Advertisement

Adalah suatu model teoretis untuk menjelaskan sifat-sifat materi dengan menggunakan interaksi molekul-molekul yang bergerak. Teori ini paling berhasil untuk menjelaskan berbagai sifat gas. Teori ini bertitik tolak dari teori atom Dalton yang mengatakan bahwa materi terdiri atas butiran-butiran yang tidak dapat lagi dibagi. Butiran itu disebut atom. Molekul merupakan gabungan beberapa atom. Molekul gas mulia terdiri atas sebuah atom.

Dalam tahun 1848 James Joule dapat menurunkan besarnya tekanan gas yang diderita dinding wadah. Tekanan ini bergantung pada banyaknya tabrakan antara molekul gas yang beterbangan di dalam wadah itu dan momentum tiap molekul. Dapat diturunkan bahwa tekanan p = (i/3)«mv2. dengan n banyaknya molekul per satuan volume, m massa molekul, dan v kece-patan rata-rata molekul itu. Persamaan keadaan gas ideal pV = n RT dapat pula diturunkan. Gas ideal adalah gas yang molekul-molekulnya tidak tarik-menarik dan tidak mempunyai volume. Bila volume molekul-molekul itu diperhitungkan, demikian pula tarik-menarik antar molekul, maka akan diperoleh persamaan keadaan van der Waals untuk gas nyata, yang sesuai dengan banyak data eksperimen.

Advertisement

Dari data makro diperkirakan bahwa kecepatan gerak molekul rata-rata akan sekitar 1.000 meter per detik. Yang merisaukan pakar dalam abad yang lalu, adalah mengapa parfum yang tertumpah pada sudut ruangan tidak segera tercium di sudut yang lain, bila kecepatan geraknya sebesar itu. Fakta ini kemudian dijelaskan oleh seringnya molekul-molekul itu bertabrakan dan saling mengubah arah gerak. Dalam satu liter udara akan terdapat sekitar 102?! molekul. Dengan kecepatan 1.000 meter per detik, maka sangat sering molekul-molekul itu bertabrakan. Jarak rata- rata yang diarungi oleh sebuah molekul antara satu tabrakan dan tabrakan berikutnya hanyalah 10 ~ 5 sentimeter.

Daiam teori kinetik ini momentum mv dan energi kinetik translasi (1/2)mv2 ternyata lebih penting daripada massa molekul. Suhu gas dikaitkan dengan besarnya energi kinetik rata-rata molekul-molekulnya. Molekul-molekul ini dapat bertukar energi kinetik ketika bertabrakan. Namun pada suatu suhu, distribusi energi ini akan konstan. Artinya banyaknya molekul yang memiliki nilai-nilai tertentu energi kinetik akan konstan. Di sini konstan adalah dalam makna statistik, karena terdapat banyak sekali (1023) molekul. Tentu saja nilai energi kinetik yang paling mungkin kira-kira adalah nilai rata-rata itu. Namun ada molekul yang energi kinetiknya hampir nol, dan ada yang energi kinetiknya beberapa kali lebih besar daripada nilai rata-rata itu. Distribusi ini dikenal sebagai distribusi Maxwell-Boltzmann. Sebenarnya ada tiga pengertian: energi paling-mungkin adalah nilai energi yang dimiliki oleh paling banyak molekul; ini ditunjukkan oleh puncak kurva Maxwell-Boltzmann (yaitu populasi versus nilai energi). Energi rata-rata diperoleh dengan merata-ratakan semua nilai (1/2) w v2. Nilai yang ketiga adalah mengalikan nilai (1/2)m dengan kuadrat dari nilai rata-rata v (tanpa memperhatikan arah gerak).

Advertisement