Laboratorium Digital - Teori Kinetik Gas

📖 Pengantar Teori Kinetik Gas

Teori Kinetik Gas menjelaskan sifat-sifat makroskopis gas (tekanan, volume, suhu) berdasarkan perilaku mikroskopis partikel-partikel gas yang bergerak acak.

🎯 Asumsi Dasar Gas Ideal

Gas terdiri dari partikel (molekul) yang sangat banyak
Partikel bergerak acak ke segala arah
Ukuran partikel diabaikan terhadap jarak antar partikel
Tidak ada gaya tarik-menarik antar partikel
Tumbukan antar partikel dan dengan dinding bersifat lenting sempurna
Hukum Newton berlaku

📊 Besaran-Besaran Penting

Besaran	Simbol	Satuan SI
Tekanan	P	Pascal (Pa) = N/m²
Volume	V	m³ (1 L = 10⁻³ m³)
Suhu mutlak	T	Kelvin (K = °C + 273)
Jumlah mol	n	mol
Tetapan gas umum	R	8,314 J/mol·K
Tetapan Boltzmann	k	1,38 × 10⁻²³ J/K

🧮 Persamaan Gas Ideal

PV = nRT = NkT
N = jumlah partikel | k = tetapan Boltzmann

💡 Perhatikan: Pada semua simulasi di laboratorium ini, partikel-partikel gas divisualisasikan bergerak acak. Kecepatan partikel berubah sesuai suhu, dan ruang gerak berubah sesuai volume!

🧮 Persamaan Gas Ideal

Persamaan gas ideal menghubungkan tekanan, volume, suhu, dan jumlah mol gas.

PV = nRT
P = tekanan (Pa) | V = volume (m³) | n = mol | R = 8,314 J/mol·K | T = suhu (K)

🎯 Pilih Variabel yang Ingin Dihitung

P (Tekanan) V (Volume) n (Mol) T (Suhu)

🧪 Simulasi Interaktif

Tekanan (P)-

Volume (V)-

Jumlah Mol (n)-

Suhu (T)-

Pilih variabel yang ingin dihitung dan masukkan nilai variabel lainnya

📊 Satuan yang Dapat Digunakan

Variabel	Satuan SI	Satuan Lain	Konversi
Tekanan (P)	Pascal (Pa)	atm	1 atm = 101.325 Pa
Volume (V)	m³	Liter (L)	1 L = 10⁻³ m³
Suhu (T)	Kelvin (K)	Celsius (°C)	K = °C + 273,15
Jumlah (n)	mol	-	-

💡 Tips: Klik variabel yang ingin dihitung, lalu masukkan nilai 3 variabel lainnya. Animasi partikel akan menyesuaikan dengan parameter yang Anda masukkan!

🎈 Hukum Boyle (Proses Isotermal)

Pada suhu tetap, tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya.

P · V = konstan
P₁ · V₁ = P₂ · V₂

🧪 Simulasi Interaktif

Volume V: 5,0 L

Tekanan awal P₁ (atm): Volume awal V₁ (L):

Tekanan (P)1,00 atm

Volume (V)5,0 L

P × V5,00

Suhu (T)Konstan

Geser slider untuk mengubah volume

💡 Contoh aplikasi: Pompa sepeda, suntikan, proses pernapasan (inspirasi-ekspirasi).

🌡️ Hukum Charles (Proses Isobarik)

Pada tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.

V / T = konstan
V₁ / T₁ = V₂ / T₂

🧪 Simulasi Interaktif

Suhu T (K): 300 K

V₁ (L): T₁ (K):

Volume (V)5,0 L

Suhu (T)300 K

V / T0,0167

Tekanan (P)Konstan

Geser slider untuk mengubah suhu

💡 Contoh aplikasi: Balon yang mengembang saat dipanaskan, ban kendaraan yang mengeras saat siang panas.

💥 Hukum Gay-Lussac (Proses Isokhorik)

Pada volume tetap, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.

P / T = konstan
P₁ / T₁ = P₂ / T₂

🧪 Simulasi Interaktif

Suhu T (K): 300 K

P₁ (atm): T₁ (K):

Tekanan (P)1,00 atm

Suhu (T)300 K

P / T0,0033

Volume (V)Konstan

Geser slider untuk mengubah suhu

💡 Contoh aplikasi: Panci presto, kaleng aerosol yang meledak jika dipanaskan, ban yang meletus di siang hari.

🔬 Hukum Boyle-Gay Lussac (Proses Umum)

Menggabungkan ketiga hukum gas: tekanan, volume, dan suhu dapat berubah bersamaan.

P · V / T = konstan
(P₁ · V₁) / T₁ = (P₂ · V₂) / T₂

🧪 Simulasi Interaktif

📥 Keadaan Awal

P₁ (atm): V₁ (L): T₁ (K):

📤 Keadaan Akhir (ubah 2, hitung 1)

P₂ (atm): V₂ (L): T₂ (K):

Hitung:

Keadaan 1P=1, V=5, T=300

Keadaan 2P=2, V=?, T=400

PV/T0,0167

Masukkan nilai dan klik Hitung

⚡ Kecepatan Efektif Gas (v_rms)

Kecepatan efektif (root mean square) adalah kecepatan rata-rata kuadrat partikel gas.

v_rms = √(3RT/M) = √(3kT/m)
R = 8,314 J/mol·K | M = massa molar (kg/mol) | k = 1,38×10⁻²³ J/K

🧪 Simulasi Interaktif

Suhu T (K): 300 K

Jenis Gas:

Suhu (T)300 K

Massa Molar28 g/mol

v_rms517 m/s

Energi Kinetik6,21×10⁻²¹ J

v_rms = √(3RT/M) = √(3 × 8,314 × 300 / 0,028)
= 517 m/s

💡 Perhatikan: Semakin tinggi suhu, partikel bergerak semakin cepat. Semakin ringan massa molar gas, semakin cepat kecepatannya pada suhu yang sama.

🔥 Energi Dalam Gas (U)

Energi dalam adalah total energi kinetik semua partikel gas.

U = N · Ek = (f/2) · N · k · T = (f/2) · n · R · T
f = derajat kebebasan | N = jumlah partikel | n = jumlah mol

📊 Derajat Kebebasan (f)

Jenis Gas	f	Contoh
Monoatomik	3	He, Ne, Ar
Diatomik suhu rendah	5	N₂, O₂ (T < 100 K)
Diatomik suhu sedang	6	N₂, O₂ (100-1000 K)
Diatomik suhu tinggi	7	N₂, O₂ (T > 1000 K)

🧪 Simulasi Interaktif

Suhu T (K): 300 K

Jumlah mol n: 2,0 mol

Jenis Gas:

Suhu (T)300 K

Jumlah mol (n)2,0 mol

Derajat Kebebasanf = 6

Energi Dalam (U)14.965 J

U = (f/2) · n · R · T = (6/2) × 2 × 8,314 × 300
= 14.965,2 J

📖 Pengantar Teori Kinetik Gas

🎯 Asumsi Dasar Gas Ideal

📊 Besaran-Besaran Penting

🧮 Persamaan Gas Ideal

🧮 Persamaan Gas Ideal

🎯 Pilih Variabel yang Ingin Dihitung

🧪 Simulasi Interaktif

📊 Satuan yang Dapat Digunakan

🎈 Hukum Boyle (Proses Isotermal)

🧪 Simulasi Interaktif

🌡️ Hukum Charles (Proses Isobarik)

🧪 Simulasi Interaktif

💥 Hukum Gay-Lussac (Proses Isokhorik)

🧪 Simulasi Interaktif

🔬 Hukum Boyle-Gay Lussac (Proses Umum)

🧪 Simulasi Interaktif

📥 Keadaan Awal

📤 Keadaan Akhir (ubah 2, hitung 1)

⚡ Kecepatan Efektif Gas (vrms)

🧪 Simulasi Interaktif

🔥 Energi Dalam Gas (U)

📊 Derajat Kebebasan (f)

🧪 Simulasi Interaktif

⚡ Kecepatan Efektif Gas (v_rms)