Teori Kinetik Gas Fisika Kelas XI Nur Islamiah, S.Pd PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN MEDIA PEMBELAJARAN BAGI GURU SMA, SMK DAN SLB http://dikbud.ntbprov.go.id/BahanAjar Dikbud NTB @dikbudntb Fisika Kelas XI Teori Kinetik Gas Nur Islamiah, S.Pd SMAN 1 Woja Verifikator : KD. Yayuk Krisnawati, S.Pd dan Muh Takdir © 2018 - Hak Cipta Pada Dinas Pendidikan dan Kebudayaan Provinsi NTB

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Kompetensi Inti Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkrit dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Kompetensi Dasar Menjelaskan teori kinetik gas dan karakteristik gas pada ruang tertutup Menyajikan karya yang berkaitan dengan teori kinetik gas dan makana fisisnya 3.6 4.6 KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Indikator Pencapaian Kompetensi PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Indikator Pencapaian Kompetensi Menjelaskan teori kinetik gas dan karakteristik gas pada ruang tertutup Menganalisis penerapan persamaan keadaan gas dan hukum Boyle-Gay Lussac dalam penyelesaian masalah gas di ruang tertutup Menganalisis hubungan tekanan, suhu, volume, energi kinetik rata-rata gas, kecepatan efektif gas, teori ekipartisi energi, dan energi dalam 3.6.1 3.6.2 3.6.3 KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN TEORI KINETIK GAS Teori Kinetik (atau teori kinetik pada gas)  menjelaskan sifat-sifat makroscopik gas (tekanan, suhu, atau volume) dengan memperhatikan komposisi molekular mereka dan gerakannya. Tekanan gas 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. Dikenal pula sebagai Teori Kinetik-Molekular atau Teori Tumbukan atau Teori Kinetik pada Gas. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Sifat-sifat Gas Ideal Terdiri atas partikel (atom atau molekul) yang jumlahnya besar Partikel-partikel tersebut tersebar merata dalam seluruh ruang Partikel-partikel tersebut bergerak acak ke segala arah Jarak antar partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel Tidak ada gaya interaksi antar partikel kecuali bila bertumbukan Semua tumbukan (antar partikel atau dengan dinding) bersifat lenting sempurna dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat Berlaku Hukum Newton tentang gerak KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Persamaan Keadaan Gas Ideal PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Persamaan Keadaan Gas Ideal KI/KD P = Tekanan gas [N.m-2] V = Volume gas [m3] n = Jumlah mol gas [mol] N = Jumlah partikel gas NA = Bilangan Avogadro = 6,02 x 1023 R = Konstanta umum gas = 8,314 J.mol-1 K-1 atau 0,0821 atm liter/mol.K T = Temperatur mutlak gas [K] IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Tekanan Gas Tekanan gas PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Tekanan Gas Tekanan gas Didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu luasan. Satuan tekanan adalah: atm, mm Hg, torr, lb/in.2 dan kilopascal (kPa). 1 atm = 760 mm Hg (eksak) 1 atm = 760 torr 1 atm = 14.7 lb/in.2 1 atm = 101.325 kPa KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Manometer Manometer untuk mengukur tekanan gas KI/KD IPK Materi PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Manometer Manometer untuk mengukur tekanan gas KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Tekanan Atmosfer Tekanan atmosfer PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Tekanan Atmosfer Tekanan atmosfer Adalah tekanan oleh kolom udara dari atas atmosfer ke permukaan bumi KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Ketinggian dan tekanan atmosfer PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Ketinggian dan tekanan atmosfer Tekanan Sekitar 1 atmosfer di atas permukaan air laut. Bergantung pada ketinggian dan cuaca. Semakin tinggi lokasi, semakin rendah. Lebih tinggi saat hujan dibanding saat cerah/tidak hujan. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Hukum Gas Ideal Robert Boyle (1627-1691) PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Hukum Gas Ideal Robert Boyle (1627-1691) Pada temperatur konstan  P >> bila V << dan sebaliknya P berbanding terbalik dgn V  PV = konstan Berlaku pada hampir semua gas dengan kerapatan rendah KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Jacques Charles (1746-1823) Gay Lussac (1778-1850) PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Jacques Charles (1746-1823) Gay Lussac (1778-1850) Pada kerapatan rendah, untuk gas Temperatur absolut sebanding dengan tekanan pada volume konstan Temperatur absolut sebanding dengan volume pada tekanan konstan PV = CT C sebanding dengan jumlah gas sehingga PV = NkT N = jumlah molekul gas k = konstanta Boltzman 1,381 x 10-23 J/K KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Terkadang lebih mudah menyatakan jumlah gas dalam mol daripada dalam molekul sehingga : PV = nRT N = n NA NA = bilangan avogadro 6,022 x 1023 molekul/mol n = jumlah mol gas R = konstanta gas umum = 8,314 J/mol.K = 0,08206 L.atm/mol.K KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Persamaan keadaan gas ideal PV = nRT PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Gas ideal didefinisikan sebagai gas dimana PV/nT konstan untuk seluruh tekanan. Persamaan keadaan gas ideal PV = nRT Massa molar M, massa 1 mol unsur/senyawa Massa molar 12C = 12 g/mol Massa n mol gas m = nM KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Pada temperatur tertentu, kerapatan gas ideal sebanding dengan tekanan PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Kerapatan gas ideal Pada temperatur tertentu, kerapatan gas ideal sebanding dengan tekanan Perilaku gas ideal  perilaku gas nyata pada kerapatan dan tekanan rendah Untuk sejumlah gas tertentu PV/T = konstan, sehingga dapat ditulis KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Tekanan Gas Ideal KI/KD Tinjau N buah partikel suatu gas ideal dalam kotak, masing- masing dengan kecepatan: IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Temperatur Gas Ideal Energi kinetik translasi partikel gas PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Temperatur Gas Ideal Dari persamaan dan persamaan gas ideal dapat diperoleh hubungan atau sehingga Energi kinetik translasi partikel gas KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Energi Dalam Gas Ideal Dari hubungan terakhir di atas dapat dituliskan PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Energi Dalam Gas Ideal Dari hubungan terakhir di atas dapat dituliskan yaitu energi kinetik gas, yg juga merupakan energi total dan energi dalam gas Perbandingan dengan eksperimen ? Kapasitas kalor pada volume tetap: atau kapasitas kalor pd tekanan tetap: Perbandingan CP dan CV adalah suatu konstanta: KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Energi (kinetik) total gas diatomik PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Energi (kinetik) total gas diatomik KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Asas Ekipartisi Energi PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Asas Ekipartisi Energi 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: KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan : KI/KD PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Pada suhu yang sama, untuk dua macam gas kecepatannya dapat dinyatakan : Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan : KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal Suatu gas ideal sebanyak 4 liter memiliki tekanan 1,5 atmosfer dan suhu 27 . Tentukan tekanan gas tersebut jika suhunya 47 dan volumenya 3,2 liter! KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Latihan Soal Diketahui: V1 = 4 liter V2 = 3,2 liter KI/KD P1 = 1,5 atm PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal Diketahui: V1 = 4 liter V2 = 3,2 liter P1 = 1,5 atm T1 = 27 oC = 27+273 = 300 K T2 = 47 oC = 47+273 = 320 K Ditanya: P2 = ... ? Jawab: P1 .V1= P2 .V2 P2 = 2 atm KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal Air mendidih (100 ℃) sebanyak 250 ml dituangkan ke dalam panci berisi 400 ml air bersuhu 35 ℃. Setelah terjadi keseimbangan termal maka suhu campuran adalah … (kalor jenis air 1,0 kal.gr−1.℃−1). KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal Air yang mendidih akan melepas kalor sedangkan air yang bersuhu 35 ℃ akan menyerap kalor. Keadaan ini dikenal sebagai asas Black yang dirumuskan:         Qserap = Qlepas  mc(t − 35) = mc(100 − t) 400(t − 35) = 250(100 − t)     8(t − 35) = 5(100 − t)      8t − 280 = 500 - 5t              13t = 780                  t = 780/13                    = 60 Jadi, suhu campuran setelah terjadi keseimbangan termal adalah 60 ℃ KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Referensi BUKU FISIKA ERLANGGA KLS XI KI/KD PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Referensi KI/KD BUKU FISIKA ERLANGGA KLS XI BUKU FISIKA YRAMA WIDIA KLS XI IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id