Sejumlah gas ideal bertekanan P dipanaskan dari suhu 27°C menjadi 54°C. jika volumenya naik menjadi dua kali volume semula tekanan akan menjadi...

Sejumlah gas ideal bertekanan P dipanaskan dari suhu 27°C menjadi 54°C. Jika volumenya naik menjadi dua kali volume semula maka tekanan akan menjadi...

Jawaban

Pendahuluan

A. HUKUM GAS DAN TEMPERATUR MUTLAK

Setiap benda tersusun dari partikel-partikel sangat kecil (berupa atom atau molekul) yang dalam keadaan bergerak, yakni bervibrasi, berotasi, atau bertranslasi. Efek yang ditimbulkan oleh gerakan partikel-partikel penyusun benda, interaksi antara sesama partikel, dan antara partikel lainnya juga lingkungannya secara keseluruhan tampak sebagai tekanan (p), Suhu (T) dan Volume (V) benda.

1. VOLUME DAN TEKANAN GAS

Robert Boyle (1627 - 1691) menyatakan bahwa volume (V) dari suatu gas berbanding terbalik dengan tekanan (p) dari gas, pada temperatur konstan.  

V ≈ 1 / p    dimana   (T = konstan)

secara matematis dapat ditulis sebagai :

p.V = konstan,  dimana (T = konstan)

sehingga diperoleh :

p1. V1 = p2. V2

2. VOLUME DAN SUHU GAS

Jacques Charles (1746 - 1823) menyatakan bahwa volume (V) gas akan bertambah dengan kelajuan konstan jika temperatur (T) dinaikkan, pada tekanan konstan.

Secara matematis dapat ditulis sebagai :

V ≈ T  dimana (P = konstan)

sehingga diperoleh :

V1 / T1 = V2 / T2

3. TEKANAN DAN SUHU GAS

Gay - Lussac (1778 - 1850) menyatakan bahwa tekanan (p) gas sebanding dengan temperaturnya (T), pada volume konstan.

Secara matematis dituliskan sebagai :

p ≈ T dimana (V = konstan)

sehingga diperoleh :

p1 / T1 = p2 / T2

B. HUKUM GAS IDEAL

1. PERSAMAAN KEADAAN GAS IDEAL

Hukum gas Boyle, Charles dan Gay - Lussac dapat dinyatakan dalam bentuk, jumlah gas yang terdapat dalam ruangan tertutup dapat ditentukan sebagai jumlah mol (n) yang jumlahnya tetap.

Dengan demikian persamaan gas ideal dapat ditulis sebagai :

p.V = n.R.T

dimana :

n = jumlah mol

R = konstanta gas universal (8,315 J/mol K atau 0,082 L.atm/mol.K atau 1,99 kalori/mol.K)

2. PERSAMAAN PERUBAHAN GAS

Persamaan keadaan gas ini bila berubah bentuk dari satu keadaan ke keadaan yang lain bisa berupa :

(p1.V1) / T1 = (p2.V2) / T2

C. HUKUM GAS IDEAL BENTUK MOLEKULAR MOMENTUM

1. JUMLAH MOLEKUL GAS

Amedeo Avodro (1776 - 1856) menyatakan hipotesis bahwa :

"Volume yang sama dari gas, pada tekanan dan temperatur yang sama mengandung jumlah molekul yang sama"

Banyaknya molekul gas dalam satu mol disebut bilangan Avogadro, NA

NA = 6,02 x 10²³ molekul / mol

2. PERSAMAAN KEADAAN MOLEKULAR

Katakanlah jumlah total molekul gas adalah N, jumlah mol gas (n) dapat ditulis sebagai :

n = N / NA

dengan demikian persamaan gas ideal dapat ditulis sebagai :

P.V = n.R.T = (N / NA).R.T

P.V = N.k.T

dengan :

k = R/NA = 1,38 x 10⁻²³ J/K disebut konstanta Boltzman

Pembahasan

Diketahui :

Tekanan awal gas, P1 = P

Suhu awal gas, T1 = 27°C = (27 + 273) = 300 K

Suhu akhir, T2 = 54°C = (54 + 273) = 327 K

Voluem awal, V1 = V

kemudian volume berubah naik menjadi dua kali semula, V2 = 2.V1 = 2V

Tanya :

Tekanan akhir gas menjadi, P2 = __?

Jawab :

Gunakan rumus perubahan keadaan Gas

(P1.V1) / T1 = (P2.V2) / T2

(P.V) / 300 = (P2.2V) / 327

(P) / 300 = (2. P2) / 327

P / 100 = (2. P2) / 109

P. 109 = 100 (2. P2)

109.P = 200. P2

P2 = (109 / 200). P

P2 = 0,545.P

Kesimpulan

Jadi besar tekanan gas turun menjadi 0,545 kali semula atau 0,545.P

-----------------------------

Detil Jawaban

Kelas : 11 SMA

Mapel : Fisika

Bab : Teori Kinetik Gas

Kode : 11.6.6

Kata Kunci : Tekanan, Volume, Suhu, Gas Ideal