Model zarah kinetik
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| particles/ˈpɑːtɪklz/ | zarah |
| kinetic particle model/kɪˈnetɪk ˈpɑːtɪkl ˈmɒdl/ | model partikel kinetik |
| solid/ˈsɒlɪd/ | padat |
| liquid/ˈlɪkwɪd/ | cair |
| gas/ɡæs/ | gas |
| temperature/ˈtemprɪtʃə/ | suhu |
| absolute zero/ˈæbsəluːt ˈzɪərəʊ/ | nol mutlak |
| kelvin/ˈkelvɪn/ | kelvin |
| Brownian motion/ˈbraʊnɪən ˈməʊʃn/ | Gerak Brown |
Semua sesuatu terdiri dari partikel
- Lihat cukup dekat dan semua materi adalah partikel kecil yang tidak pernah berhenti bergerak.
- Satu gagasan ini — model partikel kinetik — menjelaskan padat, cair, gas, panas, dan tekanan.
- Mari kita lihat apa yang dilakukan oleh partikel-partikel tersebut.
Tiga wujud zat
- Padat — partikel tersusun rapat dalam pola teratur, hanya bergetar. Bentuk dan volume tetap.
- Cair — partikel masih berdekatan tetapi acak; mereka meluncur melewati satu sama lain. Volume tetap, mengikuti bentuk wadahnya.
- Gas — partikel berjauhan, cepat, dan acak. Mengisi seluruh wadah.
Memampatkan gas (Hukum Boyle)
Geserkan piston masuk untuk mengecilkan isipadu. Zarah yang sama dipadatkan ke ruang yang lebih kecil, jadi mereka menampar dinding lebih kerap dan tekanan meningkat — manakala tekanan × isipadu kekal tetap.
Dalam keadaan manakah zarah-zarah itu berjauh, bergerak pantas, dan bergerak secara rawak?
Zarah gas berada jauh dan bergerak pantas secara rawak, mengisi bekas. Padat hanya bergetar; cecair meluncur melalui satu sama lain.
Suhu dan energi partikel
- Panaskan suatu zat dan partikelnya bergerak lebih cepat — mereka memperoleh energi kinetik.
- Suhu adalah ukuran dari energi kinetik rata-rata partikel.
- Suhu terendah yang mungkin adalah nol mutlak, $-273\ {}^{\circ}\text{C}$ — partikel memiliki energi paling sedikit.
Model partikel zat padat, cair, dan gas
Suhu adalah ukuran:
Lebih panas bermaksud zarah bergerak lebih pantas, jadi suhu mengukur tenaga kinetik purata mereka.
Skala kelvin
- Para ilmuwan sering mengukur suhu dalam kelvin (K), dimulai dari nol mutlak.
- Untuk mengonversi:
- Sehingga $0\ {}^{\circ}\text{C} = 273\ \text{K}$ dan $27\ {}^{\circ}\text{C} = 300\ \text{K}$.
Ubah $27\ {}^{\circ}\text{C}$ ke kelvin.
$T = \theta + 273 = 27 + 273 = 300\ \text{K}$.
Tekanan gas
- Partikel gas terus-menerus menabrak dinding wadahnya. Setiap tabrakan adalah dorongan kecil.
- Tekanan adalah total gaya dari tabrakan-tabrakan tersebut per satuan luas.
- Panaskan gas (volume tetap) → tabrakan lebih cepat, keras, dan sering → tekanan lebih tinggi.
- Perkecil ukurannya (suhu tetap) → lebih banyak tabrakan per detik per satuan luas → tekanan lebih tinggi.
- Untuk massa gas tetap pada suhu konstan, $pV = \text{constant}$ (setengah volume → ganda tekanan).
Gas mempunyai isipadu $200\ \text{cm}^3$ pada $100\ \text{kPa}$. Ia dimampatkan kepada $100\ \text{cm}^3$ pada suhu tetap. Berapakah tekanan baharu, dalam kPa?
$pV$ kekal: $100 \times 200 = p \times 100$, jadi $p = 200\ \text{kPa}$. Menggandakan isipadu mengalikan dua tekanan.
Memanaskan gas dalam tin kedap berisipadu tetap akan meningkatkan tekanannya.
Zarah yang lebih panas bergerak lebih pantas dan menampar dinding lebih kuat dan lebih kerap, jadi tekanan meningkat.
Gerak Brown
- Di bawah mikroskop, serpihan asap di udara bergoyang mengikuti jalur terputus-putus dan acak.
- Ini adalah gerak Brown: serpihan besar ditabrak oleh partikel udara cepat yang tak terlihat.
- Ini merupakan bukti kuat bahwa materi benar-benar terdiri dari partikel yang bergerak.
Tabrakan acak dari partikel udara cepat yang tak terlihat mendorong butiran asap sepanjang jalur terputus-putus dan acak
Zarah asap dilihat di bawah mikroskop bergoncang secara rawak. Ini kerana:
Gerakan Brown: zarah udara kecil yang pantas mengetuk zarah asap yang lebih besar, bukti bagi zarah yang bergerak.
Anda telah memahaminya
- padat (tetap, bergetar) · cair (dekat, meluncur) · gas (jauh, cepat)
- suhu = energi kinetik rata-rata partikel; nol mutlak $= -273\ {}^{\circ}\text{C}$
- $T\,(\text{K}) = \theta\,({}^{\circ}\text{C}) + 273$
- tekanan gas = tabrakan partikel per satuan luas; pada suhu konstan $pV = \text{constant}$