Halaman
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN2TEORI KINETIK GASFISIKAKELAS XIPENYUSUNSUDIROSMA Negeri 83 Jakarta
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN3DAFTARISIPENYUSUN.............................................................................................................................................2DAFTAR ISI............................................................................................................................................3GLOSARIUM...........................................................................................................................................4PETA KONSEP.......................................................................................................................................5PENDAHULUAN...................................................................................................................................6A. Identitas Modul...........................................................................................................6B. Kompetensi Dasar.......................................................................................................6C. Deskripsi Singkat Materi..........................................................................................6D. Petunjuk Penggunaan Modul......................................................................................6E. Materi Pembelajaran...................................................................................................7KEGIATAN PEMBELAJARAN 1.......................................................................................................8PERSAMAAN GAS IDEAL..................................................................................................................8A.Tujuan Pembelajaran..................................................................................................8B.Uraian Materi..............................................................................................................8C.Rangkuman...............................................................................................................11D.Penugasan Mandiri...................................................................................................12E.Latihan Soal..............................................................................................................12F.Penilaian Diri............................................................................................................13KEGIATAN PEMBELAJARAN 2.....................................................................................................14TEORI EKIPARTISI ENERGI...........................................................................................................14A.Tujuan Pembelajaran................................................................................................14B.Uraian Materi............................................................................................................14C.Rangkuman...............................................................................................................16D.Penugasan Mandiri...................................................................................................17E.Latihan Soal..............................................................................................................18F.Penilaian Diri............................................................................................................19EVALUASI.............................................................................................................................................20DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................................24
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN4GLOSARIUMTeori Kinetik Gas:Teori yang menjelaskan tingkah laku gas berdasarkan tinjauan Makroskopik gas seperti tekanan, suhu dan volume dengan memperhatikan komposisi molekoler gerakannya.Makroskopis:Merupakan sistem dengan skala besar (dapat diukur)dilengkapi dengan variable -variabel tekanan, temperatur, volume, energi,dll)Mikroskopis:Sifat ukuran yang sangat kecil dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang sehingga diperlukan alat bantuuntuk dapat melihatnya dengan jelasGas Ideal:Gas ideal adalah sekumpulan partikel gas yang tidak saling berinteraksi satu dengan lainnya. Artinya, jarak antarpartikel gas ideal sangat berjauhan dan bergerak secara acakEkipartisiEnergi:adalah sebuah rumusan umum yangmerelasikantemperatursuatu sistem denganenergirata-ratanya.Isotermik:Perubahan keadaangaspadasuhuyang tetapIsobarik:Perubahan keadaan gas pada tekanan tetapIsokhorik:Perubahan keadaan gas pada volume tetapMonoatomik:Atomtunggal, Ini biasanya digunakan terhadap gas yang atomnya tidak berikatan satu sama lainDiatomik:molekul yang hanya terdiri dari duaatomdan atomtersebut dapat berupa unsur yang sama maupun berbeda
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN5PETA KONSEP
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN6PENDAHULUANA. Identitas ModulMata Pelajaran: FisikaKelas:XIAlokasi Waktu:8 Jam PelajaranJudul Modul:Teori Kinetik GasB. Kompetensi Dasar3.6. Memahami teori kinetik gas dan karakteristik gas pada ruang tertutup.4.6. Mempresentasikan laporan hasil pemikiran tentang teori kinetik gas, dan makna fisisnyaC. Deskripsi Singkat MateriApa kabar peserta didik Indonesia yang hebat, selamat bertemu kembali dalam Modul Pembelajaran kali ini. Semoga kalian selalu sehat, tetap semangat, dan tidak mudah menyerah dalam menghadapi segala kesulitan. Percalah bahwa kesulitan yang kalian hadapi akan semakin memperkuat diri kalian untuk menjadi genenerasi hebat dan unggul dalam segala hal. Tahukah kalian bahwa belajar Fisika merupakan salah satu pembiasan agar kalian bisa menyelesaiakan permasalahan-permasalahan makro dan mikro. Betapa hebatnya Pelajaran Fisika ini. Karena dengan ilmu Fisika banyak misteri baru terungkap yang selama ini seolah-olah menjadi rahasia Sang Pencipta.Itulah sebabnya kita sebagai makhluk harus tetap tunduk pada aturan sang pencipta.Pada modul Fisika kali ini akan diungkap hal-hal yang berhubungan dengan Teori Kinetik gas secara makro dengan segala variable-variabelnya.Bagaimana hubungan antara gas dengan tekanan, perubahan volume, perubahan suhu dan energiserta sifat-sifat gas itu sendiri.Sebelum mempelajari modul kali ini ada sedikit syarat pada modul sebelumnya tentang suhu dan kalor, karena dalam Teori Kinetik Gas akan vanyak berhubungan dengan Suhu.Modul ini juga menjadi pra syarat dalam modul berikutnya tentang Thermodinamika. Alangkah bijaknya jika kalian mempelajari modul ini dengan tuntas sehingga tidak ada kendala untuk belajar Fisika lebih lanjut.D. Petunjuk Penggunaan ModulAgar kalian bisa memahami modul ini secara tuntas, maka bacalah modul ini secara runut dengan langkah-langkah sebagai berikut :1.Baca Glosarium pada modul supaya paham kata kunci dan istilah-istilah yang akan digunakan dalam modul.2.Pelajari dan pahami peta materi yang disajikan dalam setiap modul untuk memberikan gambaran awal apa yang akan dipelajari.3.Pelajari dan pahami tujuan yang tercantum dalam setiap kegiatan pembelajaran.4.Pelajari uraian materi secara sistematis dan mendalam dalam setiap kegiatan pembelajaran, diulangi lagi membacanya sampai benar-benar paham.
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN75.Untuk mengingat kembali materi secara ringkas maka baca rangkuman sebelum mengerjakan Uji Kompetensi.6.Lakukan uji kompetensi di setiap akhir kegiatan pembelajaran untuk mengetahui tingkat penguasaan materi. 7.Lakukan Penilaian diri sendiri tentang penguasaan materi modul dengan jujur8.Jika sudah paham lanjutkan pertemuan berikutnya.9.Kerjakan soal-soal evaluasi untuk mengukur ketuntasan belajar menggunakan modul ini.E.Materi PembelajaranModul ini terbagi menjadi 2kegiatan pembelajarandandi dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi.Pertama:Persamaan Keadaan Gas Ideal, Hukum Boyle-Gay Lussac, Teori Kinetik Gas Ideal, Tinjauan Impuls-Tumbukan untuk Teori Kinetik GasKedua:Energi Kinetik Rata-Rata Gas, Kecepatan Efektif Gas, Teori Ekipartisi Energi dan Energi Dalam
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN8KEGIATAN PEMBELAJARAN 1PERSAMAAN GAS IDEALA.Tujuan PembelajaranSetelah kegiatan pembelajaran 1 ini Anda diharapkandapat : 1.Memahami konsep gas ideal.2.Menuliskan sifat-sifat gas ideal.3.Menjelaskan persamaan keadaan gas ideal.4.Menjelaskan Hukum Boyle-Gay Lussac5.Memahami teori kinetik gas 6.Menjelaskan tinjauan impuls-tumbukan untuk teori kinetik gas7.Memahamikarakteristik gas pada ruang tertutupB.Uraian MateriHalo pembelajar semua, selamat bertemu kembali dalam pembelajaran kali ini. Apakah Anda pernah melihat kejadian tentang balon yang kempes atau balon yang meletus? Perhatikan ilustrasi cerita berikut . Pada suatu hari seorang penjual balon memompakan udara kedalam balon yang akan dijualnya. Setelah dirasa cukup isinya maka balon diikat dengan tali dan diberi tiang dari sebatang lidi. Tukang balon berjalan dipanas yang terik sambil menyusuri kampong menjajakan balonnya. Beberapa saat dipanas terik sebuah balonnya meletus. Dia hanya bertanya dalam hati, kenapa balonnya meletus padahal tidak tertusuk benda tajam. Pertanyaan yang tidak pernah terjawab sampai dia pulangdan tersisa beberapa balon belum terjual. Seperti biasanya penjual balon menyimpan sisa balonyang belum terjual untuk jual kembali besok pagi. Betapa terkejutnya ketika dipagi hari penjual balon mendapati balon-balonnya pada kempes. Apakah anda bisa membantu menjawab permasalahan yang dialami oleh penjual balon? Silahkan ikuti dan pelajari modul ini supaya bisa membantu menjawabnya.Pengertian Gas IdealGas idealadalah gas yang secara tepat memenuhi persamaan pV = nRT. Sebagai gambaran tentang keadaan gasideal, kita tinjau sifat-sifat gas ideal diantaranya adalah:1.Gas ideal terdiri dari partikel-partikel yang amat besar jumlahnya, yang tersebar merata di seluruh bagian jumlahnya, dan bergerak secara acak ke segala arah dengan kelajuan tetap,2.Jarak antara partikel gas jauh lebih besar dari dibanding ukuran partikel,3.tidak ada gaya di antara partikel-partikel tersebut kecuali jika bertumbukan (tumbukan dianggap lenting sempurna dan partikel dianggap bulat, licin, dan pejal), dan berlangsung sangat singkat4.Volume partikel gas sangat kecil dibandingkan dengan wadah yang ditempatinya sehingga ukurannya dapat diabaikan5.Hukum Newton tentang gerak berlaku
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN9Persamaan Keadaan Gas IdealHukum Boyle-Gay Lussacberlaku untuk gas ideal di dalam ruang tertutup, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut : Karena n =Mmatau n =Maka :Persamaan PV = nRTdapat dinyatakan sebagai berikut,PV= aNNRT= NaRNTDengan k=aNRDari persamaan PV = nRT, dengan mensubstitusikan n= Mm, persamaan keadaan gas ideal menjadi :PV nRT= mMRTP = mVRTM= ρRTMKeterangan :m =massa total gas (kg)N = banyak partikel M= massa molekul gas (kg/kmol = gr/mol)n =jumlah mol (mol)Na =bilangan Avogadro (6,02 x 1023partikel/mol)P = tekanan gas ideal (Pa)P1= tekanan gas mula-mula (Pa = N/m2)V = volume gas (m3)P2= tekanan gas akhirV = volume gas (m3)V1= volume gas mula-mula (m3)V2= volume gas akhirT1= suhu gas mula-mula (K)T2= suhu gas akhir(K)R = tetap umum gas = tetapan molar gas= massa jenis gas (kg/m3)= 8314 J/kmolK = 8,314 J/molK = 0,082 liter.atm/molKContoh Soal :1.Suatugasidealsebanyak4litermemilikitekanan1,5atmosferdansuhu27oC.Tentukantekanangastersebutjikasuhunya47oCdanvolumenya3,2liter!Pembahasan:Diketahui:V1=4liter,P1=1,5atm,T1=270CT2=470C,V2=3,2literDitanya:P2=.......?Jawab:Pertama-tamakitaharusmengubahsuhudalammenjadisuhumutlak(K):T1=27+273=300KT2=47+273=320KaNN𝑝𝑉𝑇=𝑛𝑅atau𝑃1.𝑉1𝑇1=𝑃2.𝑉2𝑇2𝑃𝑉=𝑁𝑘𝑇
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN10Kemudiankitamasukkankepersamaankeadaan:𝑃1.𝑉1𝑇1=𝑃2.𝑉2𝑇2𝑃2=𝑃1.𝑉1.𝑉2𝑇2.𝑉2𝑃2=1,5.4.320300.3,2𝑃2=2atmTekanan Gas IdealBerdasarkan teori kinetik, molekul-molekul gas ideal bergerak secara acak sesuai Hukum Gerak Newton dan bertumbukan dengan molekul lain maupun dengan dinding bejana tempat gas berada secara elastis sempurna. Tekanan yang dikerjakan oleh suatu gas ideal dalam ruang tertutup dapat diturunkan dengan menggunakan mekanika Newton terhadap gerak molekul-molekul gas. Karena kuadrat kelajuan seluruh molekul gas tidaklah sama, maka kita definisikan kuadrat kelajuan rata-rata molekul-molekul gas 2v, di mana 2222xyzvvvv= + +Sesuai dengan anggapan bahwa setiap molekul gas bergerak dalam lintasan lurus dengan kelajuan tetap , maka 222xyzvvv==dan 223xvv=atau 2213xvv=Selanjutnya dengan menggunakan definisi bahwa tekanan gas pada dinding wadahnya adalah gaya persatuan luas, FPA=, sedang gaya F sama dengan perubahan momentum,F = Pt, dengan perubahan momentum tiap molekul gas 012xPm v=, kita dapat memperoleh persamaan tekanan yang dikerjakan oleh suatu gas ideal dalam wadah tertutup adalah :P = tekanan gas (Pa) ρ= massa jenis (kg m-3) 2v= kuadrat kelajuan rata-rata molekul gas0m= massa satu molekul gas (kg), VN= kerapatan partikel, N = jumlah molekul (partikel), V = volume wadahatau ,
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN11Contoh Soal : 1.Sebanyak1,2kggasidealdisimpandalamsuatusilinder.Padasaatdiukurtekanannya2atmdansuhu270C.Jikasejumlahgassejenisdimasukkanlagiternyatasuhunyamenjadi870Cdantekananmenjadi3atm.Berapamassagasyangdimasukkantadi?Pembahasan:Diketahui:m1=1,2kg,P1=2atm,T1=270CT2=870C,P2=3atmDitanya:m=.......?Jawab:Pertama-tamakitaharusmengubahsuhudalammenjadisuhumutlak(K):T1=27+273=300KT2=87+273=360K𝑝𝑉=𝑛𝑅𝑇=𝑚𝑀𝑅𝑇;𝑚=𝑝𝑉𝑀𝑅𝑇Karena wadanya sama V tetap, sementara M dan R tetap, sehingga didapatkan :𝑚2𝑚1=𝑝2𝑝1.𝑇1𝑇2𝑚21,2=32.300360,𝑚2=1,5𝑘𝑔Maka massa gas yang dimasukan m = 1,5 –1,2 = 0,3 kgC.Rangkuman1.Gas idealadalah gas yang secara tepat memenuhi persamaan pV = nRT.2.Hukum Boyle-Gay Lussacberlaku untuk gas ideal di dalam ruang tertutup, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut : 3.Persamaan PV = nRTdapat dinyatakan sebagai berikut,PV= aNNRT= NaRNT4.Berdasarkan teori kinetik, molekul-molekul gas ideal bergerak secara acak sesuai Hukum Gerak Newton dan bertumbukan dengan molekul lain maupun dengan dinding bejana tempat gas berada secara elastis sempurna.5.Persamaan tekanan yang dikerjakan oleh suatu gas ideal dalam wadah tertutup adalah :atauatau ,
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN12D.Penugasan Mandiri Setelah membaca uraian modul diatas coba bantu menjawab pertanyaan yang diajukan oleh penjual balon, yaitu :a.Mengapa saat siang hari dengan panas matahari yang menyengat balon bisa meletus?b.Mengapa penjual balon mendapatkan balon-balonnya kempes saat malam hari udara dingin?c.Buat analisa jawaban Anda dengan menggunakan konsep-konsep Teori Kinetik Gas dan menggunakan hokum Boyle –Gay Lussac!d.Apa saran Anda untuk mengatasi masalah yang dialami oleh tukang balon tersebut?E.Latihan SoalPetunjuk Mengerjakan :Berikut ini diberikan Latihan Soal. Anda diminta mengerjakan soal secara kemudian mecocokan hasil jawaban dengan kunci yang tersedia1.Pada ban mobil dimasukkan tekanan 200 kPa pada 10°C setelah berjalan 150 km, suhu dalam ban bertambah menjadi 40°C. Berapakah tekanan dalam ban sekarang?2.Gas ideal volumenya 10 liter suhunya 127oC bertekanan 165,6 Pa. Hitunglah banyak partikelnya !3.Dalam sebuah bejana dengan volume 1 m3berisi 10 mol gas mono atomic dengan energi kinetik partikel rata-rata 1,5 x 10-20J. Tentukan tekanan gas dalam bejana!PembahasanLatihan Soal1.Penyelesaian:Keadaan awal P1= 200 kPa, T1=283 KP2= ? T2= 313 K Karena V1= V2, maka persamaan Boyle-GayLussac menjadi : 12122121PPPPTTTT= → =2200313222283kPa xKPkPaK==Jadi tekanan dalam ban menjadi 222 kPa 2.Penyelesaian :Diketahui : V = 10 L = 10-2m3P = 165,6 PaT = 127oC = 400oKDitanya : N ... ?Jawab :P.V = N.k.T165,6.10-2= N.1,38.10-23.400N = 3.1019 partikel
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN133.Penyelesaian :2013Npm vV== 23EkNV= 2320110 6, 02.101, 5.10231xxxx−= 6,02 . 104Nm-2F.Penilaian DiriJawablah pertanyaan di bawah ini dengan jujur, sesuai dengan kemampuankalian. Cara menjawabnya adalah dengan memberikan centang (√) di kolom yang disediakan.NoPertanyaanYaTidakKeterangan1Saya mampu menyebutkan sifat-sifat gas Ideal2Saya mampu menjelaskan persamaan Keadaan Gas Ideal3Saya mampu memahami teori kinetik gas 4Saya mampu memahami karakteristik gas pada ruang tertutup.5Saya mampu menjelaskan Hukum Boyle –Gay Lussac tentang gas idealKeterangan:Apabila kalian menjawab pernyataan jawaban Ya, berarti telah memahami dan menerapkan semua materi. Bagi yang menjawab tidak silahkan mengulang materi yang terkait.
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN14KEGIATAN PEMBELAJARAN 2TEORI EKIPARTISI ENERGIA.Tujuan PembelajaranSetelah kegiatan pembelajaran ini Anda diharapkan dapat : 1.menjelaskan konsep energi kinetik rata-rata gas;2.menjelaskan kecepatan efektif gas;3.memahami teori ekipartisi energi dan energi dalam; dan4.mempresentasikan laporan hasil pemikiran tentang teori kinetik gasdan makna fisisnya.B.Uraian MateriSelamat bertemu kembalipada pertemuan kedua modul ini. Bagaimana kabar Anda semua? Semoga senantiasa sehat dan dalam lindungan Tuhan Yang Maha Esa. Sebelum melanjutkan pembahasan kita kali ini kita lihat kembali materi pertemuan sebelumnya? Apakah Anda sudah tuntas mempelajari semuanya? Alhamdulillah jika sudah tuntas semuanya. Baiklah kita lanjutkan pertemuan kedua ini semoga dimudahkan dalam belajar.Hubungan Tekanan dan Energi Kinetic Rata-rata Partikel GasEnergi kinetic molekul-molekul gas tidaklah sama, sehingga kita perlu mendefinisikan energi kinetic rata-rata molekul-molekul EK,2012EKm v=atau 202m vEK=Sehingga, EK= energi kinetik rata-rata tiap partikel (J)N = jumlah partikel V = volume gas (m3)Hubungan Energi Kinetik Rata-rata dengan Suhu Mutlak Gas.Dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa energi kinetic rat-rata molekul-molekul gas hanya bergantung pada suhu mutlaknya. Makin besar suhu mutlak gas, makin besar energi kinetik rata-rata.Perhatian !Persamaan diatas hanya berlaku untuk gas monoatomik (misalnya gas mulia : helium, neon, dan argon). Jika gas dalm soal tidak disebutkan maka kita selalu menganggap sebagai gas monoatomik.
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN15Kelajuan Efektif Gas()RMSvMisalkan dalam suatu wadah tertutup terdapat 1Nmolekul bergerak dengan kelajuan 1v,2Ndengan kelajuan 2v, dan seterusnya, maka kuadrat kelajuan rata-rata 2v, dinyatakan sebagai berikut :()22iiiNvvN=Hubungan Kelajuan Efektif Gas dengan Suhu 22001122RMSEKm vm v===kT232012RMSmv03RMSkTvm=Catatan:1.Untuk suatu gas ideal tertentu ( M konstan) kelajuan efektif vRMShanya bergantung pada suhu mutlaknya (bukan pada tekanannya)2.Untuk berbagai gas ideal pada suhu sama (konstan), kelajuan efektif vRMS hanya bergantung pada massa molekulnyaHubungan Kelajuan Efektif Gas dengan Tekanan.P = tekanan gas (Pa) ρ= massa jenis gas (kg m-3)Teorema Ekuipartisi EnergiTeorema ekuipartisi energi berbunyi sebagai berikut :Untuk suatu sisitem molekul-molekul gas pada suhu mutlak T dengan tiap molekul memiliki f derajat kebebasan, maka energi mekanik rata-rata per molekul (EM)atau energi kinetic rata-rata per molekul (EK), dinyatakan oleh,12EMEKfkT==, dengan f adalah derajat kebebasan .Gas monoatomik1332fEKkT= =Gas diatomic1552fEKkT= =
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN16Energi Dalam GasEnergi dalam gas didefinisikan sebagai total energi kinetic seluruh gas yang terdapat di dalam wadah tertutup. Jika ada sejumlah N molekul gas di dalam wadah, maka energi dalam gas (U) adalah1.. .22nfRTUN EKN fkT===Gas monoatomik1332fUNkT= =Gas diatomic1552fUNkT= =C.Rangkuman1.Energi kinetikmolekul-molekul gas tidaklah sama, sehingga perlu didefinisikan energi kinetikrata-rata molekul-molekul EK,2012EKm v=atau 202m vEK=Sehingga, 2.Hubungan Energi Kinetik Rata-rata dengan Suhu Mutlak Gas.3.Energi kinetikrata-rata molekul-molekul gas hanya bergantung pada suhu mutlaknya. Makin besar suhu mutlak gas, makin besar energi kinetik rata-rata.4.Kelajuan Efektif()RMSvgas.Kuadrat kelajuan rata-rata 2v, dinyatakan sebagai berikut :()22iiiNvvN=03RMSkTvm=
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN175.Teorema ekipartisi energi dinyatakan :12EMEKfkT==, dengan f adalah derajat kebebasan .Gas monoatomik1332fEKkT= =Gas diatomic1552fEKkT= =6.Energi dalam gas didefinisikan sebagai total energi kinetikseluruh gas yang terdapat di dalam wadah tertutup. 1.. .22nfRTUN EKN fkT===Gas monoatomik1332fUNkT= =Gas diatomkc1552fUNkT= =D.Penugasan Mandiri Sebagai penyempurna kegiatan pembelajaran pada modul kali ini, Anda diminta melakukan sedikit kegiatan supaya lebih memahami konsep tentang energi kinetik Gas. Ikuti langkah-langkah berikut :1.Siapkan 4 buah balon karet yang identik2.Isi balon karet dengan udara3.Ukur diameter luar masing-masing balon setelah diisi udara dan catat hasilnya dalam tabel4.Letakkan 2 balon dibawah terik matahari/dijemur5.Simpan 2 balon ditempat teduh/dingin6.Tunggulah beberapa saat 1-2 jam pastikan balon tidak terbang terbawa angin.7.Isilah tabel pengamatan berikut :No.BalonUkuran Diameter BalonPerubahan UkuranMula-mulaSetelah di jemur/disimpanBalon 1Balon 2Balon 3Balon 4Pertanyaan dan Tugas !1.Isilah tabel secara lengkap.2.Dari hasil pengamatan apa kesimpulan yang bisa Anda ambil terkait perubahan ukuran balon. Jelaskan dengan konsep-konsep Energi Kinetik Gas yang sudah Anda pelajari !
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN18E.Latihan Soal1.Suatu gas monoatomik A bersuhu 27°C dengan massa tiap partikel 12kali massa partikel B. Agar kedua macam partikel mempunyai laju yang sam, tentukan suhu gas B!2.Molekul oksigen (Mr= 32 gram/mol) di atmosfer memiliki laju efektif 500 ms-1. Tentukan laju molekul Helium (Mr= 4 gram/mol) !3.Gas He (Mr= 4gr/mol) pada suhu 27°C dan volume 1 L massanya 8 gram. Tentukan energi dalam gas!
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN19Pembahasan Latihan Soal1.2313222kEkTmvkT=→=T23mvk=→suhu mutlak sebanding dengan massa partikel gas atau BBAATmTm=mB= 2 mA, jadi TB= 2 TA→TB = 2(273 + 27) = 600 K = 327° C2.Penyelesaian:212121121221213500 1400vmMrkTvmvmMrvmMrvxmsvmMr−=→ ===→ ==3.Gas He merupakan gas monoatomik sehingga derajat kebebasannya f = 3Energi dalam ditentukan dengan menggunakan rumus 2nfRTU=824mnmolMr= = =2 3 8, 31 (273 27)2x xxU+== 7,479JF.Penilaian DiriJawablah pertanyaan di bawah ini dengan jujur, sesuai dengan kemampuan kalian. Cara menjawabnya adalah dengan memberikan tanda centang (√) di kolom yang disediakan.NoPertanyaanYaTidakKeterangan1Saya sudah memahamikonsep energi kinetik rata-rata gas2Saya mampu menjelaskan kecepatan efektif gas3Saya mampu memahami teori ekipartisi energi dan energi dalam4Saya mampu mempresentasikan laporan hasil pemikiran tentang teori kinetik gasdan makna fisisnyasecara sederhanaKeterangan:Apabila kalian menjawab pernyataan jawaban Ya, berarti telah memahami dan menerapkan semua materi. Bagi yang menjawab tidak silahkan mengulang materi yang terkait.
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN20EVALUASIPilih Salah Satu Jawaban yang paling tepat!1.Menurut teori kinetikgas, tekanan gas dalam ruangan tertutup adalah....A.sebanding dengan volume ruanganB.berbanding terbalik dengan suhu ruanganC.berbanding terbalik dengan massa jenis gasD.sebanding dengan massa jenis gasE.sebanding dengan kecepatan rata-rata partikel gas2.Jika suhu gas dinaikkan, kecepatan rata-rata partikel gas bertambah karena kecepatan gas....A.sebanding dengan akar massa partikelB.sebanding dengan akar suhu mutlakC.berbanding terbalik dengan massa partikelD.sebanding dengan suhu mutlakE.sebanding dengan kuadrat suhu mutlak3.Energi dalam suatu gas ideal merupakan fungsi....A.volumB.volum dan suhuC.tekananD.suhuE.tekanan dan suhu4.Sebuah tabung berisi gas pada suhu 127C,tabung mempunyai lubang yang dapat memungkinkan gas keluar dari tabung. Jika tabung dipanaskan sehingga mencapai suhu 727C, banyaknya gas yang tersisa dalam tabung adalah....A.25 %B.33 %C.40 %D.50 %E.75 %5.Sebuah tabung dengan volume 8 L bertekanan 48 atm bersuhu 87°C. Jika volume tabung diubah menjadi 4 L dan suhunya dijadikan 27°C, maka tekanan gas menjadi.... A.40atmB.60atmC.80atmD.90atmE.160atm6.Sebuah tabung yang volumenya dapat diatur mula-mula mempunyai volume 100 cm3berisi gas dengan suhu 27°C dan tekanan 200cmHg. Jika tekanangas dijadikan menjadi 800cmHg, maka volume tabung menjadi....A.25cm3B.50cm3C.75cm3D.100cm3E.200cm3F.
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN217.Gasideal dengan volume 120 cm3 diproses secara isobariksehingga suhunya berubah dari 177°C menjadi 627°C . Volume gas sekarang adalah.... A.30cm3B.60cm3C.240cm3D.360cm3E.480cm38.Massa jenis suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan p adalah ρ. Jika tekanan dijadikan 2 pdan suhu dinaikkan menjadi 2T, maka massa jenis gas menjadi.... A.0,25ρB.0,50ρC.1,00ρD.2,00ρE.4,00ρ9.Sebuah tabung berisi gas pada tekanan p dan laju efektif partikel-partikelnya v. Jika ke dalam tabung dipompakan gas yang sama sehingga tekanannya menjadi 0,25pdengan suhu tetap, maka laju efektif partikel-partikelnya menjadi....A.0,25 vB.0,50 vC.vD.2 vE.4 v10.Sebuahbejana mempunyai volume 1000 L berisi 20 gram gas helium (Mr = 4 gram/mol). Jika energi kinetikrata-rata partikel gas 3 x 10-20J, maka tekanan gas dalam bejana adalah....A.5,02 x 102Nm-2B.6,02 x 102Nm-2C.6,02 x 103Nm-2D.5,02 x 104Nm-2E.6,02 x 104Nm-211.Pada suhu sedang T, partikel gas oksigen mempunyai energi kinetik rata-rata....A.1,5 kTB.2,5 kTC.3,5 kTD.2,5 k(T+273)E.3,5 k(T+ 273)12.Jika laju efektif partikel gas ideal dalam ruang berubah, maka faktor-faktor lain yang selalu ikut berubah adalah....A.tekanan dan volumeB.tekaanan dan massa jenis gasC.suhu dan energi dalamD.volume dan energi dalamE.tekanan dan suhu
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN2213.Massa sebuah molekul gas O216 kali massa sebuah molekul H2pada suhu 127°C mempunyai laju rata-rata sama dengan molekul O2pada suhu....A.25KB.400KC.1759KD.2032KE.6400K14.Sejumlahgas ideal dalam ruang tertutup dipanaskan secara isobaric dari suhu 127°C sampai dengan suhu 177°C . Prosentase tambahnya volume adalah....A.12,5%B.25%C.50%D.75%E.100%15.Gas O2bertekanan 25 atm berada dalam silinder baja. Jika 60% dari partikel gas keluar pada proses isotermik, maka tekanan gas sekarang adalah....A.4atmB.6atmC.10atmD.15atmE.25atm
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN23KUNCI JAWABAN EVALUASI1.D2.B3.D4.A5.C6.A7.A8.C9.B10.E11.E12.E13.E14.A15.C
Modul Fisika Kelas XI KD 3.6@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN24DAFTAR PUSTAKAHari Subagya, 2018. Konsep dan Penerapan Fisika SMA/MA Kelas XI, Jakarta : Bailmu PT Bumi Aksara, Rosyid, Muhammad Farchani , 2020. Kajian Konsep Fisika untuk kelas XI SMA dan MA, Solo : PT. Tiga Serangkai Pustaka Mandiri Sunardi, dkk, 2016. Fisika untuk Siswa SMA/MA kelas XI, Bandung : Yrama Widya,.