Gas Ideal Mikrajuddin Abdullah Fisika Dasar I 2016

Bab 12 Gas dan Termodinamika 944 sifat-sifat yang mendekati sifat-sifat gas ideal. Beberapa sifat gas ideal sebagai berikut. Sifat 1: Tidak ada interaksi antar molekul-molekul gas Antar molekul gas tidak ada gaya tarik-menarik atau tolak-menolak meskipun jarak antar molekul sangat dekat. Interaksi yang terjadi antar molekul gas hanyalah tumbukan antar molekul yang sifatnya elastik sempurna. Setelah tumbukan tidak terjadi perubahan energi kinetik total molekul. Sebaliknya pada gas nyata ada tarikan antar molekul-molekulnya jika jarak antar molekul sangat dekat. Gaya tarik menarik inilah yang menyebabkan gas dapat mencair. Sedangkan gas ideal tidak dapat mencair. Gas nyata mendekati sifat gas ideal jika jarak rata-rata antar molekul sangat jauh sehingga gaya tarik antar molekul dapat dianggap nol. Jarak antar molekul yang besar dapat dicapai dengan memperkecil tekanan gas dan meperbesar suhunya jauh di atas titik didih. Sifat 2: Molekul-molekul gas dapat dipandang sebagai partikel-partikel yang ukurannya dapat diabaikan dapat dianggap nol. Dengan anggapan ini ruang yang ditempati gas ideal dapat dianggap semuanya ruang kosong karena volume total semua partikel gas dapat dianggap nol. Kondisi ini juga dapat didekati oleh gas nyata pada tekanan rendah dan suhu tinggi di mana jarak rata-rata antar molekul jauh lebih besar daripada diameter molekul gas. Sifat 3: Dalam satu wadah partikel gas bergerak secara acak ke segala arah. Tumbukan antar molekul gas maupun tumbukan antar molekul gas dengan dinding wadah bersifat elastik sempurna sehingga energi kinetik total molekul-molekul gas selalu tetap. Setelah mendefinisikan sifat-sifat yang dimiliki gas ideal, mari kita Bab 12 Gas dan Termodinamika 945 membahas sifat-sifat makroskopik gas tersebut. Sifat makroskopik gas ideal diawali dengan kajian eksperimen. Dari kajian tersebut dibangunlah rumus empiris yaitu rumus yang diduga memenuhi data-data pengamatan. Kemudian para fisikan membangun landasan teoretik mengapa sifat-sifat gas ideal seperti apa yang diamati diukur.

12.2 Hukum Boyle

Robert Boyle mengukur sifat-sifat gas dalam keadaan yang mendekati keadaan gas ideal. Boyle mencapai kesimpulan bahwa Pada suhu tetap maka volume gas berbanding terbalik dengan tekanannya. Suhu tetap Tekanan diubah-ubah P V a b Gambar 12.1 a Skema percobaan Boyle. b Hubungan antara volum dan tekanan gas pada suhu konsntan. Tekanan gas berbanding terbalik dengan volum. Pernyataan di atas dapat ditulis V  1P, dengan V volum dan P tekanan. Bab 12 Gas dan Termodinamika 946 Hubungan ini dapat dutilis sebagai P C V 1  , atau 1 C PV  12.1 dengan C 1 adalah konstanta. Persamaan 12.1 dikenal dengan hukum Boyle. Jika digambarkan pada diagram P dan V V adalah sumbu datar dan P adalah sumbu vertikal maka jika tekanan atau volum gas diubah-ubah pada suhu tetap, maka nilai tekanan dan volum pada berbagai keadaaan berada pada kurva di Gambar 12.1.

12.3 Hukum Gay-Lussac

Gay-Lussac mengamati perubahan tekanan gas jika suhunya diubah-ubah dengan mempertahankan volume gas agar tetap. Gay-Lussac mendapatkan kesimpulan Pada volume tetap, tekanan gas berbanding lurus dengan suhunya Pernyataan di atas dapat ditulis P  T, dengan T adalah suhu. Hubungan ini dapat dutilis sebagai P = C 2 T, atau 2 C T P  12.2 dengan C 2 adalah konstanta. Persamaan 12.2 dikenal dengan hokum Gay-Lussac. Jika digambarkan pada diagram P dan T T adalah sumbu datar dan P adalah sumbu vertical maka jika suhu atau tekanan gas diubah-ubah pada volum tetap, maka nilai tekanan dan suhu pada berbagai keadaaan berada pada garis lurus seperti pada Gambar 12.2.