Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

TEORI KINETIK GAS Gas Ideal TEKANAN GAS  Ek = ½ mv 2 mv 2 = 2 Ek V 1.Terdiri dari banyak partikel 2Senantiasa bergerak 3Tersebar merata dalam ruang.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "TEORI KINETIK GAS Gas Ideal TEKANAN GAS  Ek = ½ mv 2 mv 2 = 2 Ek V 1.Terdiri dari banyak partikel 2Senantiasa bergerak 3Tersebar merata dalam ruang."— Transcript presentasi:

1

2

3 TEORI KINETIK GAS Gas Ideal TEKANAN GAS  Ek = ½ mv 2 mv 2 = 2 Ek V 1.Terdiri dari banyak partikel 2Senantiasa bergerak 3Tersebar merata dalam ruang 4Jarak partikel jauh lebih besar dari pada ukuran partikelnya 5 Gaya yang terjadi hanya saat bertumbukan dengan dinding bejana & dianggap tumbukan lenting sempurna 6. Dinding tempat gas licin sempurna 7. Hukum-hukum Newton berlaku

4 ROBERT BOYLE IRLANDIA ( ) LORD KELVIN IRLANDIA ( ) MAX PLANCK JERMAN ( ) JAMES PRESCOTT JOULE INGGRIS ( )

5 Apa yang kita amati pada saat gas Gas menerima atau melepas kalor ? Tekanan ( P) ; Volume (V) ; Suhu ( T ) Hukum Gay Lussac: Gas pada tekanan tetap( P ) apabila mengalami perubahan suhu mengakibatkan perubahan volume. Proses ini disebut ISOBARIK Hukum Boyle: Gas pada suhu tetap( T ) apabila mengalami perubahan tekanan mengakibatkan perubahan volume. Proses ini disebut ISOTERMIS V1V1 V2V2 T1T1 T2T2 V1V1 V2V2 T1T1 T1T1 P1P1 P1P1 P1P1 P2P2 Gas dipanaskan, apa yang terjadi ? Suhu dan volume gas menjadi T 2, V 2 Apa yang terjadi pada Gas jika tekanannya ditambah ? Volumenya mengalami perubahan menjadi V 2 Pada proses ini diperoleh hubungan volume (V), suhu (T) dan dirumuskan : V 1 V 2 = T 1 T 2 Pada proses ini diperoleh hubungan volume(V), tekanan(P) dan dirumuskan : P 1. V 1 = P 2. V 2 V = k T P. V = k

6 Hukum Boyle - Gay Lussac : Apabila dalam suatu proses variable gas tidak ada yang dibuat tetap (konstan) ISOKHORIK. Pada Gas suhunya dinaikkan dengan cara memberi kalor, selama proses volume gas dipertahankan tetap. Ternyata perubahan suhu sebanding dengan perubahan (T) tekanan ( P ) T1T1 T2T2 Gas dipanaskan, apa yang terjadi ? Volume gas bertambah menjadi V 2. Ka- rena proses ini dikehendaki volumenya tetap V 1, maka pada gas ditambah tekanannya menjadi P 2 P1P1 P2P2 Pada proses ini diperoleh hubungan Tekanan (P), suhu (T) dan dirumuskan : P 1. V 1 P 2. V 2 = T 1 T 2 Pada proses ini tekanan, volume dan suhu gas dibuat bebas, maka hubungan Tekanan (P), suhu (T) dan volume (V) dirumuskan : P 1. V 1 = k T 1 Persamaan Gas ideal P = k T

7 V2V2 P1P1 V1V1 P2P2 P.V = NkT P.V = Konstan P 1.V 1 = P 2.V 2 PROSES PADA SUHU (T) TETAP PROSES PADA TEKANAN (P) TETAP T  V  ISOTERMIS  ISOBARIK PROSES PADA VOLUME (V) TETAP  ISOKHORIK P2P2 V T T T2T2 P  T Jika Tekanan(P), Suhu(T) dan Volume(V) tidak ada yang tetap berlaku  P.V = nRT Ek =  N.k.T

8 Sebuah tangki volumenya 60 liter diisi hidrogen hingga tekanannya menjadi menjadi 220 atm. Berapa volume gas saat tekanannya menjadi 10 atm. Sedangkan suhunya tetap. Penyelesaian : Diketahui : V 1 = 60 liter P 1 = 220 atm P 2 = 10 atm. Ditanyakan : V 2 = …? Jawab : P 1.V 1 = P 2.V x 60 = 10 x V 2 10 V 2 = V 2 = 1320 liter   Berapa tekanan dari 10 mol gas yang berada dalam tangki yang memiliki volum 100 liter suhunya 87 0 C Penyelesaian : Diketahui : n = 10 mol = 0,01 Mol V = 100 liter = 0,1 m 3 T = 87 0 C = = 360 K R = 8314 J/Mol.K Ditanyakan : P = …? Jawab : P.V = n.R.T P x 0,1 = 0,01 x 8314 x 360 P = N/m 2 Atau P = : 10 5 =2,99 atm Massa relatif atom oksigen 16, massa sebuah atom Hidrogen 1, –27 kg. Jika suhu gas saat itu 27 0 C, Berapa energi kinetik rata-rata molekul gas oksigen ? Jika k = 1, J/K dan No = 6, molekul/Mol Diketahui : Mr (O 2 )= 2 x 16 = 32 m = 32 x 1,66 x 110 –27 = 53, kg n = m/Mr = 53, : 32 = 1, mol N = No.n = 6, x 1, = 0,99932 Penyelesaian : Jawab : T = = 300 Suhu sedang Ek = 5/2 NkT = 5/2 x 0,99932 x 1, x 300 = 1,034 x J

9  HUBUNGAN ANTARA KALOR DAN ENERGI MEKANIK  TENTANG PERPINDAHAN ENERGI SAAT SISTEM MENGALAMI PROSES TERMODINAMIKA DARI SUATU KEADAAN KE KEADAAN LAIN PROSES TERMODINAMIKA PROSES ISOBARIK V2V2 V1V1 P W = P  V W = P (V 2 - V 1 ) USAHA YANG DILAKUKAN GAS PROSES ISOKHORIK PROSES ISOTERMIS V 2 = V 1 W = P  V W = P (V 2 - V 1 ) W = 0 PROSES ADIABATIK W = n.C P (T 1 – T 2 ) n = jumlah molekul R = tetapan gas umum = 8,314x10 3 J/Mol K Cp = Kapasitas kalor pd suhu tetap KAPASITAS KALOR GAS Pada Volume tetap (C V ) Untuk gas MONOATOMIK CV CV = 3/2n.R Untuk gas DIATOMIK SUHU rendah ( T <100 K) C P = 5/2 n.R SUHU sedang ( 5000 100 K) C V = 5/2 n.R SUHU tinggi ( T>5000 K) C V = 7/2 n.R Pada Tekanan tetap (C P ) Untuk gas MONOATOMIK C P = 5/2 n.R Untuk gas DIATOMIK SUHU rendah ( T <100 K) C V = 3/2 n.R SUHU sedang ( 5000 100 K) C P = 7/2 n.R SUHU tinggi ( T>5000 K) C P = 9/2 n.R

10   Q =  U Kalor yang diberikan pada gas (  Q ) digunakan untuk menambah energi gerak/energi dalam partikel gas (  U) QQ  P -  W =  U  U +  W = 0 Usaha yang diberikan pada gas (-  W) digunakan untuk menambah energi gerak/energi dalam partikel gas (  U) PROSES ADIABATIS Jika pada kedua proses terjadi pada saat bersamaan berarti gas melakukan usaha sebesar  W dan pada saat bersamaan diberi sejumlah kalor  Q.  Q =  U +  W Hukum I Termodinamika  Q = C.  T Apabila selama menerima kalor gas mengalami proses isobarik maka :  Q =  U +  W C P.  T = C V.  T + P.  V C P.  T = C V.  T + n.R.  T Jika persamaan di bagi  T diperoleh hubungan : C P = C V + n.R Tetapan Laplace (  ) Suhu rendah C V = 1,5 nR ; C P = 2,5 nR ;  =1,67 Suhu sedang C V = 2,5 nR ; C P = 3,5 nR ;  = 1,4 Suhu tinggi C V = 3,5 nR ; C P = 4,5 nR ;  = 1,28

11 A C B PROSES A-B-C-A  1 SIKLUS A B C D SIKLUS CARNOT PROSES ISOTERMIS PROSES ADIABATIK Q 1 /T 1 Q 2 /T 2 Usaha yang dilakukan gas  Q =  U +  W Karena awal dan akhir proses suhunya sama maka  U = 1,5 nR  T = 1,5 nR (T A -T A ) = 0  Q =  W Usaha yang dilakukan gas  Q =  U +  W  U = 0  W =  Q W = Q 1 – Q 2 Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam siklus, menerima kalor dari sebuah sumber (reservoar) dan mengubah kalor itu seluruhnya menjadi energi/usaha Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus, mengambil kalor dari sumber(reservoar) yang mempunyai suhu rendah dan memberikannya kepada sumber yang mempunyai suhu tinggi, tanpa memerlukan usaha dari luar

12 5 mol gas memuai seca- ra isotermis pada suhu 27 0 C,sehingga volume- nya berubah dari 20 cm 3 menjadi 50 cm 3.Berapa usaha yang diperlukan gas dan kalor yang diperlukan Penyelesaian : Diketahui : T = = 300 n = 5 mol = Mol V 1 = 20 cm 3 V 2 = 50 cm 3 Jawab : W = n.R.T ln(V 2 / V 1 ) = n.R.T(lnV 2 -lnV 1 ) = x 8314x300x (ln50-ln20) = 12471(3,91-2,99) = 11473,32 J  Q =  U +  W Isotermis  U = 0 Q = W = 11473,32 J Ditanyakan : P = …? Gas menerima kalor se- besar 8000 kalori meng- hasilkan usaha sebesar J. Berapa peruba- han energi dalam gas ? ( 1 kalori = 4,18 J ) Penyelesaian : Diketahui :  Q = 8000 kalori = J  W = J Ditanyakan :  U = …? Jawab :  Q =  U +  W  U =  Q -  U = = J Ditanya : 1. Usaha Total Gas 2. Kalor yg diperlukan Penyelesaian : Diketahui : A-B isobarik  W AB =P  V B-C isotermis  W BC = 0 C-D isobarik  W CD =P  V D-A isotermis  W DA = 0 Ditanyakan :  W &  Q Jawab : Proses A-B Isobarik W AB =P A ( V B – V A ) = x(4-2)= J Proses C-D Isobarik W CD =P C ( V D – V C ) = x(2-4) = J Usaha Total (W Tot ): W Tot = W AB + W CD = = J Cara lain yaitu dengan me Lihat luas bidang ABCD W Tot = AB x AD = 2 x = J Kalor yang diperlukan  Q =  U +  W  U = 3/2 n.R.(T A -T A ) = 0  Q =  W= W Tot = J Sebuah refrigerator (mesin pendingin) dengan efisiensi 40% dapat memindahkan 3, J/jam, dari dalam ruang yang suhunya 3 0 C ke luar ruangan yang suhunya 32 0 C. Hitunglah : a.Jumlah kalor yang dise- rap oleh mesin itu tiap jam b.jumlah kalor yang dise- rap oleh mesin itu tiap jam andaikan mesin dianggap pendingin ideal Carnot Penyelesaian : Diketahui :  = 40% T 1 = =305 K T 2 = =278 K Q 2 = 3, J t = 1 jam = 3600 s Ditanya : 1. Q 1 (  = 40% ) 2. Q 1 (  = 100% ) b.  = 100 %, maka Q 2 = (100/40). 3, = J/jam Q 2 /Q 1 = T 2 / T 1 Q 1 = (( )x305):276 Q 1 = ,35 J/jam

13


Download ppt "TEORI KINETIK GAS Gas Ideal TEKANAN GAS  Ek = ½ mv 2 mv 2 = 2 Ek V 1.Terdiri dari banyak partikel 2Senantiasa bergerak 3Tersebar merata dalam ruang."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google