Cara Cepat Fisika SMA dan SMP

PERSAMAAN UMUM GAS IDEAL

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. (https://id.wikipedia.org/wiki/gas_ideal).

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.

Sifat-Sifat Gas Ideal

  • Berlaku hukum Newton tentang gerak
  • Partikel gas selalu bergerak secara acak atau sembarangan.
  • Tidak ada gaya tarik menarik/interaksi antarmolekul.
  • Ukuran molekul gas dapat diabaikan terhadap ukuran ukuran ruangan tempat gas berada.
  • partikel gas terdistribusi merata dalam ruangan.
  • Tumbukan antar partikel bersifat lenting sempurna.

PERSAMAAN UMUM GAS IDEAL

Dirumuskan sebagai berikut:
$\displaystyle P V = n R T = N k T$
Keterangan:
P = tekanan gas ideal (N/m2)
V = volume gas ideal(m3)
N = jumlah molekul zat
n = jumlah mol
k = konstanta Boltzmann(dimana k = 1,38 x 10-23J/K)
R = konsanta gas umum (dimana R=8,31J/Mol K)
T = suhu gas ideal (K)

Hukum-hukum tentang Gas

ISOTERMIK

Adalah Proses pada SUHU TETAP (Isoterik) sehingga perkalian tekanan dan volume selalu tetap.
$\displaystyle P_{1}.V_{1} = P_{2}.V_{2}$

ISOBAR

Adalah Proses pada TEKANAN TETAP (isobar) sehingga hasil bagi volume terhadap suhu akan selalu bernilai tetap.
$\displaystyle \frac{V_{1}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{T_{2}}$

ISOKHORIK

Adalah Proses pada VOLUME TETAP (isokhorik = isovolum) sehingga hasil bagi tekanan terhadap suhu akan selalu bernilai tetap.
$\displaystyle \frac{P_{1}}{T_{1}} = \frac{P_{2}}{T_{2}}$

HUKUM BOYLE - GAY LUSSAC

Adalah Proses pada suhu, tekanan dan volune berubah, sehingga hasil kali tekanan dengan volume bagi suhu akan selalu bernilai tetap.
$\displaystyle \frac{P_{1}.V_{1}}{T_{1}} = \frac{P_{2}.V_{2}}{T_{2}}$

Energi kinetik

$\displaystyle \small V_{rms}=\sqrt{\frac{3kT}{m}}$
Tekanan gas Suhu gas Kecepatan efektif
Keterangan:
N = jumlah partikel zat
EK = energi kinetik rata-rata(J)
M0 = massa partikel gas (kg)
Mr = massa molekul relatif (kg/mol)
ρ = massa jenis gas ideal(kg/m3)
k = konstanta Boltzmann(dimana k = 1,38 x 10-23J/K)
R = konsanta gas umum (dimana R=8,31J/Mol K)
T = suhu (Kelvin)

Energi Dalam

Yaitu energi kinetik partikel gas yang terdapat di dalam suatu ruang tertutup  
U = N.Ek = Nf(½ KT)
Keterangan:
f = derajat kebebasan
Gas monoatomic(f=3 seperti He , Ne, dan Ar)
Gas diatomi seperti H2,O2,N2
Suhu rendah (T = ±250k ), f=3
Suhu rendah (T = ±500k), f=5
Suhu tinggi (T= ± 1000 k ), f=7

CONTOH SOAL & PEMBAHASAN

01. Suatu gas ideal berada dalam suatu bejana tertutup dengan tekanan P, volume V,dan suhu T. Jika suatu saat suhu diubah menjadi 2T dan volumenya menjadi 3/2 V maka perbandingan tekanan awal (P2) setelah V dan T diubah adalah…
  1. 1:3
  2. 1:2
  3. 2:3
  4. 3:4
  5. 4:3
02. Dalam wadah tertutup terdapat 2 liter gas pada suhu 27oC dan bertekanan 2 atm. Jika tekanan ditambah 2 atm pada kondisi isokhorik maka suhu gas menjadi….
  1. 600 oC
  2. 450 oC
  3. 327 oC
  4. 300 oC
  5. 54 oC
03. Tekanan suatu gas ideal dalam suatu tabung dilipat duakan dengan volume dipertahankan tetap. Jika gas dianggap bersifat ideal maka perbandingan kelajuan rms (Vrms)keadaan awal dan keadaan akhir adalah ….
  1. 4
  2. 2
  3. 1/√2
  4. √2
  5. 1/2
04. Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan sebagai Ek=3/2kT, T menyatakan suhu mutlak dan E menyatakan energi kinetik rata-rata molekul gas. Berdasarkan persamaan di atas….
  1. Makin tinggi suhu gas, energi kinetiknya makin kecil
  2. Makin tinggi suhu gas, gerak partikel gas makin lambat
  3. Makin tinggi suhu gas, gerak partikel makin cepat
  4. Suhu gas berbanding terbalik dengan energi kinetik gas
  5. Suhu gas tidak mempengaruhi gerak partikel gas
05. Suhu gas nitrogen pada saat kelajuan rms-nya (root mean square) sama dengan v1 adalah 300 K jika kelajuan rms gas nitrogen diperbersar menjadi dua kali dari v1 maka suhu gas nitrogen tersebut berubah menjadi ……….
  1. 425 K
  2. 600 K
  3. 1.146 K
  4. 1.200 K
  5. 2. 292 K
06. Sejumlah gas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan secara isokhorik sehingga suhunya naik menjadi 4 kali suhu semula. Energi kinetik rata-rata molekul gas ideal menjadi…
  1. ¼ kali semula
  2. ½ kali semula
  3. Sama dengan semula
  4. 2 kali semula
  5. 4 kali semula
07. Suatu gas ideal dengan tekanan P volume V dalam ruangan tertutup. Jika tekanan gas dalam ruangan tersebut diturunkan menjadi ¼ kali semula pada volume tetap maka perbandingan energi kinetik sebelum dan sesudah penurunan tekanan adalah ….
  1. 1 : 4
  2. 1 : 2
  3. 2 : 1
  4. 4 : 1
  5. 5 : 1
08. Banyaknya partikel gas argon di dalam tabung pada suhu C dan tekanan 1 atm (1 atm Pa) adalah 7,2 x 1022 partikel. Jika konstanta gas umum = 8,314 Jmol-1 dan banyaknya partikel dalam K-1 mol gas No=6,02x1023 partikel maka volume gas argon adalah …
  1. 2.983,1 liter
  2. 1.964,2 liter
  3. 298,3 liter
  4. 196,4 liter
  5. 94,2 liter

Terimakasih telah mempelajari:" PERSAMAAN UMUM GAS IDEAL " Silahkan Pelajari Artikel kami berikutnya.....

POST TERBARU