Hukum Gas Ideal

AhmadDahlan.NET – Tiga hukum dasar tentang gas (Byole, Charless, Gay Lussac) telah menjelaskan hubungan antara variabel T, V dan P pada gas-gas dengan suhu rendah. Ketiga hukum

V ∝ 1/P
V ∝ T
P ∝ T

Tiga hukum ini bisa digabungkan menggunakan metode subtitusi matematikan sederhana dalam bentuk :

PV ∝ T

Hubungan natara P, V dan T akan memiliki variasi dengan dua buah varibale berubah dan satu variable konstan, misalnya ketika V Konstans maka P akan berbanding lurus secara langsung dengan T.

Variable yang mungkin berpenaruh langsung terhadap besaran fisis dari gas adalah jumlah gas. Misalkan saja sebuah balon akan memiliki volume lebih besar ketika ditiupkan banyak udara didalamnya. Sederhananya, m∝V, dengan demikian persamaan PV ∝ T dapat ditulisa

PV ∝ mT

Persamaan ini selanjutnya bisa disejajarkan dengan memasukkan sebuah konstanta yang mengatur hubungan antara variable V,P dan T pada gas. Pengukuran massa dari suatu gas dilakukan lebih sulit, oleh karena besaran massa ini diwakilkan olhe besaran lain yang mewakiliki jumlah gas yang ada dalam sistem yang diamati.

Pengganti dari Massa ini adalah mole. Mole merupakan jumlah zat secara eksplisit sedangkan massa adalah jumlah massa yang lebih erat hubungannya dengan gravitasi dan sifat-sifat fisis dalam hukum-hukum Newton tentang gerak.

1 Mole mengandung dari 6,02 x 10²³ partikel dari suatu unsur, senyawa, atau atom. Bilangan ini disebut bilangan Avogadro. Nilai standar dari bilangan Avogadro didapat dari jumlah atom yang terdapat pada 12 gram atom Carbon-12. Alasannya tentu saja karena Carbon-12 adalah unsur yang paling stabil yang ada di alam.

1 mol setara dengan total massa atom relative yang menyusun senyawa atau insur tersebut. Misalnya 1 mol H₂0 memiliki massa [2(1) + 16] = 18 gr karena 1 atom air mengandung dua atom Hidrogen dengan m_r = 1 dan oksigen dengan m_r = 16 jadi totalnya sama dengan 18 gr.

Secara umum, Jumlah mol suatu unsur atai zat dapat dihitung dengan perbanidngan antara massa dalam gram terhadap total amassar atom realtif (g/mol)

dimana

n : Jumlah mol (mol)
m : Massa
Total massatom realtof (g/mol)

Dari persamaan ini massa pada dapat dihubungan dengan jumlah mol, sehingga persamaan pad agas ideal ditulis

PV = nRT

dimana n adalah jumlah mol dan R adalah konstanta Proporsionalitas atau konstanta gas Universal. Nilai R = 8,314 J/(mol.K) = 0,0821 (L.atm)/(mol.K) = 1,99 kal. T dinyatakan dalam satuan Mutlak.

Gas Ideal dalam Bilangan Avogadro

Avogadro berpendapat bahwa gas pada Volume, tekanan dan temperatire yang sama akan memiliki jumlah mol yang sama. Pendapat ini juga biasa dengan dikenal sebagai hipotesis Avogadro. Pada atom-atom murni, Jumlah satu molnya setara dengan bilangan Avogadro N_A, meskipun bukan Avogadro yang menemukan jumlahnya karena nilainya baru ditemukan pada abda ke 20.

Misalkan jumlah suatu unsur sejumlah n mol akan mengandung N =nN_A. dengan demikan

PV = nRT = (N/N_A) RT

persamaan dihubungan dengan konstanta Setvanus Boltzman dimana k = R/N_A dengan demikian

PV = NkT

dimana