Tekanan Gas Dalam Ruang Tertutup

Disusun Oleh : Fanda Eka PSMAN 1 TRENGGALEK

Tekanan Gas Dalam Ruang Tertutup

Partikel-partikel gas akan senantiasa bergerak. Partikel-partikel gas didalam

sebuah ruangan yang tertutup akan memberikan tekanan pada dinding ruang.

Misalnya, suatu gas yang mengandung sejumlah partikel berada dalam suatu ruang

yang berbentuk kubus dengan sisi L dan luas masing-masing sisinya A .

Partikel yang massanya m0 bergerak dengan kecepatan vx dalam arah sumbu x . Partikel menumbuk dinding sebelah kiri yang luasnya A dengan kecepatan vx. Karena tumbukan bersifat lenting sempurna, maka partikel akan terpantul dengan kecepatan - vx .Hal ini berpengaruh terhadap momentum partikel , sebelum molekul menumbuk dinding momentumnya mvX . Setelah

menumbuk dinding molekul dan berubah arahnya,sehingga momentumnya menjadi -mvX. Jadi, setiap kali molekul menumbuk dinding, molekul tersebut mengalami perubahan momentum sebesar selisih antara momentum sebelum tumbukan dan momentum setelah tumbukan.

P : Tekanan gas (Pa atau N/m2 ) p : Momentum molekul gas (Kg m/s2 )V : Volum gas (m3 ) v : Kecepatan (m/s2 )N :Jumlah Partikelmo : massa sebuah partikel gas (Kg)

: Rata-rata kuadrat kecepatan (m/s2 ) : Energi Kinetik Rata-rata (Joule)F :Gaya (newon)

Perubahan momentum yang terjadi pada partikel gas X dirumuskan:

= p1 – p2

= mo vx – (- mo vx)

= mo vx + mo vx

= 2mo vx

Partikel akan kembali menumbuk dinding yang samasetelah menempuh jarak 2L, dengan selang waktu:

=

Besarnya impuls yang dialami dinding saat tumbukan adalah:

P = m v

I = m (vt - vo )

I = m vt - mvo

= pt – po

Besarnya tekanan gas dalam kubus adalah :

Apabila total gas adalah N molekul dengan komponen kecepatan , maka

m1=m2=m3=mo

Dikarenakan :

Maka :

adalah rata-rata kuadrat kecepatan partikel gas pada sumbu x. Dan sebuah ruang (Kubus) merupakan bangun 3 dimensi,Jadi selain mempunyai komponen x ,Kubus juga memiliki komponen y dan komponen z.

Partikel-partikel gas tersebut bergerak ke segala arah dengan laju yang tetap(sama), sehingga:

Besarnya adalah jumlah dari v di komponen x,y ,dan z.

Jika dimasukkan ke dalam persamaan

Maka akan diperoleh :

Tentunya kita masih mengingat mengenai energi kinetik.Jika persamaan energi kinetik dimasukkan

ke dalam persamaan tekanan gas tadi ,maka akan menghasilkan sebuah persamaan baru.

Jika diketahui Volume sebuah tangki adalah 10 liter, dan jumlah partikel gas 12,04 . 1023 partikel,Maka tentukanlah besarnya energi kinetik rata-rata jika tekanan gas dalam tangki 18461,3 Pa !

Sebuah tangki yang volumenya 50 liter mengandung 3 mol gas monoatomik.

Jika energi kinetik rata-rata yang dimiliki setiap gas adalah 8,2 . 10-21 J, tentukan

besar tekanan gas dalam tangki?