Merry Suryani Gas ideal Definisi gas ideal adalah gas yang memenuhi kriteria atau asumsi sebagai berikut : 1. Gas ideal adalah gas yang terdiri dari partikel-partikel kecil baik atom maupun molekul dalam jumlah yang sangat banyak. 2. Ukuran dari partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran wadahnya 3. Setiap (every) partikel gas bergerak random (acak) ke segala arah 4. Gaya tarik Menarik antar partikel gas dianggap tidak ada 5. Persebaran partikel gas merata di dalam wadaah 6. Setiap tumbukan yang terjadi adalah tumbukan lenting sempurna 7. Partikel gas memenuhi hukum newton tentang gerak Tekanan Pada Gas Ideal Tekanangasidealberlakuhukumboyleyangmenyatakanbaha padajumlah mol dan sushu tetap, volume akan berbanding terbalik dengantekanangas.Persamaantekanangasidealdirumuskan sebagai berikut N = banyaknya partikel gas = 6,02 x 1023 m = massa dari 1 partikel gas (Kg) v = kecepatan gerak partikel gas (m/s) V = volume gas (m3) P = tekanan gas ideal (N/m2) oleh karena kita tahu bahwa energi kinetik dirumuskan Ek = mv2 maka persamaan di atas dapat diubah menjadi dengan Ek = Energi kinetik gas (satuan joule). Persamaan Gas Ideal Dalam gas ideal berlaku 3 hukum tentang kinetika gas yaitu Hukum Boyle : V 1/P (n dan T tetap) Hukum Charles : V T ( n dan P konstan) Hukum Avogadro V n ( P dan T tetap) Dari ketiga hukum di atas, dapat dikatakan volume gas berbanding langsung terhadap jumlah gas dan suhu dan berbanding terbalik terhadap tekanan, dirumuskan persamaan gas ideal N = jumlah partikel gas n = jumlah mol gas R = tetapan gas umum 8,31 x 103 M/mol K k = tetapan Boltzman = 1,38 x 10-23 J/K Untuk menentukan jumlah mol gas (n) dapat menggunakan 2 alternatif rumus berikut : No = bilangan avogadro 6,02 x 1023 Mr = massa molekul relatif gas m = masa partikel gas Energi dalam Gas Ideal Satu partikel gas ideal selalu bergerak dengan energi kinetik Besarnya energi kinetik untuk N buah partikel dinyatakan dengan rumus atau Dalam has ideal hanya terdapat energi kinetik, tidak ada energi yang lainsehinggaenergikinetikyangadadigasidealjugamerupakan energi dalam yang dimiliki oleh gas ideal (U). Besarnya energi dalam dibedakan menjadi dua yaitu monoatomik dan diaatomik. Energi dalam gas monoatomik atau Energi dalam gas diatomik pada suhu rendah (+/- 300 K) U = 3/2 N kT pada suhu sedang (+/- 500 K) U = 5/2 N kT pada suhu tinggi (+/- 1000 K) U = 7/2 N kT Kecepatan Gerak Partikel Untuk menentukan besarnya kecepatan gerak dari partikel di dalam gas ideal sobat bisa mencarinya dari rumus energi kinetik pada gas ideal. Ek = 3/2 N kT 1/2 m v2 = 3/2 N kT v2 = 3 kT/m dengan demikian, kecepatan partikel gas ideal dapat ditentukan dengan alternatif rumus berikut 1. Dalam sebuah ruangan terdapat 800 miligram gas dengan tekanan 1 atm. eKelajuan rata-rata partikel tersebut adalah 750 m/s. Jika 1 atm = 105 N/m2 berapa volume ruangan tersebut? Jawab : Diketahui m = 800 mg = 8 x 10-4 Kg; p = 1 atm = 1 x 105 N/m2; v = 750 m/s Ditanyakan V (volume) = .. ? 2. Suatu gas ideal mempunyai energi dalam 1,01 x 1028 joule. Jumlah mol gas tersebut bila besarnya energi kinetiknya 5 kJ adalah mol Diketahui U = 1,01 x 1028 J; Ek = 5 Kj = 5 x 103 J; No = 6,02 x 1023; Ditanya n (jumlah mol) = .? Jawab : U = NEk 1,01 x 1028 = N (5 x 103) N = 1,01 x 1028 / (5 x 103) N = 2,02 x 1024 jumlah mol = N/No = 2,02 x 1024 / 6,02 x 1023 = 3,35 mol 3. Suhu awal dari suatu gas dalam ruang tertutu adalah T. Tiap partikel bergerak secara acak dengan kelajuan 100 m/s. Kelajuan partikel saat suhu dinaikan menjadi 4T adalah? Pembahasan dari rumus v2 = 3 kT/m bisa dilihat bahwa besarnya kecepatan berbanding lurus dengan akar dari suhunya v T dapat sobat lihat bahwa v sebanding dengan aka T jika suhu dinaikkan 4 kali maka kecepatan akan naik sebanyak 2 kali (akar dari 4) 4. Sepuluh liter gas ideal suhunya 127oC punya tekanan 165,6 N/m2. Coba sobat hitung tentukan berapa banyaknya partikel dalam gas tersebut? T = 127o C + 273 = 400 K p = 165,6 N/m2 V = 10 liter = 10-2 m3 k = 1,38 x 10-23 J/K pV = N kT N = pV/ kT = 165,6 x 10-2 / (1,38 x 10-23 x 400) = 3 x 1020