Pertanyaan

1. Teori tumbukan antara molekul dinding yang diam dapat digunakan untuk menjelaskar sifat-sifat termodinamil suatu gas. Jelaskanlah: a. Konsep-konsep dan hukum yang diterapkan pada teori b. Hasil dari teori tumbukan moleku dinding yang diam c. Kesesuaian hasil teori dengan hasil eksperimen d. Modifikasi yang dilakukan untuk gas dan poliatomik 2. Hitunglah laju rata-rata dan laju rms untuk distribusi 20 partikel berikut ini a. Lima dengan laju 10m/dt dan lainnya dengan laju 20m/dt b. Empat dengan laju 5m/dt , enam dengan laju 10m/dt dan lainnya dengan laju 20m/dt c. Dua diam, empat dengan laju 8m/dt tiga dengan laju 15m/dt dan lainnya dengan laju 12m/dt d. Satu dengan laju 5m/dt tiga dengan laju 10m/dt empat dengan laju 15 m/dt dan lainnya dengan laju 25/dt 3. Fungsi distribusi laju dari suatu grup N partikel diberikan oleh dNv=c^2v^4 dv untuk vogt vgt 0 dan dNv=0 untuk vgt vo Tentukanlah : a. Grafik dari fungsi distribusi b. Konstanta c c. Laju rata-rata dari partikel d. Kebalikan laju rata-rata e. Laju kuadrat rata-rata dan laju rms dari partikel 4. Fungsi distribusi laju dari molekul diberikan oleh : (dN_(v))/(dv)=a^2v^2e^-(mv^(2)/(2kT)) Berdasarkan fungsi distribusi laju tersebut tentukanlah : a. Konstanta a b. Laju-rata-rata c. Laju rms d. Laju maksimum dan fungsi distribusi maksimum 5. Fungsi distribusi energi dari molekul diberikan oleh : (dN_(W))/(dw)=b^3w^(1)/(2)e^-(w)/(kT) Berdasarkan fungsi distribusi energi tersebut tentukanlah : a. Energi rata-rata molekul b. Energi yang menghasilkan fungsi distribusi energi maksimum c. Fungsi distribus i energi maksimum d. Fungsi partisi energi dari fungsi distribusi kecepatan

Solusi

Terverifikasi Ahli
4 (296 Suara)
Tara master · Tutor selama 5 tahun

Jawaban

**1. Teori Tumbukan Molekul dengan Dinding yang Diam**a. **Konsep dan Hukum yang Diterapkan:** - Teori tumbukan molekul dengan dinding diam didasarkan pada asumsi bahwa molekul gas bergerak secara acak dan berdampak dengan dinding wadah secara elastis. - Hukum yang relevan termasuk Hukum Kekekalan Energi dan Hukum Momentum.b. **Hasil dari Teori Tumbukan Molekul Dinding yang Diam:** - Teori ini menyebabkan penurunan suhu gas karena energi kinetik molekul berkurang setelah tumbukan. - Hal ini juga menyebabkan perubahan tekanan dan volume gas.c. **Kesesuaian Hasil Teori dengan Eksperimen:** - Hasil teori sesuai dengan eksperimen dalam hal penurunan suhu dan perubahan tekanan setelah tumbukan. - Namun, ada perbedaan karena dalam kenyataan, tumbukan tidak selalu elastis.d. **Modifikasi untuk Gas dan Poliatomik:** - Untuk gas, asumsi bahwa tumbukan adalah elastis diterapkan. - Untuk poliatomik, dipertimbangkan bahwa mereka memiliki momen inersia dan tidak berdampak secara elastis.**2. Laju Rata-rata dan Laju RMS**a. **Distribusi 20 Partikel:** - Laju rata-rata = (5 × 10 + 15 × 20) / 20 = 17.5 m/dt - Laju rms = √(17.5^2) = 13.23 m/dtb. **Distribusi 20 Partikel:** - Laju rata-rata = (4 × 5 + 6 × 10 + 10 × 20) / 20 = 12.5 m/dt - Laju rms = √(12.5^2) = 11.18 m/dtc. **Distribusi 20 Partikel:** - Laju rata-rata = (2 × 0 + 4 × 8 + 3 × 15 + 5 × 12) / 20 = 9.9 m/dt - Laju rms = √(9.9^2) = 9.90 m/dtd. **Distribusi 20 Partikel:** - Laju rata-rata = (1 × 5 + 3 × 10 + 4 × 15 + 6 × 25) / 20 = 15.5 m/dt - Laju rms = √(15.5^2) = 15.52 m/dt**3. Fungsi Distribusi Laju dari Grup N Partikel**a. **Grafik Fungsi Distribusi:** - Grafiknya adalah kurva yang menurun dengan cepat pada interval vo hingga v0 dan nol setelah itu.b. **Konstanta c:** - c = √(N/vo)c. **Laju Rata-rata dari Partikel:** - Laju rata-rata = ∫(v^2 * c^2 * v^4) dv dari vo hingga ∞ = c^2 * vo^5 / 5d. **Kebalikan Laju Rata-rata:** - Kebalikan laju rata-rata = 1 / (c^2 * vo^5 / 5)e. **Laju Kuadrat Rata-rata dan Laju RMS:** - Laju kuadrat rata-rata = ∫(v^4 * c^2 * v^4) dv dari vo hingga ∞ = c^2 * vo^9 / 7 aju rms = √(laju kuadrat rata-rata) = c * vo^4.5 / √7**4. Fungsi Distribusi Laju Molekul**a. **Konstanta a:** - a = √(m / 2πkT)b. **Laju Rata-rata:** - Laju rata-rata = ∫(v^2 * a^2 * v^2 * e^{-mv^2/2kT}) dv dari 0 hingga ∞ = a * √(8kT/πm)c. **Laju RMS:** - Laju rms = √(3kT