Apa itu gas ideal ??

Gas Ideal

Definisi mikroskopik  gas ideal :

a.         Suatu gas yang terdiri dari partikel-partikel yang dinamakan molekul.

b.        Molekul-molekul bergerak secara serampangan dan memenuhi hukum-hukum gerak Newton.

c.         Jumlah seluruh molekul adalah besar

d.        Volume molekuladalah pecahan kecil yang dapat diabaikan dari volume yang ditempati oleh gas tersebut.

e.         Tidak ada gaya yang cukup besar yang beraksi pada molekul tersebut kecuali selama tumbukan.

f.         Tumbukannya eleastik (sempurna) dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat.

Jumlah gas di dalam suatu volume tertentu biasanya dinyatakan dalam mol. Misalkan suatu gas ideal ditempatkan dalam suatu wadah (container) yang berbentuk silinder

Ø Hukum Boyle : Bila gas dijaga dalam temperatur konstan, tekanannya ber-banding terbalik dengan volume.

Ø Hukum Charles & Gay-Lussac : Jika tekanan gas dijaga konstan, volume berbanding lurus dengan temperatur.

Kesimpulan tersebut dapat dirangkaum sebagai persamaan keadaan gas ideal :

PV = nRT                               (2.1)

R : konstanta gas universal

   = 8,31 J/mol .K

   = 0,0821 Lt . atm/mol.K

2. Kalor Jenis Gas Ideal

            Secara mikroskopis, temperatur dari gas dapat diukur dari tenaga kinetik translasi rata-rata dari molekul gas tersebut, Untuk molekul yang terdiri satu atom, momoatomik, seperti He, Ne, gas mulia yang lain, tenaga yang diterimanya seluruhnya digunakan untuk menaikkan tenaga kinetik translasinya,oleh karena itu total tenaga internalnya :

                                                U = 3/2 NkT = 3/2 nRT                 

Tampak bahwa U hanya merupakan fungsi T saja.

Untuk suatu proses volume konstan (i -> f ), usaha yang diakukan gas :

 W = P  dV = 0, maka menurut hukum pertama termodinamika,

                                                Q = DU = 3/2 n R DT                                              (2.3)

                                                n cv DT = 3/2 n R DT

                                                 cv = 3/2 R

Seluruh kalor yang diterimanya, digunakan untuk menaikkan tenaga internal sistem. Cv adalah kalor jenis molar gas untuk volume konstan.

Untuk suatu proses volume konstan (i -> f’ ), usaha yang dilakukan gas W = P dV = P DV, maka menurut hukum pertama termodinamika

                                                     DU = Q – W                                                        

                                                      = n cp DT - P DV

Karena kedua proses tersebut mempunyai temperatur awal dan akhir yang sama maka DU kedua proses sama.

                                                n cv DT = n cp DT - P DV

Dari PV = nRT diperoleh P DV = n R DT , maka

                                    n cv DT = n cp DT - n R  DT          

                                     cp  -  cv  =  R                                                                       

Karena cv = 3/2 R, maka  cp = 5/2 R, perbandingan antara kuantitas tersebut

                        g = cp / cv  = 5/3

Untuk gas diatomik dan poliatomik dapat diperoleh dengan cara yang sama :

                        gas diatomik  ( U = 5/2 nRT) : g = 7/5

                        gas poliatomik (U = 3 nRT) : g = 4/3