TUGAS RANGKUMAN DARI VIDEO "The Ideal Gas Law: Crash Course Chemistry #12"

NAMA : FEBRIAN ZULMI

NIM : 1306620032

PRODI : FISIKA-A

MATA KULIAH : KIMIA UMUM

Dari hasil rangkuman yang saya dapat 

Hukum gas ideal menyatakan bahwa terdapat hubungan ini untuk gas ideal:

     

atau dapat ditulis bahwa tekanan gas adalah:

 

P = n RT / V

 

Dimana:

P = tekanan gas (dalam satuan Pascal)

V = volume gas (dalam satuan m³)

n = jumlah molekul zat gas (dalam satuan mol)

R =  konstanta gas ideal

T = suhu mutlak gas (dalam satuan Kelvin)

 

Disini terlihat bahwa tekanan gas (P) berbanding lurus dengan jumlah molekul gas (n) dan suhu gas (T). Artinya, semakin tinggi jumlah molekul dan suhu gas, semakin tinggi pula tekanan gas.

 

Sebagai contoh, saat balon ditiup, jumlah molekul gas di balon tersebut meningkat. Hal ini karena adanya aliran udara dari orang yang meniup balon masuk ke dalam balon itu. Kenaikan jumlah molekul ini menyebabkan kenaikan gas di balon. Tekanan ini kemudian akan menekan balon hingga mengembang,

 Pada batas tertentu, pengembangan akibat tekanan balon ini melebihi batas elastisitas balon, yang menyebabkan balon meletus.

Fenomena serupa juga terjadi saat ban sepeda dipanaskan. Pemanasan akan menyebabkan suhu gas di dalam ban meningkat, tekanan gas juga meningkat, dan ban akan mengembang. Bila pengembangan melampaui batas elastisitas ban, ban juga akan meletus.

Teori Gas ideal

Gas Ideal adalah gas teoritis yang terdiri dari partikel-partikel titik yang bergerak secara acak dan tidak saling berinteraksi. Konsep gas ideal sangat berguna karena memenuhi hukum gas ideal, sebuah persamaan keadaan yang disederhanakan, sehingga dapat dianalisis dengan mekanika statistika. Pada kondisi normal seperti temperatur dan tekanan standar, kebanyakan gas nyata berperilaku seperti gas ideal. Banyak gas seperti nitrogen, oksigen, hidrogen, gas mulia dan karbon dioksida dapat diperlakukan seperti gas ideal dengan perbedaan yang masih dapat ditolerir. Secara umum, gas berperilaku seperti gas ideal pada temperatur tinggi dan tekanan rendah, karena kerja yang melawan gaya intermolekuler menjadi jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan energi kinetik partikel, dan ukuran molekul juga menjadi jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan ruangan kosong antar molekul. Model gas ideal tak dapat dipakai pada suhu rendah atau tekanan tinggi, karena gaya intermolekuler dan ukuran molekuler menjadi penting. Model gas ideal juga tak dapat dipakai pada gas-gas berat seperti refrigeran atau gas dengan gaya intermolekuler kuat, seperti uap air. Pada beberapa titik ketika suhu rendah dan tekanan tinggi, gas nyata akan menjalani fase transisi menjadi liquid atau solid. Model gas ideal tidak dapat menjelaskan atau memperbolehkan fase transisi. Hal ini dapat dijelaskan dengan persamaan keadaan yang lebih kompleks.

Hukum Boyle 

Pada tahun 1662, Robert Boyle mempelajari hubungan antara volume dan tekanan gas pada suhu konstan. Dia mengamati bahwa volume massa gas yang diberikan berbanding terbalik dengan tekanannya asalkan suhu tetap konstan.

Hukum Boyle, dipublikasikan pada tahun 1662, menyatakan bahwa, pada suhu konstan, produk dari tekanan dan volume massa tertentu dari gas ideal dalam sistem tertutup selalu konstan. Hukum ini dapat diverifikasi secara eksperimental menggunakan pengukur tekanan dan wadah volume variabel. Persamaan ini juga dapat berasal dari teori kinetik gas: jika wadah, dengan jumlah molekul tetap di dalam, berkurang volumenya, lebih banyak molekul akan menyerang area tertentu dari sisi wadah per satuan waktu, menyebabkan tekanan yang lebih besar. Pernyataan hukum Boyle adalah sebagai berikut:

Volume massa gas yang diberikan berbanding terbalik dengan tekanan ketika suhu konstan.

Konsepnya dapat diwakili dengan rumus:

${\displaystyle V\propto {\frac {1}{P}}}$, berarti "Volume berbanding lurus dengan 1 per Tekanan", atau

${\displaystyle P\propto {\frac {1}{V}}}$, berarti "Tekanan berbanding lurus dengan 1 per Volume", atau

${\displaystyle PV=k_{1}}$, atau 

${\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}\,}$

di mana P adalah tekanan, V adalah volume gas, dan k1 adalah konstanta dalam persamaan ini 

(yang tidak sama dengan konstanta kesebandingan pada persamaan lain)

.

Hukum Charles, atau hukum volume, ditemukan tahun 1787 oleh Jacques Charles. Hukum ini menyatakan bahwa, untuk massa tertentu dari gas ideal pada tekanan konstan, volume berbanding lurus dengan suhu absolut, dengan asumsi dalam sistem tertutup.
Pernyataan hukum Charles adalah sebagai berikut: volume (V) dari massa gas yang diberikan, pada tekanan konstan (Pa), berbanding lurus dengan suhu (K). Sebagai persamaan matematis, hukum Charles ditulis sebagai:
, atau
, atau
,
di mana V adalah volume gas, T adalah suhu absolut dan k₂ adalah konstanta kesebandingan (yang tidak sama dengan konstanta kesebandingan pada persamaan lain)

 Hukum Avogadro ditemukan oleh Amedeo Avogadro pada tahun 1811. Hukum Avogadro menyatakan bahwa volume yang ditempati oleh gas ideal berbanding lurus dengan jumlah molekul gas yang ada dalam wadah. Hal ini menghasilkan volume molar gas, yang pada STP (273.15 K, 1 atm) adalah sekitar 22.4 L. Hubungan ini dinyatakan oleh

${\displaystyle {\frac {V_{1}}{n_{1}}}={\frac {V_{2}}{n_{2}}}\,}$

di mana n sama dengan jumlah mol gas (atau banyaknya mol gas).

Persamaan gas ideal adalah persamaan keadaan suatu gas ideal. Persamaan ini merupakan pendekatan yang baik untuk karakteristik beberapa gas pada kondisi tertentu.
Persamaan ini diturunkan dari Hukum Boyle:  (pada n dan T konstan); Hukum Charles :  (pada P dan n konstan); dan Hukum Avogadro:  (pada P dan T konstan). Dengan menggabungkan ketiga hukum tersebut, maka menjadi  yang artinya .
Pada kondisi ideal,  ; maka, .

dengan P adalah tekanan mutlak pada gas, V adalah volume, n adalah jumlah partikel pada gas (dalam mol), T adalah temperatur dalam satuan kelvin, dan R adalah konstanta gas ideal, yaitu 0,08205 L atm mol-1 K-1. Persamaan gas ideal bermanfaat terutama dalam stoikiometri gas.