KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas limpahan rahmat dan karunia Nya,sehingga
kami
dapat
menyelesaikan
makalah
tugas
kelompok
mata
kuliah
Termodinamika yang berjudul “Persamaan Keadaan Gas Ideal”. Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas Mata kuliah Termodinamika dan sebagai asahan pengetahuan mahasiswa. Makalah ini disusun dari berbagai referensi yang terkait dengan Termodinamika seperti situs internet dan buku. Ucapan terimakasih kepada dosen pengampu dan juga kepada teman-teman yang terkait dalam penyusunan makalah ini. Kami menyadari dalam pembuatan makalah ini masih banyak kekurangan baik dari segi isi is i ataupun struktur penyusunan makalahnya. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk pembuatan makalah selanjutnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan,September 2016 Tim Penyusun
i
Daftar Isi
Kata Pengantar ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ........................... .....
i
Daftar Isi ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................ ...................................... ................
ii
Bab 1
Bab II
Pendahuluan 1.1 Latar Belakang .......................................... ................................................................ ............................................ ............................... .........
1
1.2 Tujuan Penulisan .......................................... ................................................................ ............................................ ........................... .....
1
1.3 Rumusan Masalah.......................................................................................... Masalah..........................................................................................
1
Pembahasan 2.1 Teori Kinetik Gas ......................................... ............................................................... ............................................ ............................... .........
2
2.2 Karakteristik Umum Gas............................................. Gas.................................................................... ...................................... ...............
3
2.3 Sifat Gas Ideal .......................................... ................................................................. ............................................. .................................. ............
3
2.4 Perubahan Gas Ideal............................................. ................................................................... ............................................ ........................
4
2.5 Persamaan Gas Ideal ............................................ .................................................................. ............................................ ........................
4
Bab III Penutup 3.1 Kesimpulan ........................................... .................................................................. ............................................. .................................. ............
8
Daftar Pustaka .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ ............................... .........
9
ii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Teori kinetik adalah teori yang menjelaskan perilaku sistem – sistem sistem fisis dengan menganggap bahwa sistem-sistem fisis tersebut terdiri atas sejumlah besar molekul yang bergerak sangat cepat. . Gas, sebagai salah satu sifat dan bentuk alam, memiliki karakteristik yang khas. Berbeda dengan bentuk zat z at lainnya, karakteristik karakteris tik gas sangat s angat erat kaitannya dengan tekanan, temperatur dan volume. Beberapa teori dan hukum yang sangat mempengaruhi dalam pemahaman sifat gas yang diantaranya adalah teori kinetik gas dan hukum termodinamik termodinamika. a. Teori kinetik zat membicarakan membicar akan sifat zat dipandang dari sudut momentum. Peninjauan teori ini bukan pada kelakuan sebuah partikel, tetapi diutamakan pada sifat sif at z at seca s ecara ra kese k eseluru luruhan han sebagai seb agai hasil has il rata rat a -rata -ra ta kelakuan kela kuan partike part ikell-part partikel ikel . Teori kinetik zat membicarakan sifat zat dipandang dari sudut momentum. Peninjauan teori ini bukan pada kelakuan sebuah partikel, tetapi diutamakan pada sifat zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel-partikel zat tersebut. Berdasarkan latar belakang diatas, untuk memahami lebih lanjut tentang sifatsifat gas dan hukum yang mendasarinya, maka penulis menulis makalah ini. 1.2 Rumusan Masalah Beberapa yang menjadi topik sentral permasalahan dalam makalah ini yang akan dibahas adalah: 1.2.1 Apakah yang dimaksud dengan gas ideal ? 1.2.2 bagaimana sifat gas ideal? 1.2.3 Bagaimana perubahan gas ideal? 1.2.4 Bagaimana persamaan gas ideal? 1.3 Tujuan Tujuan pembahasan makalah ini adalah: 1.3.1 Mengetahui apakah gas ideal itu 1.3.2 Mengetahui sifat gas ideal 1.3.3 Mengetahui perubahan gas ideal 1.3.4 Mengetahui persamaan gas ideal
1
BAB 1 PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Pengertian Teori Kinetik Ki netik Gas
Teori
kinetik adalah
teori
yang yang
menjelaskan
perilaku
system-sistem
fisis
denganmenganggap bahwa sejumlah besar molekul yang bergerak sangat cepat. Teori kinetik gas tidak mengutamakan kelakuan sebuah partikel , tetapi meninjau sifat zat secara keseluruhan berbagai hasil rata-rata kelakuan partikel tersebut. Teori Kinetik gas menjelaskan sifat-sifat makroscopik gas, seperti tekanan, suhu, atau volume, dengan memperhatikan komposisi molekular mereka dan gerakannya. Intinya, teori ini menyatakan bahwa tekanan tidaklah disebabkan oleh gerakan vibrasi di antara molekulmolekul, seperti yang diduga Isaac Newton, melainkan disebabkan oleh tumbukan antarmolekul yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda. Teori Kinetik dikenal pula sebagai Teori Kinetik-Molekular atau Kinetik-Molekular atau Teori Tumbukan atau Teori Kinetik pada Gas. Dengan demikian, teroi kinetika gas membahas sifat-sifat gas yang berhubungan dengan gerakan translasi dari atom dan molekul dalam bentuk gas, serta menguji bagaimana sifat-sifat si fat-sifat gas tersebut dapat dibahas berdasarkan pada gerakan translasi yang bebas dan kontinyu dari komponen-komponennya. Untuk dapat membahas sifat-sifat gas dengan lebih sempurna, maka dalam teori kinetika gas digunakan pendekatan gas ideal. Pengertian gas ideal merupakan kumpulan dari partikel-partikel suatu zat yang jaraknya cukup jauh dibandingkan dengan ukuran partikelnya. Partikel-partikel itu selalu bergerak secara acak ke segala arah. Pada saat partikel-partikel partikel-partikel gas ideal itu bertumbukan antar partikel atau dengan dinding akan terjadi tumbukan lenting sempurna sehingga tidak terjadi kehilangan energi.Persamaan energi.Persamaan keadaan gas ideal adalah hukum adalah hukum gas ideal
PV=nRT Hukum ideal gas adalah lanjutan dari hukum gas yang ditemukan secara percobaan. Fluida percobaan. Fluida nyata pada densitas rendah dan temperatur tinggi hampir mengikuti hukum gas ideal. Namun, pada temperatur rendah atau densitas tinggi, fluida nyata mengalami penyimpangan jauh dari sifat gas ideal, terutama,karena terkondensasi terutama,karena terkondensasi menjadi liquid atau terdeposisi menjadi padat
2
2.2 Karakteristik Umum Gas 1.Gas dapat mengembang untuk mengisi seluruh ruangan yang ditempatinya. 2.Gas sangat mudah dimampatkan dengan memberikan tekanan. 3.Gas dapat berdifusi dengan cepat membentuk campuran homogen. homogen. 4.Gas memberikan tekanan ke segala arah. 5.Jika gas dipanaskan maka tekanan akan meningkat, akibatnya volume volume juga meningkat. 6.Gas terdiri atas partikel-partikel dalam jumlah yang yang besar sekali, yang yang senantias bergerak
dengan arah sembarang dan tersebar merata dalam ruang yang kecil. 7.Jarak antara partikel gas jauh lebih besar daripada ukuran partikel, sehingga ukuran partikel gas dapat diabaikan. 8.Tumbukan antara partikel-partikel gas dan antara partikel dengan dinding tempatnya adalah elastis sempurna
2.3 Sifat Gas Ideal Suatu gas dikatakan ideal jika memenuhi kriteria sebagai berikut:
1.Suatu gas terdiri atas partikel-partikel yang disebut molekul. Setiap molekul identik (sama) sehingga tidak dapat dibedakan dengan molekul la innya. 2.Molekul-molekul gas ideal bergerak secara acak ke segala arah. 3.Molekul-molekul gas ideal tersebar merata di seluruh bagian. 4.Jarak antara molekul gas jauh lebih besar daripada ukuran molekulnya. 5.Tidak ada gaya interaksi antarmolekul; kecuali jika antarmolekul saling bertumbukan atau terjadi tumbukan antara molekul dengan dinding. 6.Semua tumbukan yang terjadi baik antarmolekul maupun antara molekul dengan dinding merupakan tumbukan lenting sempurna dan terjadi pada waktu yang sangat singkat (molekul dapat dipandang seperti bola keras yang licin). 7.Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku pada molekul gas ideal.
3
2.4 Perubahan keadaan gas ideal
Pada gas ideal terdapat empat macam perubahan per ubahan keadaan istimewa yaitu 1. Proses isotermik Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan perubahan di dalam sistem tersebut. proses ini dinamakan proses isotermik karena berlangsung ber langsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan huku m I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W). 2. Proses isokorik Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV. QV = ∆U 3. Proses Isobarik Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp. Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan QV =∆U Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai W = Qp – Qp – QV QV Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (QV).
2.5 Persamaan Gas Ideal HukumHukum-hukum gas ideal diantaranya Hukum boyle, Hukum Charles, Hukum Gay lussac. Teori kinetik
gas memberikan jembatan antara tinjauan gas secara mikroskopik dan makrokospik. Hukum-hukum gas seperti hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac, menunjukkan hubungan antara besaran-besaran makrokospik dari berbagai macam proses serta perumusannya. Kata kinetik berasal dari adanya anggapan bahwa molekul-molekul gas selalu bergerak. 4
1.Hukum Boyle
Hukum Boyle dikemukakan oleh fisikawan Inggris yang bernama Robert Boyle. Hasil percobaan Boyle menyatakan bahwa apabila suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya. Untuk gas yang berada dalam dua keadaan keseimbangan yang berbeda pada suhu konstan, diperoleh persamaan sebagai berikut. p1V 1 = p2V 2 Keterangan: P1:Tekanan gas pada keadaan 1(N/m 2) P2:Tekanan gas pada keadaan 2 (N/m 2) V1:Volume gas pada keadaan 1 (N/m 2) V2:Volume gas pada keadaan 2 (N/m 2)
Grafik hubungan volume dan tekanan gas pada suhu konstan (isotermal). 2.Hukum Charles
Hukum Charles dikemukakan oleh fisikawan Prancis bernama Jacques Charles. Charles menyatakan bahwa jika tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Untuk gas yang berada dalam dua keadaan seimbang yang berbeda pada tekanan konstan, diperoleh persamaan sebagai berikut.
Keterangan: V1:Volume gas pada keadaan 1 (N/m 2)
5
V2:Volume gas pada keadaan 2 (N/m 2) T1:Suhu pada gas 1 (K) T2:Suhu pada gas 2 (K)
Grafik hubungan volume dan suhu gas pada tekanan konstan (isobarik ) 3.Hukum Gay Lussac
Hukum Gay Lussac dikemukakan oleh kimiawan Perancis bernama Joseph Gay Iussac. Gay Lussac menyatakan bahwa jika volume gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Untuk gas yang berada dalam dua keadaan seimbang yang berbeda pada volume konstan, diperoleh persamaan sebagai berikut.
Keterangan: P1:Tekanan gas pada keadaan 1(N/m 2) P2:Tekanan gas pada keadaan 2 (N/m 2) T1:Suhu pada gas 1 (K) T2:Suhu pada gas 2 (K)
6
Grafik hubungan tekanan dan suhu gas pada volume konstan (isokhorik ) 4.Hukum Boyle-Gay Lussac
Apabila hukum Boyle, hukum Charles, dan hukum Gay Lussac digabungkan, maka diperoleh persamaan sebagai berikut.
Persamaan di atas disebut hukum Boyle-Gay Lussac. Kita telah mempelajari hukum-hukum tentang gas, yaitu hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac. Namun, dalam setiap penyelesaian soal biasanya menggunakan hukum Boyle-Gay Lussac. Hal ini disebabkan hukum ini merupakan gabungan setiap kondisi yang berlaku pada hukum-hukum gas ideal.
7
BAB II PENUTUP 1.Kesimpulan
1.Gas ideal merupakan kumpulan dari partikel-partikel suatu zat yang jaraknya cukup jauh dibandingkan dengan ukuran partikelnya. Partikel-partikel itu selalu bergerak secara acak ke segala arah. 2. Suatu gas dikatakan ideal jika memenuhi kriteria sebagai berikut:.Suatu gas terdiri atas
partikel-partikel yang disebut molekul. Setiap molekul identik (sama) sehingga tidak dapat dibedakan dengan molekul lainnya.Molekul-molekul gas ideal bergerak secara acak ke segala arah..Molekul-molekul gas ideal tersebar merata di seluruh bagian.Jarak antara molekul gas jauh lebih besar daripada ukuran molekulnya.Tidak ada gaya interaksi antarmolekul; kecuali jika antarmolekul saling bertumbukan atau terjadi tumbukan antara molekul dengan dinding..Semua tumbukan yang terjadi baik antarmolekul maupun antara molekul dengan dinding merupakan tumbukan lenting sempurna dan terjadi pada waktu yang sangat singkat (molekul dapat dipandang seperti bola keras yang licin).Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku pada molekul gas ideal. 3.Pada gas ideal terdapat empat macam perubahan keadaan ist imewa yaitu Proses isotermik yaitu berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0), 0), Proses isokorik berlangsung dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan .
Proses Isobarik berlangsung dalam tekanan konstan, gas melakukan
usaha (W = p∆V). p∆V). Hukum-hukum gas ideal diantaranya Hukum boyle, 4. Persamaan gas ideal dapat ditinjau dari Hukum-
Hukum Charles, Hukum Gay lussac dan Hukum boyle-Gay lussac
8
DAFTAR PUSTAKA Bahl, Arun dkk. 1999. Essentials Of Physical Chemistry. Chandigarh Chemistry. Chandigarh : S.Chand Keenan,W,K;Klienfelter,D.C;dan
Wood,j.H,1989,
Kimia
Untuk
Universitas
(terjemahan:A.Hadyana.P,jilid 1) Jakarta: Penerbit Erlangga , hal. 150-244
Siswanto ,2007, kempetensi Fisika, Fisika , Yogyakarta:Citra Aji parama. Sukardjo, 2002, Kimia 2002, Kimia Fisika, Fisika, Jakarta: Rineka Cipta.
9
