Apa itu teori kinetik?

Teori kinetik adalah teori ilmiah tentang sifat gas.Teori ini berjalan dengan banyak nama, termasuk teori kinetik gas, teori kinetik-molekul, teori tabrakan, dan teori gas-molekul gas.Ini menjelaskan sifat gas yang dapat diamati dan diukur, juga disebut makroskopik, sifat gas dalam hal komposisi dan aktivitas molekulernya.Sementara Isaac Newton berteori bahwa tekanan gas disebabkan oleh tolakan statis antara molekul, teori kinetik menyatakan bahwa tekanan adalah hasil dari tabrakan antara molekul.

Teori kinetik membuat sejumlah asumsi tentang gas.Pertama, gas terbuat dari partikel yang sangat kecil, masing-masing dengan massa non-nol, terus bergerak secara acak.Jumlah molekul dalam sampel gas harus cukup besar untuk perbandingan statistik.

teori kinetik mengasumsikan bahwa molekul gas sangat bulat dan elastis, dan bahwa tabrakan mereka dengan dinding wadah mereka juga elastis, yang berarti bahwa mereka tidak menghasilkan hasilnyadalam setiap perubahan dalam kecepatan.Volume total molekul gas dapat diabaikan dibandingkan dengan volume total wadahnya, yang berarti bahwa ada ruang yang cukup antara molekul.Selain itu, waktu selama tabrakan molekul gas dengan dinding wadah dapat diabaikan dalam hubungannya dengan waktu antara tabrakan dengan molekul lain.Teori ini lebih lanjut bergantung pada asumsi bahwa setiap efek relativistik atau kuantum-mekanis dapat diabaikan, dan bahwa setiap efek dari partikel gas satu sama lain dapat diabaikan, dengan pengecualian gaya yang diberikan oleh tabrakan.Suhu adalah satu -satunya faktor yang mempengaruhi energi kinetik rata -rata, atau energi karena gerakan, partikel gas.

Asumsi ini harus dipertahankan agar persamaan teori kinetik berfungsi.Gas yang memenuhi semua asumsi ini adalah entitas teoretis yang disederhanakan yang dikenal sebagai gas ideal.Gas nyata biasanya berperilaku cukup sama dengan gas ideal untuk persamaan kinetik berguna, tetapi model ini tidak akurat sempurna.

Teori kinetik mendefinisikan tekanan sebagai gaya yang diberikan oleh molekul gas saat mereka bertabrakan dengan dinding wadah.Tekanan dihitung sebagai gaya per area, atau p ' f/a.Gaya adalah produk dari jumlah molekul gas, N, massa masing -masing molekul, M, dan kuadrat kecepatan rata -rata mereka, V ² _rms , semuanya dibagi tiga kali lipat panjang wadah, 3L.Oleh karena itu, kami memiliki persamaan untuk kekuatan berikut: F ' NMV ² _RMS /3L.Singkatan, RMS, berarti root-mean-square, rata-rata kecepatan semua partikel.

Persamaan untuk tekanan adalah p ' NMV ² _rms /3al.Karena area dikalikan dengan panjang sama dengan volume, V, persamaan ini dapat disederhanakan sebagai p ' nmv ² _rms /3V.Produk tekanan dan volume, PV, sama dengan dua pertiga energi kinetik total, atau k, yang memungkinkan derivasi sifat makroskopis dari mikroskopis.

Bagian penting dari teori kinetik adalah bahwa energi kinetik bervariasi secara langsungproporsi dengan suhu absolut gas.Energi kinetik sama dengan produk suhu absolut, t, dan konstanta Boltzman, k _b , dikalikan dengan 3/2;K ' 3TK _B /2.Oleh karena itu, setiap kali suhu meningkat, energi kinetik meningkat, dan tidak ada faktor lain yang berpengaruh pada energi kinetik.