Page 91 - bingx

PRINSIP EKUIPARTISI ENERGI
A. Tinjauan Tekanan Secara Mikroskopis
Berdasarkan sifat-sifat gas ideal, setiap dinding ruang tempat gas berada, mendapat
tekanan dari tumbukan partikel-partikel gas yang tersebar merata di dalam ruang tersebut..
Massa partikel tersebut adalah m dan kecepatan partikel menurut arah sumbu-x dinyatakan
sebagai vx. Jika partikel gas ideal tersebut menumbuk dinding ruang, tumbukan yang terjadi
adalah tumbukan lenting sempurna dengan perubahan momentum (Δpx).

0

Gambar 2.3 Gerak Partikel dengan Kecepatan v x Dalam Ruang Berbentuk Kubus
Berusuk L.

Setelah menumbuk dinding A, partikel gas ideal tersebut menumbuk dinding B. Demikian
seterusnya, partikel gas tersebut akan bergerak bolak-balik menumbuk dinding A dan dinding B.
Pada saat partikel gas tersebut menumbuk dinding, partikel memberikan gaya sebesar Fx pada
dinding. Jika di dalam ruang berbentuk kubus tersebut berisi sejumlah N partikel gas, yang
kecepatan rata-rata seluruh molekul gas tersebut dinyatakan dengan vx, gaya yang dialami
dinding dinyatakan sebagai Ftotal.
Tekanan (P) yang dilakukan oleh gaya total (Ftotal) yang dihasilkan oleh N partikel gas ideal
tersebut pada dinding A sebesar :
2
=

Dalam tinjauan tiga dimensi (tinjauan ruang), besar kecepatan rata-rata gerak partikel
merupakan resultan dari tiga komponen arah kecepatan menurut sumbu-x ( ), sumbu-y ( ),

dan sumbu-z ( ) yang besarnya sama. Dengan demikian, persamaan (2.14) dapat diubah

1 1 2
2
menjadi = atau = . Karena massa tiap-tiap partikel gas sama, maka : ² =
3 3
1
2 ( ) = 2 , sehingga diperoleh persamaan :
2

2
2
=
3
Dari persamaan tekanan gas di atas diperoleh persamaan :
3 3 3
= = =

2 2 2
B. Kecepatan Partikel Gas Ideal
Besaran lain yang dapat ditentukan melalui prinsip ekuipartisi energi gas adalah akar dari
rata-rata kuadrat kelajuan (vrms = root mean square speed) gas, yang dirumuskan dengan :
2
= √〈 〉
Dari persamaan di atas, telah diketahui bahwa E K = 3/2 kT. Dengan demikian dapat
dirumuskan bahwa :

3
= √

85