Termodinamika "Gas Ideal"
Pengertian Gas Ideal
Pengertian
Gas Ideal. Suatu gas
hipotetis yang memiliki molekul yang dipantulkan satu sama lain (dalam
batas-batas wadah mereka) dengan elastisitas yang sempurna dan memiliki ukuran
yang diabaikan, dan di mana gaya antarmolekul yang bekerja antara molekul tidak
bersentuhan satu sama lain juga diabaikan. Gas tersebut akan mematuhi hukum gas
(seperti hukum Charles dan hukum Boyle) tepat pada semua suhu dan tekanan. Gas
yang paling aktual yang bertindak kurang lebih sebagai gas ideal, kecuali pada
suhu yang sangat rendah (ketika energi potensial gaya antarmolekul mereka
relatif tinggi terhadap energi kinetik dari molekul dan menjadi signifikan),
dan di bawah tekanan yang sangat tinggi (ketika molekul yang dikemas begitu
berdekatan bahwa kekuatan antarmolekul jarak dekat menjadi signifikan).
Gas ideal
didefinisikan sebagai salah satu di mana semua tumbukan antara atom atau
molekul bersifat elastis sempurna dan di mana tidak ada kekuatan menarik
antarmolekul. Sesuatu dapat memvisualisasikannya sebagai kumpulan bola sempurna
keras yang bertabrakan tetapi dinyatakan tidak berinteraksi satu sama lain. Dalam
gas seperti itu, semua energi internal dalam bentuk energi kinetik dan
perubahan energi internal disertai dengan perubahan suhu.
Gas ideal
dapat dicirikan oleh tiga variabel keadaan: tekanan mutlak (P), volume (V), dan
suhu mutlak (T). Hubungan antara mereka dapat disimpulkan dari teori kinetik
dan disebut
PV = nRT =
NkT
n =
banyaknya mol
R = Universal gas konstan = 8,3145 J / mol K
N = jumlah molekul
k = konstanta Boltzmann = 1,38066 x 10-23 J / K = 8,617385 x 10-5 eV / K
k = R / NA
NA = Avogadro nomor = 6.0221 x 1023 / mol
R = Universal gas konstan = 8,3145 J / mol K
N = jumlah molekul
k = konstanta Boltzmann = 1,38066 x 10-23 J / K = 8,617385 x 10-5 eV / K
k = R / NA
NA = Avogadro nomor = 6.0221 x 1023 / mol
Hukum gas
ideal dapat dipandang ketika yang muncul dari tekanan kinetik molekul gas
bertabrakan dengan dinding wadah sesuai dengan hukum Newton. Tapi ada juga
unsur statistik dalam penentuan energi kinetik rata-rata molekul-molekul. Suhu
diambil harus proporsional dengan energi kinetik rata-rata ini, ini akan
memanggil gagasan tentang temperatur kinetik. Satu mol gas ideal pada STP
menempati 22,4 liter.
Gas
dianggap terdiri atas molekul-molekul gas yang disebut partikel. Teori ini tidak
mengutamakan kelakuan sebuah partikel tetapi meninjau sifat zat secara
keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel tersebut. Untuk
menyederhanakan permasalahan teori kinetik gas diambil pengertian tentang gas
ideal, dalam hal ini gas dianggap sebagai
gas ideal.
Sifat-sifat gas ideal adalah sebagai
berikut.
1.
Terdiri atas partikel yang banyak sekali dan bergerak sembarang.
2.
Setiap partikel mempunyai masa yang sama.
3.
Tidak ada gaya tarik menarik antara partikel satu dengan partikel lain.
4.
Jarak antara partikel jauh lebih besar disbanding ukuran sebuah partikel.
5.
Jika partikel menumbuk dinding atau partikel lain, tumbukan dianggap lenting
sempurna.
6.
Hukum Newton tentang gerak berlaku.
7.
Gas selalu memenuhi hukum Boyle-Gay Lussac
Pada keadaan standart 1 mol gas
menempati volume sebesar 22.400 cm3 sedangkan jumlah atom dalam 1
mol sama dengan : 6,02 x 1023 yang disebut bilangan avogadro (No)
Jadi pada keadaan standart jumlah atom dalam tiap-tiap cm3 adalah :
Banyaknya mol untuk suatu gas
tertentu adalah : hasil bagi antara jumlah atom dalam gas itu dengan bilangan
Avogadro.
N =
jumlah mol gas
N =
jumlah atom
NA = bilangan avogadro 6,02
x 1023.
Seorang Inggris, Robert Boyle
(1627-1691) mendapatkan bahwa jika tekanan gas diubah tanpa mengubah suhu
volume yang ditempatinya juga berubah, sedemikian sehingga perkalian antara
tekanan dan volume tetap konstan.
Hukum Boyle dirumuskan :
p V =
konstan (asal suhu tidak berubah)
p1V2 = p2V2
Jika ada n mol gas, persamaan untuk
gas ideal menjadi p V = nRT dimana R adalah konstanta umum gas, berlaku sama
untuk semua gas, nilainya R = 8,3144 joule/mol.K = 8,3144.103
Joule/Mol.K atau R = 0,0821 atm liter/mol.K (satuan sehari-hari).
Persamaan diatas menghubungkan
tekanan, volume, dam suhu, yang menggambarkan keadaan gas, maka disebut
persamaan keadaaan gas atau hukum Boyle-Gay Lussac. Perubahan variable keadaan
disebut proses. Proses isotermis adalah proses yang suhu (T) selalu tetap, maka
p V = konstan. Proses isobarik adalah
proses yang tekanannya selalu konstan, V/T = konstan. Proses
isokhorik/isovolume proses yang volumenya selalu tetap p/T = konstan.
Jika N adalah jumlah molekulgas dan
NA adalah bilangan Avogadro = 6,022.1023 , maka jumlah
mol gas :
Karena k =
= 1,3807.10-23
disebut konstanta Boltzman (mengabadikan
Ludwig Boltzman (1844-1906) dari Austria) maka, persamaan gas Ideal menjadi : p V = N.k.T
Jumlah mol suatu gas adalah massa gas itu (m) dibagi dengan massa molekulnya. ( M = Mr
)
Jadi :
Jelas terlihat bahwa rapat gas atau
massa jenis gas tergantung dari tekanan, suhu dan massa molekulnya.
Persamaan gas sempurna yang lebih
umum, ialah dinyatakan dengan persamaan :
p
V = n R T
Jadi gas dengan massa tertentu
menjalani proses yang bagaimanapun perbandingan antara hasil kali tekanan dan
volume dengan suhu mutlaknya adalah konstan. Jika proses berlangsung dari
keadaan I ke keadaaan II maka dapat dinyatakan bahwa :
Persamaan ini sering disebut dengan
Hukum Boyle-Gay Lussac.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar