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 IdealDefinisi mikroskopik gas ideal, antara lain: Molekul Hukum gerak Newton Jumlah molekul Volume molekul Tidak ada gaya beraksi Tumbukannya elastik

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

Hukum AvogadroAmedeo 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

PV =nRTP= pressure = tekanan volume temperature

Jumlah molekul

konstanta universal 8314 J/kmol.K

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 -20C. 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 AvogadroAmedeo 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-LussacJoseph Louis Gay-Lussac (1808) Pada kondisi Standard Temperature and Pressure (STP) Gas yg bereaksi dan gas hasil reaksi selalu berbanding dengan bilangan sederhana1 H2 + O2 1 H2O

1 Liter 2L 4L 8L

Liter 1L 2L 4L

1 Liter 2L 4L 8L12

Hukum BoyleRobert 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 = kP = 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 CharlesV T = Konstan

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

CatatanV T = k

V = Volume (L atau mL) T = Temperature mutlak harus dalam Kelvin k = konstanta

Berlaku pada P dan n konstanP = Pressure (atm atau torr) n = Banyaknya molekul gas20

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 = ........?

Penyelesaian :

V1T1 10 mL 293,15 K

=

V2 T2 V2

=

273,15 K

V2

=

10 mL x 273,15 K293,15 K

= 9,32 mL24