
suhu 0OC dan tekanannya 760 mmHg (gas
dalam keadaan normal)
10
Diketahui : pU = 75cmHg p R x 76 cmHg 10 cmHg
76
V1 = 50 cm 3 T1 = 30 + 273K = 303 K
T2 = 0 + 273K = 273 K p2 = 76 cmHg
Ditanya : V2 = ….?
Solusi : p =p +p
1 U A
p 1V 1 p 2V 2 1160250
p1 = (75 + 10) cmHg V2
T1 T2 23028
p1 = 85 cmHg
85 . 50 76 .V 2 V2 50 ,38
303 273
4250 76 .V 2
303 273

19. Jika jumlah Molekul Gas adalah N, maka rumusan umum untuk gas
ideal adalah
atau pV
pV kNT kN
T
k = ketetapan Boltaman = 1,38.10-23 J/k
Sekarang persamaan di atas akan berubah menjadi bagaimana jika
persamaan-persamaan berikut disubstitusikan ke dalamnya?
pV m
m k .N A
n atau pV T m O .N A
M m nM kN
N T pV m
n atau pV k
NA N nN A T mO
kn . N A
M T p m 1
mO atau M mO N k
NA
A pV m
k .N A T V mO
m T M
p m p k . .N A p 1
k .N A k.
V T VM T M T mO

20. Contoh
Berapa jumlah partikel dari setetes Raksa berjari-jari 0,4 mm. Jika
diketahui MHg = 202 Kg/kmol dan Hg = 13600 kg/m3
m M m
Solusi : mO N
NA mO
V m
4 N
3
V .r m V. mO
3 10
m 2 , 68 x10 x 13600 3 , 64 x 10
6
4 4 3 6 N
V 3 ,14 . 4 . 10 m 3 , 64 x 10 kg 3 ,36 x 10
25
3
M
V 4 ,187 . 64 . 10
12 mO 19
NA N 1, 08 x10 partikel
10 3
V 2 , 68 x 10 m 202
mO 26
6 , 02 x10
25
mO 3 , 36 x10 kg

21. k = ketetapan Boltaman = 1,33.10-23 J/k ini diperoleh dari
R dimana
k
NA
R = tetapan umum gas = 8314 J/kmolK NA=6.02x1023 molekul/mol
Sehingga persamaan pV menjadi pV R
kN N
T T NA
Sekarang ubahlah persamaan di atas dengan mensbstitusikan
m pV R p m
n atau m nM
n. N A R
M T NA T V .M
N pV
n atau N nN Rn p R.
NA A
T
M atau T M
mO M mO N A pV m
NA R
T M
m pV m
R
V T m O .N

22. Hubungan Energi Kinetik Rata-rata (EK’) dengan suhu mutlak
gas (T)
Perhatikan persamaan umum gas ideal
pV kNT
kN atau pV kNT atau p
T V
Dan persamaan Hubungan Tekanan (p) dan Energi Kinetik Rata-rata (EK’)
2
N '
p 3 EK
V kNT N '
Sekarang substitusikan p Ke dalam p 23
E K maka
V V
kNT 2
N ' 2 ' ' 3
3
EK kT 3
EK EK 2
kT
V V
R
Ingat ketetapan Boltaman k sehingga
NA
' 3
EK 2
kT
' 3
R
E K 2
T Kemudian ingat persamaan berikut :
NA

23. m
n atau m nM m
M
N
n atau N nN A
V
NA
M m N .m O
mO atau M mO N A
NA
' 3
R
Kemudian substitusikan ke dalam persamaan EK 2
T
NA
N m
n N
NA n M mO N m N .m O
NA M A
n
R ' mR mR
E
' 3
T ' 3
nR E K
3
T EK
' 3
T
K 2 E K 2
T 2
MN 2
NA N MN
' nR mR ' 3
mR
T E T
3 '
E K 2
T E K
3
K 2 ' 3
N .m O R
N 2
MN m O .N A .N EK 2
T
MN
' 3
mO R
EK 2
T
M

24. Pengertian kelajuan Efektif (vRMS) Gas dengan suhu
mutlak gas (T)
RMS = Root Mean Square
Kelajun Efektif gas v RMS didefinisikan sebagai akar pangkat
dua kelajuan rata-rata Yang secara matematis dinotasikan
2 2 2
v RMS vR v RMS vR
' 1 2
Sekarang substitusikan persamaan E K mO vR
2
Ke dalam persamaan E ' 3
kT K 2
1 2 3
mO vR kT
2 2 3 kT 3 kT
vR v RMS
2 3 kT mO mO
v R
mO

25. Kemudian ingat kembali persamaan – persamaan berikut :
m atau
n m nM m
M
N
atau
V
n N nN A
NA m N .m O
M atau
mO M mO N A
NA
Substitusikan ke dalam persamaan Kecepatan efektif
3 kT m nM N
v RMS n
mO 3 N A kT NA
v RMS
M
3 nN A kT
M v RMS
mO 3 nN A kT m
v RMS
NA m 3 N . N A .k .T
v RMS
N A .m
3 N A kT
v RMS
M 3 N .k .T
v RMS
m

26. Contoh
Carilah kecepatan efektif (vrms) dari molekul Oksigen (M = 32 kg/kmol)
dalam udara yang suhunya 27OC. k = 1,38.10-23 J/K
Solusi : M = 32 kg/kmol 3 kT
3 nN A.kTT
v v RMS
3N k.
vRMS
RMS mO
T = (27 + 273)K = 300 K m
m
k = 1,38.10-23 J/K
NA = 6,02 x 1026 molekul/kmol
3 N A kT
v RMS
M
26 23
( 3 )( 6 , 02 x 10 )( 1, 38 x10 )( 300 )
v RMS
32
7476840
v RMS v RMS 233651 , 25
32
v RMS 483 ,374 m / s

27. Contoh
Jika diketahui massa jenis suatu gas 10 kg/m3 dan tekanannya
12.105 N/m2, maka tentukan kecepatan rata-rata dari partikel gas
tersebut!
3p
Solusi : v RMS
5
3 (12 x 10 )
v RMS
10
4
v RMS 36 x 10
v RMS 600 m / s

28. 2
N '
p 3
EK '
karena E K 3
kT
V 2
2
N 3
p 3 2
kT
V
p .V 3
kT Kedua ruas kalikan dengan menjadi
N mO
3 .k T 3 . p .V
mO m O .N Ingat ini m N .m O
V 1
3kT 3 p .V
m m
mO m
V
3 kT 3p 3p
3 kT
karena v RMS dan m maka v RMS
mO m mO
V V

29. The And
Tugas
1. Setiap siswa membentuk kelompok (satu kelompok 8 atau 9
orang)
2. Setiap siswa membuat soal dan penyelesaiannya (jenis soal
sejenis dengan soal yang ada pada pada soal teori kinetik gas
nomor 1 sampai selesai dari buku paket mulai halaman 274
3. Soal tidak boleh sama dengan teman satu dengan yang lainnya
4. Semua soal dan penyelesaian dalam bentuk file
5. File dari Semua kelompok di CD kan bersama-sama
Ketentuan kelompok
1. Kelompok 1 (no. absen :1, 11, 21, 31, 41, 6, 16, 26, 36)
2. Kelompok 2 (no. absen : 2, 12, 22, 32, 42, 7, 17, 27, 37)
3. Kelompok 3 (no. absen : 3, 13, 23, 33, 43, 8, 18, 28, 38)
4. Kelompok 4 (no, absen : 4, 14, 24, 34, 44, 9, 19, 29, 39)
5. Kelompok 5 (no. absen : 5, 15, 25, 35, 45, 10, 20, 30, 40)