Tag: Volume

  • Hukum Gas Ideal

    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 mr = 1 dan oksigen dengan mr = 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)

    Total Massa Atom Realtif dari suatu Zat

    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 NA, meskipun bukan Avogadro yang menemukan jumlahnya karena nilainya baru ditemukan pada abda ke 20.

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

    PV = nRT = (N/NA) RT

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

    PV = NkT

    dimana

    Konstanta Stevanus Bolztman
  • Hukum Gas dan Persamaan Keadaan

    Hukum Gas dan Persamaan Keadaan

    AhmadDahlan.NET – Pemuaian akan terjadi pada materi yang dipanaskan tidak peduli pada wujudnya yakni padat, cair maupun gas. Hanya saja pada gas, persamaan pemuaian volume gas menjadi tidak begitu bermanfaat karena pemuaian yang begitu besar sehingga sulit diamati. Jika gas yang dipanaskan berada dalam sebuah wadah kaku, maka pemanasan gas akan berdampakn pada dua hal yakni ekspansi volume (pemuaian) dan atau peningkatan tekanan.

    Hukum dan Persamaan Keadaan Gas

    Besar volume dari sebuah gas sangat bergantung dengan tekanan dan suhu dari gas tersebut. Hal ini secera ringkas dapat dilihat pada percobaan sederhana yang banyak dilakukan di tingkat sekolah menengah yakni ketika sebuah balon yang menutup tutup botol akan mengembang ketika bagian bawah botol dipanaskan akan membuat balon mengembang seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi di bawah ini!

    Pemuaian pada gas ketika dipanaskan

    Pada saat udara di dalam botol dan balon dipanaskan, energi kinetik dari partikel-partikel gas akan meningkat membuat gerakannya semakin cepat. Gerakan ini akan merubah variable yakni tekanannya naik shingga bisa mendorong dingding balon menjadi lebih besar dan secera otomatis volume dari balon juga meningkat.

    Hukum Boyle, Charless, Gay Lussac.

    Hubungan antara Volume, Suhu dan Temperature ini disebut sebagai persamaan keadaan gas dalam hal ini keadaan merujuk pada sistem yang sedang ditinjau. Ketika sebuah gas dalam wadah dipanaskan sehingga suhu naiknya, nilai antara Volume dan Tekanan akan berubah secara perlahan sampai ketiganya mencapai kesetimbangan.

    Robert Boyle (1627-1691) membuat percobaan untuk mengetahui hubungan antara variable ini melalui sebuah tabung berbentuk J. Tabung ini diisi dengan raksa sampai pada bagian ujung tabung tertekan. Ketinggian di awal ini kemudian dicatat oleh boleh sebagai wakil dari Volume udara di dalam tabung.

    Tabung J percobaan Boyle

    Setelah itu Boyle kemudian menambahkan tekanan pada gas yang ada di sisi tabung tertutup dengan menambahkan jumlah raksa pada tabung dan hasilnya Volume udara disisi tabung tertutup semakin berkurang seiring dengan peningkatan jumlah raksa yang dimasukkan. Hasilnya Boyle berkesimpulan jika

    V ∝ 1/P

    pada suhu konstan. Hukum kemudian dikenal dengan nama hukum Boyle dimana :

    PV = Konstan

    Dimana 

    P : Tekanan (Pa)
V : Volume (m3)

    Pada gas-gas dengan tekanan yang tidak terlalu besar, terdapat hubungan liner antara perubahan temperature dan volume gas. Hubungan ini dapat ditulis

    V ∝ T

    Persamaan ini disebut sebagau Hukum Charles. Hukum ke Tiga dari gas ideal adalah hukum Gay Lussac. Gay Lussac menyatakan bahwa pada Volume yang konstan tekanan gas berbanding lurus dengan temperature mutlak dari sebuah gas.

    P ∝ T

    Ketiga hukum gas ini yakni Byle, Charels dan Gay Lussac, bukanlah hukum-hukum riil karena hanya digunakan untuk mendeskripsikan karakteritik gas pada suhu dan tekanan yang tidak terlalu tinggi dan juga terlalu rendah. Rentang nilai tinggi dan rendahnya besaran tersebut bergantung dari banyak aspek sehingga sulit untuk membuat suatu acuan yang dapat mewakili seluruh variabel dari kondisi-kondisi gas.