tentukan energi kinetik rata rata dan energi dalam 1 mol gas monoatemik ideal pada suhu 30k.jika.bilangan avogadro Na= 8,02x10²³ partikel/mol dan konstanta bokt

Mata pelajaran: Fisika   

Kelas: 11 SMA

Kategori: teori kinetik gas

Kata kunci: energi kinetik, energi dalam

Kode kategori berdasarkan kurikulum KTSP: 11.6.9

Jawaban:

Diketahui:

n = 1 mol

T = 30K

k = 1,38x [tex] 10^{-23} [/tex]J/K

NA = 6,02x [tex] 10^{23} [/tex] molekul/mol

Ditanya:

Ek = ?

U = ?

Jawab:

Energi kinetik rata-ratanya:

Ek = [tex] \frac{3}{2} [/tex] k . T

Ek = [tex] \frac{3}{2} [/tex] 1,38x [tex] 10^{-23} [/tex]. 30

Ek = 6,21 .[tex]10^{-22} [/tex] joule

Untuk gas monoatomik, energi dalamnya:

 U = [tex] \frac{3}{2} [/tex] N . k . T = N. Ek

sedangkan N = n . NA = 1. 6,02x [tex] 10^{23} [/tex] = 6,02x [tex] 10^{23} [/tex]

sehingga U = 6,02x [tex] 10^{23} [/tex]. 6,21 .[tex]10^{-22} [/tex]

U = 373,84 Joule.

Penjelasan lebih lanjut:

Energi kinetik merupakan energi yang timbul saat satu partikel gas ideal bergerak, dirumuskan dengan:

 Ek = [tex] \frac{3}{2} [/tex] k . T

Sedangkan energi dalam merupakan jumlah energi kinetik seluruh partikel gas. Rumus energi dalam pada gas monoatomik dan gas diatomik memiliki persamaan yang berbeda. Pada gas diatomik persamaan energi dalam dibedakan berdasarkan tingkatan suhu gas. Secara umum persamaan energi dalam adalah sebagai berikut:

 U = [tex] \frac{f}{2} [/tex] N . k . T

Dimana :

U = energi dalam

Ek = energi kinetik gas

N = jumlah partikel gas

k = Konstanta Boltzmann

R = tetapan gas

T = suhu gas

f = derajat kebebasan

Derajat kebebasan didasarkan pada jenis gas dan suhu.

1.    Gas monoatomik dan diatomik suhu rendah, yaitu pada suhu kisaran 300 Kelvin, f = 3.

2.    Gas diatomik suhu sedang pada kisaran 500 Kelvin, f = 5.

3.    gas diatomik suhu tinggi pada kisaran 1000 Kelvin, f = 7.