Gas ideal Fisika Terapan

Sifat gas • Transparan

• Terdistribusi merata

• Memberikan tekanan

• Volume gas = volume wadah

• Berdifusi ke segala arah

• Terdistribusi merata

• Menekan dengan tekanan luar

• Panas gas mengembang

Hukum Keadaan Standar

• STP (Standart Temperature and Pressure)

– yaitu keadaan dimana gas mempunyai tekanan sebesar 1 atm (760 mmHg) dan suhu °C (273,15 K).

– 1 mol gas ideal

Hukum Gas Ideal Definisi mikroskopik gas ideal, antara lain:

• Molekul

• Hukum gerak Newton

• Jumlah molekul

• Volume molekul

• Tidak ada gaya beraksi

• Tumbukannya elastik

Hukum Avogadro : 1 mol gas ideal mempunyai volume yang sama apabila suhu dan tekanannya sama.

Gambar gas ideal

Hukum Avogadro

Amedeo Avogadro (1811):

• Pada temperatur (T) dan tekanan (P) sama, dua macam gas yang volume(V)nya sama, pasti memiliki jumlah molekul (n) yang sama. – T = temperature = suhu

– P = pressure = tekanan

– V = volume

– Jumlah molekul = n, hingga

– n / V = constant, berlaku untuk semua macam gas.

6

Persamaan gas ideal

P V = n R T P = pressure = tekanan volume Jumlah

molekul konstanta universal 8314 J/kmol.K

temperature

Nilai numerik dari konstanta gas dapat diperoleh dengan mengasumsikan gas berada pada keadaan STP, maka

Dalam satuan SI, satuan tekanan harus dinyatakan dalam Nm-2 dan karena 1 atm ekivalen dengan 101,325 Nm-2. Maka dengan menggunakan persamaan diatas dapat diperoleh harga R dalam satuan SI, sebagai berikut:

Contoh

Balon cuaca yang diisi dengan helium mempunyai volume 1,0 x 104 L pada 1,00 atm dan 30 °C. Balon ini sampai ketinggian yang tekanannya turun menjadi 0,6 atm dan suhunya -20°C.

Berapa volume balon sekarang? Andaikan balon melentur sedemikian sehingga tekanan di dalam tetap mendekati tekanan di luar.

Penyelesaian:

• Karena jumlah helium tidak berubah, kita dapat menentukan n1 sama dengan n2 dan menghapusnya dari persamaan gas ideal menjadi:

Hukum Avogadro

Amedeo Avogadro (1811)

Pada temperatur (T) dan tekanan (P) sama, dua macam gas yang volume(V)nya sama, pasti memiliki jumlah molekul (N) yang sama.

T = temperature = suhu

P = pressure = tekanan

V = volume

N = Jumlah molekul

N / V = constant, berlaku untuk semua macam gas.

11

Hukum Penggabungan Volume Gay-Lussac

Joseph Louis Gay-Lussac (1808)

• Pada kondisi Standard Temperature and Pressure (STP)

• Gas yg bereaksi dan gas hasil reaksi selalu berbanding dengan bilangan sederhana 1 H2 + ½ O2 1 H2O

1 Liter ½ Liter 1 Liter

2 L 1 L 2 L

4 L 2 L 4 L

8 L 4 L 8 L

12

Hukum Boyle

Robert Boyle (1627-1691):

• PV = constant = hasil perkalian tidak berubah • P = Pressure (tekanan gas)

• V = Volume gas

• Tekanan diperbesar Volume turun

• Volume diperbesar tekanan turun

• Dan sebaliknya

13

Catatan

• Boyle: PV = k

P = pressure (tekanan) atm maupun torr

V = volume Liter maupun mL

k = konstanta = bilangan tetap

• (berlaku pada T dan n konstan)

T = temperature mutlak Kelvin

n = banyaknya molekul gas

14

Contoh 1

Suatu tabung punya volume 10 L, mengandung gas yang tekanannya 760 torr. Kemudian tabung diperlonggar hingga tekanannya mengecil menjadi 700 torr.

Berapa volume gas sekarang?

15

Penyelesaian contoh 1

Diketahui :

V1 = 10 L

P1 = 760 torr

P2 = 700 torr

Ditanya : V2 = .........?

Penyelesaian :

V1x P1 = V2 x P2

10 L x 760 torr = V2 x 700 torr

V2 = (10 L x 760 torr) / 700 torr = 10,9 torr

Contoh 2

• Suatu tabung punya volume 580 mL, mengandung gas yang tekanannya 0,2 atm. Kemudian gas dimampatkan hingga volumenya menjadi 100 mL.

Berapa tekanan gas sekarang?

17

Penyelesaian contoh 2

Diketahui :

P1 = 0,2 atm

V1 = 580 mL

V2 = 100 mL

Ditanya : P2 = .........?

Penyelesaian :

P1 x V1 = P2 x V2

0,2 atm x 580 mL = P2 x 100 mL

P2 = (0,2 atm x 580 mL) /100 mL = 1,16 atm

Hukum Charles

• Jacques Charles (1787)

• V = Volume gas

• T = Temperatur gas dalam suhu mutlak (Kelvin)

• -273,15 0Celcius.....................0 0C...........100 0C

• 0 Kelvin..............................273,15 K....373,15 K

• Lord Kelvin (1824-1907) 19

Konstan =

V

T

Catatan

V = Volume (L atau mL)

T = Temperature mutlak harus dalam Kelvin

k’ = konstanta

• Berlaku pada P dan n konstan

P = Pressure (atm atau torr)

n = Banyaknya molekul gas

20

k’ =

V

T

Standar Temperature and Pressure (STP)

Hukum-hukum tentang gas dikoreksi pada

kondisi T dan P standard yakni:

Temperature (T) = 0 0C atau 273,15 K

Pressure (P) = 760 torr atau 1 atm

21

Contoh 3

Suatu gas volumenya 10 mL, suhunya 20 0C. Kemudian suhu didinginkan menjadi 0 0C. Berapa volumenya sekarang?

• V1 = 10 mL

• T1 = 20 0C = (20 + 273,15) K = 293,15 K

• T2 = 0 0C = (0 + 273,15) K = 273,15 K

• V2 = ........?

22

Penyelesaian soal 3

Diketahui :

V1 = 10 mL

T1 = 20 0C = (20 + 273,15) K = 293,15 K

T2 = 0 0C = (0 + 273,15) K = 273,15 K

Ditanya : V2 = ........?

=

V1

T1

V2

T2

=

10 mL

293,15 K

V2

273,15 K

V2

= 10 mL x

293,15 K

273,15 K = 9,32 mL

Penyelesaian :

24