1. TERMODINAMIKA GAS IDEAL DAN GAS NYATA

2. Termodinamika Gas Ideal Kerja yang dilakukan oleh suatu sistem dapat dinyatakan dengan W = P v. Keadaan sistem termodinamika dapat dinyatakan dengan variabel - variabel keadaan yaitu temperatur (T), tekanan (p) dan volume (V). Dengan demikian dapat dinyatakan kerja yang dilakukan sistem (gas) adalah untuk berubah dari suatu keadaan ke keadaan yang lain adalah :

3. Termodinamika Gas Ideal a) Proses isotermal P V = RT = konstan Dalam hal ini berlaku hukum boyle P1 V1 = P2 V2

4. b) Proses isokhorik P = (nR/v) . T = konstan x T Dalam hal ini berlaku hukum Gay lussac P1 / T1 = P2 / T2

5. c) Proses isobarik V = (nR/p) . T = konstan x T Dalam hal ini berlaku hukum Charles V1 / T1 = V2 / T2

6. d) Proses adiabatik Tidak terjadi transfer panas yang masuk dan keluar sistem. Dengan kata lain, Q = 0

7. Aplikasi proses termodinamika gas ideal

8. Variabel tetap Nama proses Akibat proses Persamaan energi T Isotermal Perubahan p hanya tergantung pada perubahan V dan sebaliknya W= nRT ln(V2/V1) p Isobar Perubahan V hanya tergantung pada perubahan T dan sebaliknya W= p (V2-V1) V Isokhorik Perubahan P hanya tergantung pada perubahan T dan sebaliknya W = 0 - Adiabatik Perubahan salah satu variabel merubah dua variabel lainnya W = -U Termodinamika Gas Ideal

9. Pengukuran Tekanan Gas Barometric pressure Explain Torricellis work (1608 - 1647) P = g h d 1 atm = 101317 N m2 (Pascal) = 101.32 k Pa

10. Pengukuran Tekanan Gas

11. Gas nyata Model dalam gas ideal diasumsikan bahwa individual molekul gas tidak mempunyai volume, hal ini dikarenakan volume molekul gas ideal sangat kecil sehingga bisa diabaikan. Gas nyata partikel-partikelnya saling berinteraksi satu sama lain, tidak seperti gas ideal. Akibatnya jarak antar molekul pada gas nyata berdekatan, sehingga peluang untuk terjadi interaksi intermolekular semakin besar. Prilaku menyimpang gas nyata dari gas ideal terlihat ketika pada tekanan dan massa jenis yang tinggi serta temperatur yang rendah. Pada gas nyata dikenal persamaan keadaan van der waals dengan menambahkan faktor koreksi a dan b agar sesuai dengan sifat sifat pada gas ideal.

12. Gas nyata Tekanan tinggi Massa jenis tinggi Temperatur rendah Tekanan rendah Massa jenis rendah Temperatur tinggi Real gas Ideal gas

13. Gas nyata Temperatur rendah

14. Gas nyata Tekanan tinggi

15. Persamaan keadaan Van Der Waals Fisikawan Belanda Johannes Diderik van der Waals (1837-1923) mengusulkan persamaan keadaan gas nyata, yang dinyatakan sebagai persamaan keadaan van der Waals. Persamaan ini adalah modifikasi persamaan gas ideal dengan cara menambahkan koreksi pada P untuk mengkompensasi interaksi antarmolekul; mengurangi dari suku V yang menjelaskan volume real molekul gas. Menurut persamaan : [P + (n2a/V2)] (V - nb) = nRT Keterangan : a dan b adalah nilai yang ditentukan secara eksperimen untuk setiap gas dan disebut dengan tetapan van der Waals. Semakin kecil nilai a dan b menunjukkan bahwa perilaku gas semakin mendekati perilaku gas ideal.

16. Gas nyata dan gas ideal Sifat Gas ideal Gas nyata Volume Vol molekul gas diabaikan Vol molekul gas sejati ada Interaksi Tidak terdapat interaksi antar molekul gas Terdapat interaksi antar molekul gas Fase Selalu dalam fase gas Dapat menjadi cair dan padat (titik kritis) Persamaa n Persamaan gas ideal Persamaan keadaan Van der waals Deviasi Tidak terjadi penyimpangan karena P T (sebanding) Penyimpangan terjadi pada P tinggi dan T rendah

17. Nilai tetapan gas yang umum dijumpai

18. Contoh soal 1) Diketahui 60 gr gas NH3 bertekanan 16,2 atm pada suhu 47oC, hitunglah volume gas dengan menggunakan persamaan gas ideal dan persamaan gas nyata van der Waals. Diketahui nilai a = 4,17 dan b = 0,0371? 2) Sebuah tangki berisi 4 liter gas oksigen (O2). Suhu gas oksigen tersebut = 20 oC dan tekanan ketika diukur pada manometer menunjukan 20 x 105 N/m2. Tentukan massa gas oksigen tersebut (massa molekul oksigen = 32 kg/kmol) 3) Hitunglah berapa joule usaha yang diperlukan 22 gram gas CO2 dari gambar grafik dibawah ini : P (atm) V (m3) 3 7 2,5 x 10-3 5,75 x 10-3 327oC

19. Faktor Compresibilitas

20. Faktor Compresibilitas Perbedaan antara gas ideal dan gas nyata Preal gas < Pideal gas Videal gas= Vreal gas Vmolecule Perlu faktor koreksi untuk membandingkan Gas nyata dan gas ideal Compressilbility factor (Z)

21. ideal real V V Z P RT V ideal ZRTPV Definisi compressibility factor Volume gas ideal Persamaan keadaan gas nyata

22. Jadi sifat ideal makin didekati oleh gas nyata : a) Pada tekanan rendah b) Pada temperatur tinggi (jauh daripada temperatur kritis) Bila faktor compressibility (Z) suatu gas diketahui pada suatu keadaan, maka dapat diadakan perhitungan untuk gas tersebut bagi besaran besaran dalam rumus : Faktor Compresibilitas P . v = Z n R T

23. Isotermal van der waals Titik a disebut dengan nama titik kritis. Dimana fasa gas dan cair berada bersama - sama

24. Persamaan pada titik kritis

25. Contoh soal 1. Z gas metana = 0.783 pada tekanan 100 atm dan temperatur 0oC. Berapa volume 160 gr gas ini ? 2. Diketahui untuk gas CO2 variabel-variabel pada kondisi kritis yaitu tekanan kritis Pc = 72,8 atm dan temperatur kritis Tc = 304,2 K. Hitunglah temperatur untuk 90 gram gas CO2 yang menempati volume 150 mL pada tekanan 12 atm?. DiketahuiAr. C = 12, O = 16