Masalah, mengapa hukum gas diikuti oleh semua gas, dijelaskan fisikawan di akhir abad 19 dengan menggunakan teori atom. Poin penting dari teori ini adalah asal muasal tekanan gas adalah gerakan molekul gas. Jadi teori ini disebut dengan teori kinetik molekular gas.

Menrut teori ini, gas memberi tekanan saat molekul-molekulnya menumbuk dinding wadah. Semakin besar jumlah molekul gas per satuan volume, semakin besar molekul yang menumbuk dinding wadah, dan akibatnya semakin tinggi tekanan gas. Asumsi teori ini adalah sebagai berikut.

Asumsi teori kinetik molekular:

   1. Gas terdiri atas molekul-molekul yang bergerak random.
   2. Tidak terdapat tarikan maupun tolakan antar molekul gas.
   3. Tumbukan antar molekul adalah tumbukan elastik sempurna, yakni tidak ada energi kinetik yang hilang.
   4. Bila dibandingkan dengan volume yang ditempati gas, volume real molekul gas dapat diabaikan.

Berdasatkan asumsi-asumsi ini diturunkan persamaan berikut untuk sistem yang terdiri atas n molekul dengan massa m.

PV = nmu2/3 (6.13)

u2 adalah kecepatan kuadrat rata-rata. Jelas terlihat bentuk persamaan 6.13 identik dengan hukum Boyle. Memang, bila u2 bernilai tetap pada suhu tetap, persamaan di atas adalah variasi dari hukum Boyle.

Persamaan 6.13 mengindikasikan kecepatan molekul gas merupakan fungsi dari PV. Karena nilai PV untuk sejumlah tertentu gas tetap, mungkin bahwa kecepatan molekul gas berhubungan dengan massa gas, yakni massa molekulnya. Untuk 1 mol gas, persamaan berikut dapat diturunkan.

PVm = NAmu2/3 ….(6.14)

Vm adalah volume molar dan NA adalah tetapan Avogadro. Dengan memasukkan PVm = RT di persamaan 6.14, persamaan berikut didapatkan.

NAmu2 = (3/2)RT … (6.15)

Suku kiri persamaan berhubungan dengan energi kinetik molekul gas. Dari persamaan ini, akar kuadrat rata-rata gas √u2 dapat diperoleh.

√u2= √(3RT/NAm) = √ (3RT/M) … (6.16)

contoh :

Tentukan kecepatan kuadrat rata-rata molekul gas hidrogen H2 pada S.T.P. ( = tekanan dan temperatur standar; 25°C, 1 atm).

Jawab: massa molar hidrogen adalah 2,02 g mol–1. Maka √u 2 = √(3RT/M) = √ (3 x 8,31 x 298/2,02 x 10 –3) = = 1,92 x 103 m s-1.

Bila kecepatan kuadrat rata-rata molekul gas dapat diperkirakan sebanding dengan kecepatan difusi sebagaimana ditentukan dari percobaan, dimungkinkan menentukan massa molekular gas A yang massa molekularnya belum diketahui dengan membandingkan kecepatan difusi gas A dengan kecepatan difusi gas B yang massa molekularnya telah diketahui.

Bila Anda balik suku kiri persamaan 6.15, Anda akan mendapati persamaan berikut.

(3/2)RT = (1/2)NAmu2 …. (6.17)

Persamaan ini jelas mengindikasikan dalam pandangan teori kinetik gas, temperatur adalah ukuran intensitas gerakan molekular.

•    Pertanyaan dan jawaban mengenai Teori Kinetik Molekul Gas

1. Jelaskan Definisi dari Teori Kinetik Molekular Gas ?
jawab : asal muasal tekanan gas adalah gerakan molekul gas jadi menurut teori ini gas memberi tekanan saat molekul-molekulnya menumbuk dinding wadah. Semakin besar jumlah molekul gas per satuan volume, semakin besar molekul yang menumbuk dinding wadah, dan akibatnya semakin tinggi tekanan gas
2. Sebutkan Asumsi teori kinetik molekular !
jawab :
# Gas terdiri atas molekul-molekul yang bergerak random.
# Tidak terdapat tarikan maupun tolakan antar molekul gas.
# Tumbukan antar molekul adalah tumbukan elastik sempurna, yakni tidak ada energi kinetik yang hilang.
# Bila dibandingkan dengan volume yang ditempati gas, volume real molekul gas dapat diabaikan.
3. Jelaskan Definisi dari Hukum Boyle !
jawab : "Jika suatu kuantitas dari sesuatu gas ideal (yakni kuantitas menurut beratnya) mempunyai temperatur yang konstan, maka juga hasil kali volume dan tekanannya merupakan bilangan konstan".
4. Jelaskan Hukum Kecepatan Gas !
jawab : Dapat diasumsikan bahwa kecepatan difusi gas ditentukan oleh kecepatan kuadrat rata-rata.
5. Berapa besar ketetapan Gas ?
jawab : 1 mol gas ideal menempati 22,414 dm3 pada temperatur 0°C dan tekanan 1 atm.