1. Terdiri atas partikel (atom atau molekul) yang jumlahnya besar2. Partikel-partikel tersebut tersebar merata dalam seluruh ruang3. Partikel-partikel tersebut bergerak acak ke segala arah4. Jarak antar partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel5. Tidak ada gaya interaksi antar partikel kecuali bila bertumbukan6. Semua tumbukan (antar partikel atau dengan dinding) bersifat

lenting sempurna dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat7. Hukum Newton tentang gerak berlaku

Pada keadaan standart 1 mol gasmenempati volume sebesar 22.400 cm3

sedangkan jumlah atom dalam 1 mol samadengan : 6,02 x 1023 yang disebut bilanganavogadro (NA) Jadi pada keadaan standartjumlah atom dalam tiap-tiap cm3 adalah :

31923

/1068,2400.22

1002,6cmatomx

x

Seorang ilmuwan Inggris, Robert Boyle (1627-1691) mendapatkan bahwa jika tekanan gas diubah tanpa mengubah suhu, volume yang ditempatinya juga berubah, sehingga perkalian antara tekanan dan volume tetap konstan.

P1 V1 = P2 V2 = C

P = Tekanan gas [N.m-2]V = Volume gas [m3]n = Jumlah mol gas [mol]N = Jumlah partikel gasNA = Bilangan Avogadro = 6,02 x 1023

R = Konstanta umum gas = 8,314 J.mol-1 K-1 atau 0,0821 atm

liter/mol.KT = Temperatur mutlak gas [K]

nRTPV

AN

Nn

nRTPV

TRN

NVP

A

AN

Nn

TkNVP

kN

R

A

TN

RNVP

A

N = Jumlah molk = Tetapan Boltzman 1,3807.10-23 J/K

rM

mn

TM

RmVP

TM

R

V

mP

m

V

TM

RP

TR

MP

.

M = massa molekul= massa jenis

RnT

VP.

.

2

22

1

11

T

.VP

T

.VP

Jadi gas dengan massa tertentu menjalani proses yang bagaimanapun perbandingan antara hasil kali tekanan dan volumedengan suhu mutlaknya adalah konstan.

Hukum Boyle-Gay Lussac

1. Massa jenis nitrogen 1,25 kg/m3 padatekanan normal. Tentukan massa jenisnitrogen pada suhu 42º C dan tekanan0,97x105 N m-2!

2. Massa 1 mol air 10 kg. berapa jumlahmolekul H2O dalam 1 gr berat air.Berapakah jarak rata- rata antara molekulpada tekanan 1,01 . 105 N m-2 dan padasuhu 500 K?

kvjvivv zyxˆˆˆ

2222

Tinjau N buah partikel suatu gas

ideal dalam kotak, masing-masing

dengan kecepatan:

………….

kvjvivv zyxˆˆˆ

1111

Kecepatan partikel mula2:

Kecepatan partikel setelah menumbuk dinding kanan (asumsi:

tidak ada tumbukan antar partikel):

Perubahan momentum partikel:

Selang waktu partikel tsb dua kali menumbuk dinding kanan:

Besarnya momentum yg diberikan partikel pada dinding

kanan tiap satuan waktu:

kvjvivv zyxˆˆˆ

kvjvivv zyxˆˆˆ

jmvvmvmp yˆ2

yvt

2

jmv

jmv

t

p yy ˆˆ2

2 22

Besarnya momentum total yg diberikan N buah partikel pada

dinding kanan tiap satuan waktu:

Tekanan gas pada dinding kanan:

Tetapi dan

sehingga

jvvvm

t

pyNyy

ˆ... 22

2

2

1

222

2

2

1 ... yyNyy vV

mNvvv

A

m

tA

pP

2222

zyx vvvv222

zyx vvv

22

3

1vv y

2

3

1v

V

NmP

2

3

1v

V

NmP

22

rmsvv

2222

zyx vvvv

Energi kinetik rata-rata molekul:

2

2

1rmsk vmE

V

NvmP rms

2

2

12

3

1

V

ENP k

3

2

N

VPEk

2

3

TkN

VP

TkNVP

TkEk2

3

TkEk2

3

TkvmE rmsk2

3

2

1 2

m

Tkvrms

32

m

Tkvrms

3

M

3RTrmsv

AN

Mm

AN

Rk

3Prmsv

Dari persamaan

dan persamaan gas ideal

dapat diperoleh hubungan atau

sehingga

2

3

1v

V

NmP

BkvmT 231

EKk

vmk

TBB 3

2

2

1

3

2 2

TNknRTPV B

Energi kinetik translasi partikel gas

mTkv B32

TNkvmN B2

3

2

1 2

nRTTNkU B2

3

2

3

V

VT

UC

nRCC VP

67,13

5

V

P

C

C

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:

nRCV2

3

nRCP2

5

Persesuaian dengan hasil eksperimen hanya terdapat pada gas mulia monoatomik saja !

Gas CP/nR CV/nR

Monoatomik

He

Ne

Ar

Kr

Xe

1,66

1,64

1,67

1,69

1,67

2,50

2,50

2,51

2,49

2,50

1,51

1,52

1,50

1,47

1,50

Diatomik

H2

O2

N2

CO

NO

Cl2

1,40

1,40

1,40

1,42

1,43

1,36

3,47

3,53

3,50

3,50

3,59

4,07

2,48

2,52

2,46

2,46

2,51

2,99

Poliatomik

CO2

NH3

CH3

1,29

1,33

1,30

4,47

4,41

4,30

3,47

3,32

3,30

Gas ideal tidak memiliki energi potensial, makaenergi dalam total (U) suatu gas ideal dengan N partikel adalahU = N . Ekatau U = 3/2 N k T (untuk gas monoatomik) dan U = 7/2 N k T (untuk gas diatomik) Energi dalam adalah jumlah energi kinetik

translasi, energi kinetik rotasi dan energi getaran(vibrasi) partikel.

Koefisien 3 dan 7 pada energi dalam, dinamakanderajat kebebasan.

Pada suhu yang sama, untuk dua macam gas kecepatannya dapat dinyatakan :

21

21

1:

1:

MMvv rmsrms

Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan :

2121 :: TTvv rmsrms

Berapakah kecepatan rata- rata molekul gasoksigen pada 0º C berat atom oksigen 16,massa sebuah atom hidrogen 1,66 . 10-27 kg?