1. Nama Kelompok :
•DWI REXY A. ( 05 )
•KHAMALAT AZIZATUL U. ( 15 )
•M.MUNIF ( 19 )
•RISFA JENIA A. ( 26 )
•ROQI A.D.D ( 28 )
•WAHYU DURROTUR R. ( 34 )
XI IPA 4

2. TEORI KINETIK GAS

3.  Teori kinetik gas adalah teori yang
menggunakan tinjuan tentang gaya dan
energi antara partikel – partikel untuk
menerangkan sifat – sifat zat
 Gas ideal adalah suatu gas yang diidealkan
oleh manusia. Pada kenyataanya, gas ideal
tersebut tidak ada di permukaan bumi.
PENGERTIAN TEORI KINETIK GAS

4. n Gas ideal terdiri atas partikel – partikel ( atom – atom
maupun melekul – molekul ) dalamjumlah yang besar sekali
Partikel – partikel tersebut senantiasa bergerak, arahnya
sembarang
k Partikel –partikel tersebut tersebar merata dalam ruang yang
sempit
e Jarak antara partikel jauh lebih besar daripada ukuran partikel
sehingga ukuran partikel biasanya diabaikan, diameter
partikel 2,5 x 10-10 m, sedangkan jarak antar partikel 3 x 10-19
m.
r Tidak ada gaya antara partikel yang satu dengan yang lain,
kecuali bila terjadi tumbukan
j Tumbukan antar partikel dengan partikel ataupun antara
partikel dengan dinding, terjadi secara lenting sempurna;
partikel dianggap sebagai bola kecil yang keras, dinding
dianggap licin dan tegar
a
Asumsi / Anggapan Gas Ideal
Hukum – hukum newton tentang gerak berlaku

5. SIFA T GA S UMUM
 Gas mudah berubah bentuk dan
volumenya.
 Gas dapat digolongkan sebagai
fluida, hanya kerapatannya jauh
lebih kecil.

6.  Ada tiga besaran yang saling
berhubungan dalam pembahasan keadaan
gas . Besaran besaran tersebut ialah
Tekanan (P) , Volume (V) dan temperatur
mutlak (T)
Persamaan umum gas ideal

7.  “Jika suhu gas yang berada dalam bejana tertutup
( tidak bocor ) dijaga konstan, maka tekanan gas
berbanding terbalik dengan volumenya“
 Secara sistematik, pernyataan diatas dapat ditulis:
PV = konstan atau P1V1 = P2V2
• Dengan:
• P = Tekanan (N/m2 = Pa)
• V = Volume ( m3)
HUKUM BOYLE

8.  “Apabila tekanan gas yang berada dalam
bejana tertutup dipertahankan konstan,
maka gas sebanding dengan suhu
mutlaknya”
V≈T
=
= Konstan
HUKUM CHARLES

9. HUKUM GAY LUSSAC
Gay Lussac menyatakan bahwa jika volume gas
yang berada dalam bejana tertutup
dipertahankan konstan, maka tekanan gas
sebanding dengan suhu mutlaknya. Untuk gas
yang berada dalam dua keadaan seimbang yang
berbeda pada volume konstan, diperoleh
persamaan sebagai berikut
 P1 = P2
T1........T2
Keterangan:
T1 : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)
T2 : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)
p1 : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)
p2 : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)

10.  Hubungan P & V : Hk Boyle
 Pada T konstan, volume sejumlah tertentu gas berbanding
terbalik dengan tekanannya PV = konstan
 Hubungan T & V : Hk Charles
 Pada P konstan, volume sejumlah gas sebanding dengan
suhunya 
V = konstan x T
 Hubungan mol (n) & V : Hk Avogadro
 Pada P & T tetap, volume gas tergantung pada jumlah
molnya  V = konstan x n
 Hipotesis Avogadro: volume gas pada T & P yang sama
sebanding dengan jumlah molnya.

11. PV = nRT = Nk BT
N
n=
P = Tekanan gas [N.m-2] NA
V = Volume gas [m3]
n = Jumlah mol gas [mol]
N = Jumlah partikel gas
NA = Bilangan Avogadro =
R = Konstanta umum gas = 8,314 J.mol-1 K-1
kB = Konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J.K-1
Persamaan mutlak gas [K] Gas Ideal
T = Temperatur Keadaan

12. ENERGI TOTAL (U) DAN
KECEPATAN (v) GAS IDEAL
Ek = 3KT/2
U = N Ek = 3NKT/2
v = √(3 K T/m) = √(3P/r)
dengan:
Ek = energi kinetik rata-rata tiap partikel gas
ideal
U = energi dalam gas ideal = energi total
gas ideal
v = kecepatan rata-rata partikel gas ideal
m = massa satu mol gas
p = massa jenis gas ideal

13. Dari persarnaan gas ideal PV = nRT, dapat
di jabarkan:
•Pada (n, T) tetap, ( isotermik)
berlaku Hukum Boyle: PV = C
•Pada (n, V) tetap, ( isokhorik)
berlaku Hukum Gay-Lussac: P/T=C
•Pada (n,P) tetap, ( isobarik )
berlaku Hukum Gay-Lussac: V/T= C
•Pada n tetap, berlaku Hukum
Boyle-Gay-Lussac: PV/T=C
C = konstan

14. HUBUNGAN TEKANAN DENGAN
KELAJUAN
 Tekanan yang dikenakan oleh suatu gas
adalah akibat tumbukan molekul-molekul
pada dinding batas.
kelajuan molekul gas, v
-- terdiri daripada komponen-komponen kelajuan dalam arah x, y
dan z ⇒ vx, vy, vz
z
v
vz
x vy vx y
2 2 2 2
Diketahui bahwa: v = vx + vy + vz
2 2 2 ½
atau v = (vx + vy + vz ) (1)

15. Kelajuan rata-rata pangkat dua ialah
( )
2
2 2 2 2 Σ vi
v = vx + vy + vz = (2)
N
di mana N = bilangan molekul
2 2 2
Anggaplah v x = v y = v z
∴ 2
v = 3vx
2
⇒
2
v x = 1 v2 (3)
3
(sama juga bagi vy dan vz)

16. Andaikan satu molekul gas yang bermassa m, bergerak dalam
sebuah kubus dengan laju vx yang searah dengan sumbu x .
Molekul ini menumbuk dinding kanan dan memantul balik denagn
laju –vx .
Tekanan Gas Pada Dinding

17. Perubahan momentum pada dinding kanan untuk satu tumbukan=
mv x – (– m v x ) = 2 mv x
Misalkan ukuran kubus itu dengan sisi l. Bagi setiap tumbukan,
molekul akan bergerak sejauh 2l (pergi dan balik) dalam selang
waktu ∆t.
Menurut Hukum Newton II, gaya ialah perubahan momentum per
satuan waktu
Perubahan momentum
F =
waktu
2mv x
=
∆t
2
2mv x 2l
= (kerana ∆t = )
2l vx
2
mv x
=
l
2 2
F mv x mv x
P = = =
A l3 V
(A = luas dinding, V = volume kubus)

18. Andaikan dalam kubus itu ada N molekul dan tumbukan berlaku ke
semua arah dengan laju rata-rata v x , v y dan v z , maka
2 2 2
Nm v x Nm v y Nm v z
Px = ; Py = ; Pz =
V V V
2 2 2
Dari (3), v x = vy = vz = 1
3
v 2 jika Px = Py = Pz = P
Nm v 2
∴ P =
3V
1
atau PV = Nm v 2 (4)
3
1
atau PV = nMv 2 (5)
3
di mana n = N/NA dan M = mNA = jisim molar

19. 2
v disebut laju rata-rata pangkat dua. Oleh kerana ia hanya
bergantung kepada suhu, maka pada suhu tetap,
PV = konstan ⇒ Hukum Boyle

20. z Tinjau N buah partikel suatu gas
ideal dalam kotak, masing-

masing dengan kecepatan:
A
y j ˆ
v1 = v x1i + v y1 ˆ + v z1 k
ˆ
ˆ j ˆ
v2 = v x 2i + v y 2 ˆ + v z 2 k
x ………….
Tekanan Gas Ideal

21. ˆ ˆ ˆ
 Kecepatan partikel mula2: v = v x i + v y j + v z k
 Kecepatan partikel setelah menumbuk dinding kanan
(asumsi: tidak ada tumbukan antar partikel):
ˆ j ˆ
v ′ = vxi − v y ˆ + vz k
 Perubahan momentum partikel:
∆p = mv ′ − mv = −2mv y ˆ
j
 Selang waktu partikel tsb dua kali menumbuk dinding
kanan:
2
∆t =
 vy
Besarnya momentum yg diberikan partikel pada dinding
kanan tiap satuan waktu:
Tinjau 1 partikelp ...mv
∆ 2 2 2
mv y
=
y
ˆ=
j ˆ
j
∆t 2 

22. Bagaimana dengan N partikel ?
 Besarnya momentum total yg diberikan N buah
partikel pada dinding kanan tiap satuan waktu:
∆p m 2
∆t
=

( 2 2
)
v y1 + v y 2 + ... + v yN ˆ
j
 Tekanan gas pada dinding kanan:
∆p
P= =
m 2
A∆t A
( )
v y1 + v y 2 + ... + v yN =
2 2 mN 2
V
vy
 Tetapi v 2 = v 2 + v 2 + v 2 dan v 2 = v 2 = v 2
x y z x y z
 sehingga 2 1
vy = v2
3
1 Nm 2
P= v
3 V

23. 1 Nm 2
P= v
Dari persamaan 3 V
dan persamaan gas ideal PV = nRT = Nk BT
dapat diperoleh hubungan T = 1 3 mv 2 k B atauv 2 = 3k B T m
2 1 2 2
sehingga T=  mv  = EK
3k B  2  3k B
Energi kinetik translasi partikel gas
Temperatur Gas Ideal

24. Energi Dalam Gas Ideal
1  3
N  mv 2  = Nk BT
Dari hubungan terakhir di atas dapat dituliskan 2
  2
yaitu energi kinetik gas, yg juga merupakan energi total dan
energi dalam gas
3 3
U = Nk BT = nRT
2 2
Perbandingan dengan eksperimen ?
 ∂U  CV =
3
nR
Kapasitas kalor pada volume tetap: CV =  ∂T  2
 V
5
atau kapasitas kalor pd tekanan tetap: C P = CV + nR C P = nR
2
Perbandingan CP dan CV adalah suatu konstanta: γ = C P = 5 = 1,67
CV 3

25.  Kontribusi tambahan pada energi kinetik translasi
(thd sub-x, y dan z) diasosiasikan dengan energi
kinetik rotasi (thd sb-x dan z) dan energi kinetik
vibrasi (thd sb-y):
1 1
E rotasi = I xω x + I z ω z2
2
2 2 Ix = Iz : momen inersia thd sb x & z
1 1
E vibrasi = Kη + Mη 2 K : Konstanta “pegas”
2

2 2 M : Massa tereduksi m1 dan m2
 Energi (kinetik) total gas diatomik:
Etotal = ( Etranslasi ) + ( E rotasi ) + ( E vibrasi )
 1   1   1  7
=  3x k B T  +  2 x k BT  +  2 x k BT  = k BT
 2   2   2  2

26.  Asas Ekipartisi Energi: untuk tiap derajat kebebasan
yang energinya berbanding dengan kuadrat variabel
bebasnya, energi rata-ratanya adalah 1/2 kBT
 Jadi untuk molekul gas diatomik:
7 7
U= Nk B T = nRT
2 2
 ∂U  7 9 CP 9
Cv =   = nR ; C P = C v + nR = nR ; γ = = ≅ 1,29
 ∂T V 2 2 CV 7
Asas Ekipartisi gas diatomik, γ ≈ 1,40 !
Dari tabel, hasil eksperimen utk
Energi

27. 1
Bagi 1 molekul: ek = mv 2
2
1 (6)
Bagi N molekul: Ek = Nm v 2
2
Bagi NA molekul (1 mol) : 1 1
Ek = NAmv 2 = Mv 2 (7)
2 2
Hubungan tekanan dan volume dengan energi kinetik
Dari (6), PV = 1 Nm v 2
3
2 1 2
=  Nm v 
3 2 
2
∴ PV = Ek (8)
3
ENERGI KINETIK RATA-RATA

28. Untuk gas ideal, PV = nRT. Substitusikan dalam persamaan (8):
2
nRT = Ek
3
3
∴ Ek = nRT (9)
2
Latihan: Buktikan bahwa
(v )
1
2
1
2  3RT  2
=  
 M 
Akar dari laju rata-rata pangkat dua v 2 , disebut vrms.

29. ANIMASI TEORI KINETIK GAS
 Silahkan klik data yang ada di bawah ini
untukmelihat animasi teori kinetik gas
teori kinetik gas.swf

30. TERMODINAMIKA

32.  Termodinamika adalah ilmu yang
mempelajari hubungan antara
kalor(panas) dengan usaha
Dalam termodinamika , sistem
didefinisikan sebagai segala sesuatu atau
kumpulan benda yang ditinjau dan
diperhatikan. Sementara segala sesuatu
diluar sistem disebut lingkungan.
TERMODINAMIKA

33. TIGA MACAM SISTEM
1. SISTEM TERBUKA:
Ada pertukaran massa dan energi sistem dengan lingkungannya.
Misal : lautan, tumbuh-tumbuhan
2. SISTEM TERTUTUP
3. SISTEM TERISOLASI : terjadi pertukaran massa sistem
Ada pertukaran energi tetapi TIDAK
TIDAK lingkungannya.
dengan
ada pertukaran massa dan energi sistem dengan
Misalnya: Green House ada pertukaran kalor tetapi tidak terjadi
lingkungan. dengan lingkungan.
pertukaran kerja
Misalnya: Tabung gas yang terisolasi.

34. SIFAT PEMBATAS
Pembatas adiabatik: tidak ada
pertukaran kalor antara sistem dan
lingkungan
Pembatas tegar: tidak ada kerja baik
dari sistem terhadap lingkungan
ataupun dari lingkungan terhadap
sistem

35. Hukum Ke I
Pernyataan tentang kekekalan energi dalam
sistem:
∆U = Q – W
Perubahan energi dalam (∆U) sistem =
kalor (Q) yang ditambahkan ke sistem
dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh
sistem.
Pada sistem terisolasi Q = 0 dan W = 0
tidak ada perubahan energi dalam.

36. Contoh soal:
Kalor sebanyak 1000 J ditambahkan ke sistem sementara
kerja dilakukan pada (terhadap) sistem sebesar 500 J.
Berapa perubahan energi dalam sistem?
Jawab = ∆U = Q – W = ( + 1000 K ) – (-500 J) = 1500 J.
Perhatikan bahwa HK 1 dalam bentuk ∆U = Q – W
Q positip : KALOR DITAMBAHKAN KE SISTEM
Q negatip: KALOR DILEPASKAN OLEH SISTEM
W positip KERJA DILAKUKAN OLEH SISTEM
W negatip KERJA DILAKUKAN PADA SISTEM

37. PERSAMAAN GAS IDEAL
PV = nRT
U=(3/2) nRT

38. Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan
(dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap
sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang
menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan
dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas
ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume
akhir V2 pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil
kali tekanan dengan perubahan volumenya.
W = p∆V= p(V2 – V1)
Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral
tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai
Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika
perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam
bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan
luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan
operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di
bawah grafik.
Usaha Luar

39. Gas dikatakan melakukan
usaha apabila volume gas
bertambah besar (atau
mengembang) dan V2 >
V1. sebaliknya, gas
dikatakan menerima usaha
(atau usaha dilakukan
terhadap gas) apabila
volume gas mengecil atau
V2 < V1 dan usaha gas
bernilai negatif.

40.  Energi dalam gas berkaitan dengan suhu
gas tersebut dan merupakan sifat
mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas
tidak melakukan atau menerima usaha,
gas tersebut dapat memiliki energi yang
tidak tampak tetapi terkandung dalam gas
tersebut yang hanya dapat ditinjau secara
mikroskopik.
Energi Dalam

41. untuk gas diatomik
 energi dalam gas sebanding dengan suhu
mutlak gas. Oleh karena itu, perubahan
suhu gas akan menyebabkan perubahan
energi dalam gas. Secara matematis,
perubahan energi dalam gas dinyatakan
sebagai :
 untuk gas monoatomik
untuk gas diatomik

42.  Dimana ∆U adalah perubahan energi
dalam gas, n adalah jumlah mol
gas, R adalah konstanta umum gas (R =
8,31 J mol−1 K−1, dan ∆Tadalah perubahan
suhu gas (dalam kelvin).

43. Diagram PV untuk rangkaian proses
yang berbeda
Suatu gas ideal mula-mula suhunya 400K, tekanan
2x104 Pa dan volumenya 0.001 m3.
Gas dikompresi secara perlahan pada tekanan konstan
ditekan sehingga volumenya menjadi separuh
semula.
Kemudian kalor ditambahkan ke gas sementara volume
diatur tetap konstan sehingga suhu dan tekanan naik
sampai suhu sama dengan suhu mula-mula.
Sistem kemudian diekspansi pada suhu tetap sehingga
volumenya sama dengan mula-mula

44. DIAGRAM P-V
Kerja yang dilakukan gas P
untuk proses dari (P1, V1) P1
ke (P2, V2) adalah Luas
bagian kurva yang diarsir
P2
P (105 N/m2)
V2 V
4 V1
2
1 5 V (m3)

45. Diagram PV untuk 4 proses dasar
V1 V2 V
P
P Proses Isokhorik ∆ U = Q, W = 0
Proses Isotermal W = W = nRT2ln (V2/V1)
Proses Isobarik Q = P(V −V1)
V1 V
V2 Proses Adiabatik W = - ∆ U

46. Proses Isotermik
 Suatu sistem dapat mengalami proses
termodinamika dimana terjadi perubahan-
perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses
yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan,
proses ini dinamakan proses isotermik. Karena
berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi
perubahan energi dalam (∆U = 0) dan
berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang
diberikan sama dengan usaha yang dilakukan
sistem (Q = W).

47.  Proses isotermik dapat digambarkan dalam
grafik p – V
Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat
dinyatakan sebagai :
Dimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal
gas.

48.  Jikagas melakukan proses termodinamika
dalam volume yang konstan, gas
dikatakan melakukan proses isokhorik.
Karena gas berada dalam volume konstan
(∆V = 0), gas tidak melakukan usaha
(W = 0) dan kalor yang diberikan sama
dengan perubahan energi dalamnya. Kalor
di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas
pada volume konstan QV.
QV = ∆U
Proses Isokhorik

49. Proses Isobarik
 Jika gas melakukan proses termodinamika
dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas
dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas
berada dalam tekanan konstan, gas melakukan
usaha (W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan
sebagai kalor gas pada tekanan konstanQp.
Berdasarkan hukum I termodinamika, pada
proses isobarik berlaku
 Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan
energi dalam sama dengan kalor yang diserap
gas pada volume konstan

50.  Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai
W = Qp − QV
Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat
dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang
diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan
energi (kalor) yang diserap gas pada volume
konstan (QV).

51. Proses Adiabatik
 Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk
(diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem
(Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas
sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U).
Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula
mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1
dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan
dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2, usaha
yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai
Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan
kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume
konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ
> 1).

52. Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p –
V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p –
V pada proses isotermik namun dengan
kelengkungan yang lebih curam.

53. KALOR JENIS GAS
 Suhu suatu gas dapat dinaikkan dalam kondisi
yang bermacam-macam. Volumenya
dikonstankan, tekanannya dikonstankan atau
kedua-duanya dapat dirubah-rubah menurut
kehendak. Pada tiap-tiap kondisi ini panas yang
diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar satu
satuan suhu untuk tiap satuan massa adalah
berlainan. Dengan kata lain suatu gas
mempunyai bermacam-macam kapasitas panas.
Tetapi hanya dua macam yang mempunyai arti
praktis yaitu :
- Kapasitas panas pada volume konstan.
- Kapasitas panas pada tekanan konstan.

54. Kapasitas panas gas ideal pada tekanan
konstan selalu lebih besar dari pada
kapasitas panas gas ideal pada volume
konstan, dan selisihnya sebesar konstanta
gas umum (universil) yaitu : R = 8,314
J/mol K.
cp - cv = R
cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas
ideal pada tekanan konstan.
cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas
ideal pada volume konstan.

55. Hukum Ke II
ENTROPI :
DERAJAT
KETIDAKATURAN
HK I kekekalan energi
HK II menyatakan arah reaksi sistem.
HK II dapat dinyatakan dalam berbagai
bentuk.
Kalor mengalir secara alami dari benda
panas ke benda dingin; kalor tidak
mengalir secara spontan dari benda dingin
ke panas
Banyak proses yang irreversible:
1) Campurkan kopi dan gula lalu kocok,
keduanya menyatu akan tetapi
seberapapun anda kocok kembali
keduanya tidak memisah lagi.
2) Pecahan gelas tidak kembali ke bentuk
utuhnya.
Proses alamiah cenderung menuju
ketidakteraturan (entropi maximum)!

56. Mesin Pemanas
HK II : Pada suatu mesin,tidak mungkin
kalor yang diterima mesin diubah semuanya
menjadi kerja. Selalu ada kalor yang dibuang
oleh mesin.
Reservoir panas Efisiensi: η= W = 1 −Qo
Qi
Qi
Qi
W
Qo
Reservoir dingin

57. MESIN PENDINGIN
Merupakan kebalikan
dari mesin pemanas.
Reservoir panas
Q2
Q1=kalor masuk tandon (resevoir)
W Q2=kalor keluar tandon
W= kerja yang ditambahkan ke sistem
W+Q2 =Q1
Q1
Reservoir dingin

58. Mesin Carnot (Ideal)
Menurut Carnot siklus mesin pemanas harus reversibel(dapat
balik) dan tidak terjadi perubahan entropi. Ini adalah idealisasi
karena kenyataannya kalor tidak seluruhnya diubah menjadi
kerja (ada yang hilang dalam bentuk gesekan/turbulensi)
Efisiensi (n) mesin bergantung
pada selisih suhu kedua reservoir :