FISIKA 11

260
Fisika Kelas XI
Gas diatomik mempunyai dua atom yang saling berikatan. Akibatnya,
setiap atom akan berputar mengelilingi atom lainnya. Gerak berputar
ini disebut gerak rotasi. Karena setiap atom berputar mengelilingi atom
lainnya, maka ada dua gerak rotasi. Selain melakukan gerak rotasi, kedua
atom juga melakukan gerak translasi, seperti gas monoatomik. Jadi, gas
diatomik melakukan 5 gerak yaitu, 3 gerak translasi dan 2 gerak rotasi.
Apakah akibat dari 5 macam gerak yang dilakukan gas diatomik?
Dengan adanya 5 macam gerak, berarti gas diatomik menyerap energi
dari 5 arah. Ini berarti gas diatomik mempunyai 5 derajat kebebasan.
Lalu, berapakah energi yang dimiliki gas diatomik? Untuk mencari besar
energi kinetik gas diatomik, kita dapat menggunakan teori ekuipartisi energi.
Teori ekuipartisi menyebutkan bahwa Suatu sistem molekulmolekul
gas pada temperatur mutlak T dengan tiap molekul memiliki
f derajat kebebasan, maka rata-rata energi mekanik per molekul
(E M ) dan rata-rata energi kinetik permolekul (E K ) adalah sama, yaitu
sebesar f ( 1
kT ).
2
Nah, berdasarkan teori ekuipartisi energi tersebut, maka energi kinetik
pada gas diatomik adalah sebesar:
EK = f ( 1
kT )
2
Untuk gas diatomik,
E K = 5 ( 1
kT )
2
E K = 5 kT
2
Teori ekuipartisi energi dapat dijelaskan sebagai berikut.
Energi kinetik rata-rata setiap molekul gas adalah sebesar 1
2 kT
yang berhubungan dengan derajat kebebasan yang dimiliki sebuah
molekul. Tiap derajat kebebasan memperlihatkan cara molekul memanfaatkan
energi.
Energi sebuah molekul yang bergerak secara translasi akan bertambah
dalam sekejap. Ini disebabkan tumbukan molekul dengan molekul
lain. Tumbukan ini akan mendistribusikan ulang energi tambahan agar
keadaan gas kembali seimbang. Energi ini terbagi rata di antara energi
kinetik translasi dalam arah x, y dan z. Sesuai dengan teori ekuipartisi di
atas, energi kinetik translasi yang terdistribusi adalah:
1 1 1
EK= mv + mv + mv
2 2 2
Keterangan:
f = derajat kebebasan
2 2 2
x y z