Page 966 - Fisika Dasar 1 - Mikrajuddin Abdullah

Bab 12 Gas dan Termodinamika

Contoh 12.3

Dalam suatu kotak terdapat 10 molekul gas ideal. Suhu gas
21
tersebut 27 C. Berapakah energi kinetik total rata-rata molekul-molekul
o
gas ideal tersebut?

Jawab

Berdasarkan informasi soal suhu gas adalah T = 27 + 273 = 300 K dan
jumlah molekul gas, N = 10 molekul. Karena gas berada dalam kotak
21
maka jumlah derajat kebasan gerak adalah tiga. Dengan demikian, energi
kinetik rata-rata satu molekul gas adalah

1 3 3
  3 kT  kT   , 1 38 10  23  300 = 6,2  10 -21 J.
2 2 2

Energi kinetik total rata-rata semua molekul gas adalah

21
N
E    10  2 , 6  10  21 = 6,2 J

12.7 Teori Kinetik Gas Ideal

Hukum Boyle, Gay-Lussac, Charles, maupun hukum gas umum
semuanya didapat dari hasil pengukuran. Pertanyaan selanjutnya adalah
adakah landasan teori bagi hukum-hukum tersebut? Bisakah
persamaan-persamaan gas yang diperoleh dari haril eksperimen tersebut
diturunkan secara teori? Jawabannya ternyata bisa! Dan ini yang akan
kita pelajari sekarang.

Mari kita tinjau gas yang berada dalam kubus tertutup dengan
panjang sisi s (Gambar 12.5). Walaupun kita pilih wadah berbentuk kubus,
namun hasil yang diperoleh berlaku untuk semua bentuk wadah.
Misalkan jumlah partikel gas dalam kubus tersebut N yang nilainya sangat
besar. Molekul-molekul bergerak dalam arah sembarang. Selanjutnya kita
tinjau molekul yang memiliki komponen kecepatan dalam arah y yang
memiliki nilai rata-rata sebesar vy. Molekul bergerak ke kanan dengan

953