KIMIA: Teori Kinetik Pada Gas

Suhu suatu gas monatomik ideal adalah suatu ukuran yang berhubungan dengan rata-rata energi kinetik atom-atomnya ketika mereka bergerak. Di dalam animasi ini, ukuran atom-atom helium relatif terhadap jarak mereka ditunjukkan berdasarkan skala tekanan di bawah 1950 atmosfer. Atom-atom bersuhu kamar ini memiliki laju rata-rata yang pasti (di sini diperlambat dua triliun (10^{12}) kali lipat).

Di pertengahan abad ke-19, ilmuwan mengembangkan suatu teori baru untuk menggantikan teori kalorik. Teori ini bedasarkan pada anggapan bahwa zat disusun oleh partikel-partikel sangat kecil yang selalu bergerak. Bunyi teori Kinetik adalah sebagai berikut:

Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat dan karena itu memiliki energi yang lebih besar daripada partikel-partikel dalam benda yang lebih dingin.

Teori Kinetik (atau teori kinetik pada gas) berupaya menjelaskan sifat-sifat makroscopik gas, seperti tekanan, suhu, atau volume, dengan memperhatikan komposisi molekular mereka dan gerakannya. Intinya, teori ini menytakan bahwa tekanan tidaklah disebabkan oleh denyut-denyut statis di antara molekul-molekul, seperti yang diduga Isaac Newton, melainkan disebabkan oleh tumbukan antarmolekul yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda. Teori Kinetik dikenal pula sebagai Teori Kinetik-Molekular atau Teori Tumbukan atau Teori Kinetik pada Gas.

Postulat

Teori untuk gas ideal memiliki asumsi-asumsi berikut ini:

Gas terdiri dari partikel-partikel sangat kecil, dengan [[massa] tidak nol.

Banyaknya molekul sangatlah banyak, sehingga perlakuan statistika dapat diterapkan.

Molekul-molekul ini bergerak secara konstan sekaligus acak. Partikel-partike yang bergerak sangat cepat itu secara konstan bertumbukan dengan dinding-dinding wadah.

Tumbukan-tumbukan partikel gas terhadap dinding wadah bersifat lenting (elastis) sempurna.

Interaksi antarmolekul dapat diabaikan (negligible). Mereka tidak mengeluarkan gaya satu sama lain, kecuali saat tumbukan terjadi.

Keseluruhan volume molekul-molekul gas individual dapat diabaikan bila dibandingkan dengan volume wadah. Ini setara dengan menyatakan bahwa jarak rata-rata antarpartikel gas cukuplah besar bila dibandingkan dengan ukuran mereka.

Molekul-molekul berbentuk bulat (bola) sempurna, dan bersifat lentur (elastic).

Energi kinetik rata-rata partikel-partikel gas hanya bergantung kepada suhu sistem.

Efek-efek relativistik dapat diabaikan.

Efek-efek Mekanika kuantum dapat diabaikan. Artinya bahwa jarak antarpartikel lebih besar daripada panjang gelombang panas de Broglie dan molekul-molekul dapat diperlakukan sebagai objek klasik.

Waktu selama terjadinya tumbukan molekul dengan dinding wadah dapat diabaikan karena berbanding lurus terhadap waktu selang antartumbukan.

Persamaan-persamaan gerak molekul berbanding terbalik terhadap waktu.

Lebih banyak pengembangan menenangkan asumsi-asumsi ini dan didasarkan kepada Persamaan Boltzmann. Ini dapat secara akurat menjelaskan sifat-sifat gas padat, sebab mereka menyertakan volume molekul. Asumsi-asumsi penting adalah ketiadaan efek-efek quantum, kekacauan molekular dan gradien kecil di dalam sifat-sifat banyaknya. Perluasan terhadap orde yang lebih tinggi dalam kepadatan dikenal sebagai perluasan virial. Karya definitif adalah buku tulisan Chapman dan Enskog, tetepi terdapat pengembangan yang lebih modern dan terdapat pendekatan alternatif yang dikembangkan oleh Grad, didasarkan pada perluasan momentum.^[rujukan?] Di dalam batasan lainnya, untuk gas yang diperjarang, gradien-gradien di dalam sifat-sifat besarnya tidaklah kecil bila dibandingkan dengan lintasan-lintasan bebas rata-ratanya. Ini dikenal sebagai rezim Knudsen regime dan perluasan-perluasannya dapat dinyatakan dengan Bilangan Knudsen.

Teori Kinetik juga telah diperluas untuk memasukkan tumbukan tidak lenting di dalam materi butiran oleh Jenkins dan kawan-kawan.^[rujukan?]

Faktor

Tekanan

Tekanan dijelaskan oleh teori kinetik sebagai kemunculan dari gaya yang dihasilkan oleh molekul-molekul gas yang menabrak dinding wadah. Misalkan suatu gas denagn N molekul, masing-masing bermassa m, terisolasi di dalam wadah yang mirip kubus bervolume V. Ketika sebuah molekul gas menumbuk dinding wadah yang tegak lurus terhadap sumbu koordinat x dan memantul dengan arah berlawanan pada laju yang sama (suatu tumbukan lenting), maka momentum yang dilepaskan oleh partikel dan diraih oleh dinding adalah:

di mana v_x adalah komponen-x dari kecepatan awal partikel.

Partikel memberi tumbukan kepada dinding sekali setiap 2l/v_x satuan waktu (di mana l adalah panjang wadah). Kendati partikel menumbuk sebuah dinding sekali setiap 1l/v_x satuan waktu, hanya perubahan momentum pada dinding yang dianggap, sehingga partikel menghasilkan perubahan momentum pada dinding tertentu sekali setiap 2l/v_x satuan waktu.

gaya yang dimunculkan partikel ini adalah:

Keseluruhan gaya yang menumbuk dinding adalah:

di mana hasil jumlahnya adalah semua molekul gas di dalam wadah.

Besaran kecepatan untuk tiap-tiap partikel mengikuti persamaan ini:

Kini perhatikan gaya keseluruhan yang menumbuk keenam-enam dinding, dengan menambahkan sumbangan dari tiap-tiap arah, kita punya:

di mana faktor dua muncul sejak saat ini, dengan memperhatikan kedua-dua dinding menurut arah yang diberikan.

Misalkan ada sejumlah besar partikel yang bergerak cukup acak, gaay pada tiap-tiap dinding akan hampir sama dan kini perhatikanlah gaya pada satu dinding saja, kita punya:

Kuantitas dapat dituliskan sebagai , di mana garis atas menunjukkan rata-rata, pada kasus ini rata-rata semua partikel. Kuantitas ini juga dinyatakan dengan di mana v_rms dalah akar kuadrat rata-rata kecepatan semua partikel.

Jadi, gaya dapat dituliskan sebagai:

Tekanan, yakni gaya per satuan luas, dari gas dapat dituliskan sebagai:

di mana A adalah luas dinding sasaran gaya.

Jadi, karena luas bagian yang berseberangan dikali dengan panjang sama dengan volume, kita punya pernyataan berikut untuk tekanan

di mana V adalah volume. Maka kita punya

Karena Nm adalah masa keseluruhan gas, maka kepadatan adalah massa dibagi oleh volume .

Maka tekanan adalah

Hasil ini menarik dan penting, sebab ia menghubungkan tekanan, sifat makroskopik, terhadap energi kinetik translasional rata-rata per molekul yakni suatu sifat mikroskopik. Ketahuilah bahwa hasil kali tekanan dan volume adalah sepertiga dari keseluruhan energi kinetik.

Suhu dan energi kinetik

Dari hukum gas ideal

PV = Nk_BT(1)

dimana B adalah konstanta Boltzmann dan T adalah suhu absolut. Dan dari rumus diatas, dihasilkan Gagal memparse (kesalahan sintaks): PV={Nmv_{rms}^2\overset 3}

Derivat:

(2)

yang menuju ke fungsi energi kinetik dari sebuah molekul

Energi kinetik dari sistem adalah N kali lipat dari molekul

Suhunya menjadi

(3)

Persamaan 3 ini adalah salah satu hasil penting dari teori kinetik

“

Rerata energi kinetik molekuler adalah sebanding dengan suhu absolut.

”

Dari persamaan 1 dan 3 didapat:

(4)

Dengan demikian, hasil dari tekanan dan volume tiap mol sebanding dengan rerata energi kinetik molekuler. Persamaan 1 dan 4 disebut dengan hasil klasik, yang juga dapat diturunkan dari mekanika statistik^[1].

Karena 3N adalah derajat kebebasan (DK) dalam sebuah sistem gas monoatomik dengan N partikel, energi kinetik tiap DK adalah:

(5)

Dalam energi kinetik tiap DK, konstanta kesetaraan suhu adalah setengah dari konstanta Boltzmann. Hasil ini berhubungan dengan teorema ekuipartisi. Seperti yang dijelaskan pada artikel kapasitas bahang, gas diatomik seharusnya mempunyai 7 derajat kebebasan, tetapi gas yang lebih ringan berlaku sebagai gas yang hanya mempunyai 5. Dengan demikian, energi kinetik tiap kelvin (gas ideal monoatomik) adalah:

Tiap mole: 12.47 J

Tiap molekul: 20.7 yJ = 129 μeV

Pada STP (273,15 K , 1 atm), didapat:

Tiap mole: 3406 J

Tiap molekul: 5.65 zJ = 35.2 meV

Banyaknya tumbukan dengan dinding

Jumlah tumbukan atom dengan dinding wadah tiap satuan luar tiap satuan waktu dapat diketahui. Asumsikan pada gas ideal, derivasi dari ^[2] menghasilkan persamaan untuk jumlah seluruh tumbukan tiap satuan waktu tiap satuan luas:

Laju RMS molekul

Dari persamaan energi kinetik dapat ditunjukkan bahwa:

dengan v pada m/s, T pada kelvin, dan R adalah konstanta gas. Massa molar diberikan sebagai kg/mol. Kelajuan paling mungkin adalah 81.6% dari kelajuan RMS, dan rerata kelajuannya 92.1% (distribusi k

Mengemas Flores Timur dalam Sepaket Wisata

Mengemas Flores Timur (Flotim) dalam satu paket wisata bukan merupakan hal yang mustahil. Wilayah ini memiliki beragam potensi wisata, baik wisata budaya maupun wisata alam yang memikat hati. Tidak cuma itu, topografi daerahnya berbukit terjal, gunung-gunungnya seperti mendadak muncul dipermukaan laut.

Kota dan desanya bertengger di tepi pantai atau di lereng nan terjal. Semua ini memanjakan mata siapapun yang berkunjung ke wilayah ini. Yang dikenal dengan negeri seribu pulau ini.

Flores Timur dengan Larantuka sebagai kota tua yang berhadapan dengan Adonara dan Solor membuatnya elok bagai sebuah kota pelabuhan di tepi danau. Sebagai pusat pemerintahan Kabupaten Flores Timur, Larantuka terus berupaya menata diri dengan tidak meninggalkan kekhasan budaya Lamaholot. Sentuhan budaya Romawi, Portugis dan Melayu dipadu dengan religiositas Kristiani, memberikan kesan dan kenangan indah bagi setiap orang yang berkunjung.

Perjalanan wisata dimulai dari Kota Larantuka. Di kota ini simbol-simbol Kristiani seperti Patung Bunda Maria (Tuan Ma), Patung Tuhan Yesus (Tuan Ana), gereja dan kapel serta Istana Raja Larantuka dalam arsitektur Romawi dan Portugis zaman doeloe mempertegas identitas kota ini sebagai sebuah kota religi. Di wilayah ini kehidupan penduduk hampir semuanya tergantung pada pertanian tanah kering. Karena hanya memiliki sekali musim tanam, maka waktu antara musim diisi dengan pekerjaan sebagai nelayan atau tukang. Sebagian lagi mengisi waktu dengan merantau, ciri suku bermobilitas tinggi.

Kehidupan pria ditunjang sepenuhnya oleh wanita dengan bekerja di kebun dan membuat pekerjaan kewanitaan yang turun temurun seperti menenun dan menganyam. Perlu diketahui, banyak juga penduduk nelayan terutama mereka yang berdiam di daerah pesisir pantai.

Di kota Larantuka, anda dimanjakan dengan keindahan pantai seperti Pantai Weri. Keindahan pantai ini sungguh mempesona ditaburi pasir putih dan pemandangan pulau Adonara diseberangnya. Pantai ini hanya berjarak 5 kilometer arah Timur Larantuka. Mudah dicapai dengan angkutan kota setiap saat dengan rute terminal Larantuka- Weri. Kurang lebih 1 kilometer arah barat Pantai Weri terdapat gua dan Patung Bunda Maria sebagai tempat ziarah umat Katolik.

Puas menikmati keindahan Pantai Weri, anda bisa beranjak kurang lebih 5 kilometer lagi ke arah Timur menuju Desa Mudakeputu. Di desa ini anda bisa menyaksikan berbagai upaca adat, pun tarian tradisional seperti tari Hedung, soka palang Meraj dll. Juga dapat disaksikan proses pembuatan tenun ikat dengan menggunakan bahan pewarna alami serta proses pembuatan jagung titi yang merupakan makanan khas Flores Timur. Di desa Muda Keputu, anda juga bisa menyaksikan bangunan-bangunan dan tempat pertemuan adat dengan arsitektur daerah yang memanjakan mata.
Ada juga wisata Batu Payung. Batu Payung merupakan bentukan alam berupa karang dengan ketinggian kurang lebih 6 meter dan berbentuk payung raksasa berdiameter 4,5 meter. Terletak di ujung tanjung Watu Payung, Kecamatan Tanjung Bunga. Dapat dicapai dengan perahu motor dari Waiklibang dalam tempo 90 menit.

Tak jauh dari Batu Payung, tepatnya di Desa Waibao, terdapat Batu Bertulis Nopin Jaga yang ditemukan 1985 di kawasan Nopin Jaga. Situs ini terdapat batu bertuliskan huruf Jawa/Bali kuno dan diperkirakan sebagai peninggalan Gajah Mada. Situs ini menjadi sangat menarik karena Patih Gajah Mada diketahui menghilang ke bagian timur Indonesia. Mungkinkah kawasan ini menjadi tempat dimana Sang Maha Patih dikuburkan?

Di tempat ini juga terdapat pintu masuk dari arah pantai Painghaka yang disebut “Gerbang Madah”. Kawasan Pantai Painghaka konon merupakan pelabuhan persinggahan para pedagang zaman dulu dengan ditemukannya peniggalan benda-benda kuno di kawasan ini. Dapat ditempuh dengan berjalan kaki 12 km dari Desa Waibao, melintasi kebun-kebun jagung menjadi daya tarik tersendiri. Dapat juga dicapai dengan motor laut dari Waiklibang selama 60 menit.

Desa Waibao juga menyuguhkan danau alam air tawar yang disebut Danau Waibelen. Terbentuk akibat letusan gunung Ile Sodoberawao Kobanara tahun 400-500 SM. Berdiameter 500 meter dan kedalamannya mencapai 20 meter. Danau Waibelen juga dikenal dengan sebutan Danau Asmara untuk mengenang kejadiaan sepesang muda-mudi yang nekad bunuh diri tenggelam ke dasar danau karena cinta keduanya tidak mendapat restu orangtua. Di danau ini juga terdapat satwa langkah Buaya Putih yang oleh masyarakat setempat menyapanya dengan sebutan “nenek”. Danau ini hanya dapat ditempu dengan perjalanan kaki 500 meter dari Desa Waibao.

Perjalanan wisata tidak hanya sampai disini. Menyusuri pantai utara Flores Timur, anda disuguhkan dengan panorama Pantai Kawaliwu. Pantai yang terletak di Desa Sinarhadinggala Kecamatan Lewolema ini memiliki peseona tersendiri. Apalagi disaat sunset. Disekitar panai ini juga dapat disaksikan upaca adapt masyarakat setempat. Bekas amukan gelombang tsunami tahun 1992 masih dapat dilihat. Hanya dengan waktu tempuh sekitar 30 menit dari Larantuka, membuat panati ini tak pernah sepi dari pengunjung.

Lelah menikmati panorama Pantai Kawaliwu, anda akan disegarkan kembali dengan berendam dipemandian air panas Oka. Pemandian air panas ini letaknya sangat strategis yakni di ruas jalan Maumere – Larantuka. Pemandian Air Panas Oka selalu menjadi pilihan kunjungan paling akhir bagi para maniak wisata alam sebelum kembali ke Larantuka untuk mengakhiri perjalan wisata mereka.

Travel Tips
Larantuka mudah digapai dari segala arah. Bila dahulunya hanya dari laut, kini bisa juga dengan pesawat dari Kupang dengan lama perjalanan 45 menit mendarat di Lapangan terbang Gewayan Tanah. Sementara dari Maumere, dapat dijangkau dengan jalan darat sepanjang 137 kilometer. Ada banyak penginap yang bisa dipilih seperti Hotel Rulies, Tresna, Fortuna I dan II, Hotekl Shalom dan beberapa hotel lainnya. Semuanya terletak di pusat kota Larantuka.

DANAU KELIMUTU

Gunung Kelimutu adalah gunung berapi yang terletak di Pulau Flores, Provinsi NTT, Indonesia. Lokasi gunung ini tepatnya di Desa Pemo, Kecamatan Kelimutu, Kabupaten Ende. Gunung ini memiliki tiga buah danau kawah di puncaknya. Danau ini dikenal dengan nama Danau Tiga Warna karena memiliki tiga warna yang berbeda, yaitu merah, biru, dan putih. Walaupun begitu, warna-warna tersebut selalu berubah-ubah seiring dengan perjalanan waktu.

Kelimutu merupakan gabungan kata dari “keli” yang berarti gunung dan kata “mutu” yang berarti mendidih. Menurut kepercayaan penduduk setempat, warna-warna pada danau Kelimutu memiliki arti masing-masing dan memiliki kekuatan alam yang sangat dahsyat.

Danau atau Tiwu Kelimutu di bagi atas tiga bagian yang sesuai dengan warna – warna yang ada di dalam danau. Danau berwarna biru atau “Tiwu Nuwa Muri Koo Fai” merupakan tempat berkumpulnya jiwa-jiwa muda-mudi yang telah meninggal. Danau yang berwarna merah atau “Tiwu Ata Polo” merupakan tempat berkumpulnya jiwa-jiwa orang yang telah meninggal dan selama ia hidup selalu melakukan kejahatan/tenung. Sedangkan danau berwarna putih atau “Tiwu Ata Mbupu” merupakan tempat berkumpulnya jiwa-jiwa orang tua yang telah meninggal.

Luas ketiga danau itu sekitar 1.051.000 meter persegi dengan volume air 1.292 juta meter kubik. Batas antar danau adalah dinding batu sempit yang mudah longsor. Dinding ini sangat terjal dengan sudut kemiringan 70 derajat. Ketinggian dinding danau berkisar antara 50 sampai 150 meter.

SEJARAH

Awal mulanya daerah ini diketemukan oleh Van Such Telen, warga negara Belanda, tahun 1915. Keindahannya dikenal luas setelah Y. Bouman melukiskan dalam tulisannya tahun 1929. Sejak saat itu wisatawan asing mulai datang menikmati danau yang dikenal angker bagi masyarakat setempat. Mereka yang datang bukan hanya pencinta keindahan, tetapi juga peneliti yang ingin tahu kejadian alam yang amat langka itu.

Kawasan Kelimutu telah ditetapkan menjadi Kawasan Konservasi Alam Nasional sejak 26 Februari 1992.

YANG HARUS DIKETAHUI

Untuk menjadi pintar dan tahu semuanya tidak harus belajar secara formal tapi dimana pun boleh termasuk di internet. Dunia maya membuat kita betah bertualang tetapi harus di ingat dunia maya bisa membuat kita salah arah. jadi kita harus pintar mensikapinya biar bisa membantu kita ke arah yang lebih baik dan semakin sukses menghadapi tantangan global,,,,,,,,semoga “FLORES-KU” Bermanfaat buat para pembaca……………..