Sifat Dan Hukum Gas
Nama Kelompok
1.
Zaimatul Hasanah 210603110069
2.
Vinanda Virlya Zahra 210603110079
3. Hoirul Anam 18630025
SIFAT-SIFAT DAN HUKUM GAS
Link YouTube : https://youtu.be/Gc3goY56OSQ
(Karena pada akun youtube kimia c sudah penuh dan tidak dapat mengupload video lagi)
Semua gas memiliki sifat umum yang sama diantaranya :
·
Gas bersifat transparan
·
Gas dapat ditekan dengan tekanan luar
·
Volume gas sama
dengan volume wadah yang ditempatinya
·
Gas dapat bergerak ke segara arah
·
Gas dapat bercampur sempurna dengan gas lain
·
Gas dapat dijelaskan dengan parameter suhu dan
tekanannya11
Untuk menentukan sifat fisik gas dapat diketahui oleh 4
variabel yaitu
·
Volume (V)
·
Mol (n)
·
Tekanan (P)
·
Temperatur (T)
Antara keempat parameter tersebut terdapat hubungannya
yang disebut sebagai suatu fungsi volum yang dirumuskan dengan
V = V (T,P,n)
Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa volume gas dapat berubah akibat adanya
perubahan parameter temperatur, tekanan dan juga jumlah (mol) dari gas
tersebut.
Perubahan
volume total gas yang terjadi akibat akibat adanya perubahan parameter dapat
diketahui apabila semua kuosien telah diketahui.Oleh karena itu, pengetahuan
tentang kuosien-kuosien tersebut sangat diperlukan. Dari nilai-nilai kuosien
yang diketahui, hubungan antara parameterparameter gas seperti telah diuraikan,
membentuk suatu persamaan yang disebut persamaan keadaan gas. Untuk gas ideal
biasa disebut persamaan keadaan gas ideal. Selain itu, dikenal juga
persamaan-persamaan keadaan gas nyata, dalam bentuk persamaan van der Waals,
Berthelot, Redlich-Kwong, virial.
Pengertian Gas
Ideal
Gas ideal adalah sekumpulan partikel yang bergerak secara
acak, tidak saling berinteraksi satu sama lain dan jarak partikelnya sangat
berjauhan sedangkan Gas nyata berbanding
terbalik dengan gas ideal, gas nyata menjelaskan karaktristik yang tidak dapat
dijelaskan dengan gas ideal.
Konsep Gas Ideal
Keterangan:
- n =
Jumlah zat (mol)
- m = Massa zat (g atau kg)
- Mr =
Massa molekul relatif (g/mol atau kg/mol)
- N =
Jumlah partikel
- NA = Bilangan Avogadro (6,022.1023 partikel/mol)
Persamaan Gas
Ideal
Gas ideal mempunyai beberapa persamaan
umum yang perlu kamu ketahui, yaitu:
Keterangan:
- P = Tekanan gas (Pa);
- Mr = Massa molekul relatif (kg/mol);
- V = Volume gas (m3);
- Na =
Bilangan Avogadro = 6,02 × 1023 partikel/mol
- m = Massa 1 partikel gas (kg);
- R = Tetapan gas ideal (8,314 × 103 J/kmol.K;
- k = Konstanta Boltzman (1,38 × 10-23 J/K);
- N = Jumlah partikel gas;
- n = Jumlah mol (mol);
- ρ = Massa jenis gas (kg/m3); dan
- T = Suhu gas (K).
Pengertian Gas Nyata
Gas nyata adalah gas yang tidak berperilaku sebagai gas ideal karena
interaksi antar molekulgas . Gas nyata juga dikenal sebagai gas nonideal karena
perilaku gas nyata hanya didekati oleh hukum gas ideal .
Perbedaan Gas nyata dan Gas Ideal
HUKUM – HUKUM GAS
Hukum - hukum gas merupakan hukum yang
mencakup tentang gas, dalam ilmu fisika ada beberapa hukum-hukum gas yang
sering digunakan. Diantaranya adalah Hukum Boyle, Hukum Charles, Hukum Gay –
Lussac, Hukum Avogadro, dan beberapa hukum gas ideal lainnya
Hukum mengenai gas dikembangkan oleh para
ilmuwan pada akhir abad ke 18. Dan para ilmuwan mulai menyadari bahwa hubungan
antara volume, suhu dan juga tekanan dari sampel gas yang dapat diperoleh
menjadi dasar bagi pendekatan untuk semua gas, dan gas berperilaku dengan cara
yang sama.
Macam – macam hukum gas :
A.
Hukum Boyle
Hukum Boyle di
kemukakan pertama kali di tahun 1662, oleh seorang ilmuwan fisika bernama
Robert Boyle. Dengan memakai pengukur tekanan dan wadah volume variabel, hukum
tersebut dapat di verifikasi dengan cara eksperimental.
Dalam volume gas, terdapat suatu ruang
tertutup yang sangat bergantung pada tekanan dan juga suhunya. Apabila suhu
tersebut dijaga secara konstan, Maka tekanan yang diberikan itu akan
memperkecil volumenya, dan hubungan tersebut dikenal sebagai dengan Hukum
Boyle yang dinyatakan sebagai berikut.
“Apabila suhu gas yang berada didalam ruang yang tertutup
tersebut dijaga secara konstan. Maka pada tekanan gas tersebut akan berbanding
terbalik dengan volumenya”
Hukum Boyle diberi nama sesuai dengan penemunya yaitu Robbert Boyle. Hukum Boyle dapat dituliskam secara matematis menggunakan
rumus berikut :
P.V = Konstan
Rumus diatas berlaku untuk gas yang kondisinya
berbeda, tetapi dalam suhu yang sama, persamaan volume dan tekanannya dapat di
tuliskan sebagai berikut :
P1. V1
= P2.V2
Dengan keterangan :
P1 : Tekanan gas keadaan 1 (Pa)
P2 : Tekanan gas keadaan 2 (Pa)
V1 : Volume gas keadaan 1 (m3)
V2 : Voulem gas keadaan 2 (m3)
Dalam kehidupan sehari – hari, hukum Boyle juga terlibat diantaranya :
1.
Pernapasan
Selama respirasi, paru-paru kita memanfaatkan
hukum Boyle. Saat menghirup, paru-paru dipenuhi udara, oleh karena itu mereka
berkembang. Volume meningkat karenanya, level tekanan turun. Demikian pula,
ketika paru-paru mengeluarkan udara, paru-paru mengecil, oleh karena itu,
volume berkurang dan tekanan meningkat. Perubahan
tekanan dan volume bersifat sesaat dan berkala
2.
Mengembangnya ban
Ban kempes
tidak memiliki bentuk dan kekuatan yang tepat, sehingga menyulitkan kendaraan
untuk bergerak dengan benar. Ketika udara ditekan ke yang ban kempes dengan
bantuan pompa udara, molekul udara menjadi padat. Semakin banyak molekul udara
yang ada di ban, semakin besar tekanan yang diberikan pada dinding ban. Oleh
karena itu, menggembungkan ban kempes adalah contoh lain dari hukum Boyle dalam
kehidupan nyata.
3. Botol soda
Botol soda
berisi campuran karbondioksida dan minuman adalah salah satu contoh yang
mendemontrasikan hukum Boylr. Jika kaleng atau botol soda tertutup rapat, sulit
untuk dikompres. Dalam hal ini karena molekul udara yang ada di dalam wadah
dikemas dengan rapat dan tidak memiliki ruang untuk bergerak. Dan pada saat
kaleng atau botol dibuka, beberapa molekul akan keluar. Dengan demikian,
memberikan ruang untuk pergerakan melekul udara dan memungkinkan botol untuk
dikompresi. Dalam hal ini, perubahan tekanan sesuai perubahan volume dapat
diamati dengan jelas.
4.
Prinsip kerja
pada jarum suntik.
Jarum suntik
adalah peralatan medis yang digunakan untuk memasukkan atau mengeluarkan
cairan. Ini terdiri dari silinder untuk menampung fluida dan pendorong untuk
memberikan tekanan. Saat plunger ditekan, volume fluida berkurang. Dengan
demikian, tekanan akan meningkat. Begitu pula saat menarik plunger, volume
dinaikkan dan tekanan dikurangi. Oleh karena itu, cara kerja jarum suntik
bergantung pada hukum boyle
5.
Cat
semprot
Cat semprot
bekerja berdasarkan hukum Boyle. Sejumlah besar tekanan diberikan oleh molekul
cat pada badan kaleng tempat zat itu berada. Saat bagian atas kaleng ditekan,
volume di dalam kaleng berkurang dan cat dibuang dengan tekanan besar. Karena
tekanan memiliki hubungan terbalik dengan volume, hukum Boyle dapat diamati
dalam hal ini.
6. Pakaian luar
angkasa
Ruang angkasa tidak
terdiri dari udara atau atmosfer. Ini memiliki tekanan nol karena terdiri dari
ruang hampa. Sesuai hukum Boyle, ketika gas bertekanan memasuki wilayah vakum,
ia akan mengembang tanpa batas. Inilah alasan mengapa para astronot mengenakan
pakaian antariksa yang dirancang khusus. Jika pakaian antariksa astronot
tersebut pecah, darah dan cairan tubuh mulai mendidih dan astronot tersebut
terluka parah.
7. Scuba Diving
Satu hal yang perlu diingat ketika seseorang
melakukan penyelaman bawah air adalah dia harus menyeimbangkan hubungan volume
dan tekanan agar tidak jatuh sakit atau terluka. Saat memasuki atau
mendekati kedalaman badan air, dia mengalami tekanan tinggi.
Demikian
adalah penjelasan mengenai hukum Boyle di sertai dengan rumus dan juga penerapan
dalam kehidupan.
B. Hukum Charles
Jacques Alexandre Cesar Charles
merupakan seorang ahli fisika, sekaligus penemu dan matematikawan yang lahir di
Beaugency, Loiret, Prancis pada 12 November 1746 dan wafat di Paris, Prancis
pada 7 April 1823. Pada awalnya, Charles sempat bekerja di
Kementrian Keuangan, namun kemudian banting setir bekerja di dalam bidang
sains. Beberapa penemuannya di bidang sains adalah hydrometer, aerometer untuk
Fahrenheit, dan juga masih banyak lagi.
Kemudian pada
tahun 1783, Charles membangun balon hydrogen pertama di dunia bersama dengan
rekan – rekannya Robbert bersaudara, Nicolas, dan Anne – Jean. Percobaannya
mengenai hydrogen yang dipandangnya mampu mengangkat balon ke udara tersebut
terinspiraso dari hukum Boyle
Percobaannya tentang balon udara
tersebut berlanjut pada tahun 1787, dimana ia mengisi gas yang berbeda ke dalam
5 balon yang memiliki volume yang sama dan menaikkan suhunya hingga 80 derajat
Celcius. Alhasil, kelima balon tersebut mengalami
kenaikan volume yang sama.
Berikut adalah
bunyi dari hukum Charles :
“Apabila tekanan gas yang berada di dalam suatu ruangan tertutup bersifat
konstan, maka suhu mutlaknya akan berbanding lurus dengan volume gas tersebut”
Hukum Charles
merupakan salah satu dari hukum mengenai gas ideal yang ada di dalam
termodinamika dan kimia fisik yang membahas hubungan antara tekanan gas yang
berbanding lurus dengan suhunya.
Berikut adalah
rumus dari hukum Charles :
V/T = Konstan
Atau
V1/T1 = V2/T2
Dengan keterangan :
V1 :
Volume gas awal (m3)
T1 :
Suhu gas awal (Kelvin)
V2 :
Volume gas akhir (m3)
T2 : Suhu gas akhir (Kelvin)
Grafik Hukum Charles
Grafik pada hukum Charles ini disebut dengan
proses isbarik, yakni sebuah kondisi hubungan antara suhu dan volume gas yang
terjadi pada tekanan konstan.
Penerapan Hukum Charles dalam Kehidupan Sehari
– hari :
1.
Ban
Ketika menyalakan mesin mobil dan mengemudikannya, volume pada bannya akan
menjadi meingkat, dan begitu jugan dengan suhu dalam
2.
Pelampung
Saat mendorong pelampung ke dalam kolam renang, volume udara di dalamnya
akan berkurang karena suhu di dalam kolam lebih rendah jika dibandingkan suhu
pada air.
3.
Bola
pingpong
Suhu bola pingpong akan ikut meningkat saat diletakkan kedalam air panas
hingga bila itu mengapung, volume gas didalam bola pingpong juga akan ikut
meningkat.
Demikian penjelasan mengenai hukum Charles dari pengertian, rumus hingga
penerapannya dalam kehidupan sehari – hari.
C.
Hukum Gay – Lussac
Joseph Louis Gay – Lussac merupakan seorang ahli kimia dan fisika
yang lahir di Saint – Leonard – de – Nblat, Kingdom of France pada tanggal 6
Desember 1778 dan beliau wafat di Paris, Prancis, pada 9 Mei 1850. Beliau
dikenal oleh khalayak ramai atau kontribusi dan juga jasanya terhadap ilmu
pengetahuan setelah beliau berhasil melakukan sebuah eksperimen dan merumuskan
Hukum Gay – Lussac. Beliau sempat mengenyam pendidikan di sbeuah institusi yang
bertujuan guna mengasah kemampuan kepemimpinan dan saintifik bernama Ecole
Polythechnique. Sampai pada
akhirnya beliau menjadi professor di dalam budang kimia dan fisika di institusi
tersebut.
Pada Tahun 1804, Gay – Lussac berhasil menaiki balon udara yang
mendorong beliau dan para ilmuwan lain untuk melakukan penelitian lebih lanjut
mengenai suhu, tekanan, dan juga kelembaban udara. Hukum Gay – Lussac merupakan
hasil rujukan dari Penelitian Jasques Charles pada tahun 1787.
Berikut adalah bunyi hukum Gay – Lussac :
“Tekanan suatu gas akan berbanding lurus
dengan suhu absolutnya pada keadaan volume yang konstan (isokhorik)”
Dibawah ini merupakan persamaan Gas Ideal atau
rumus Hukum Gay – Lussac :
P.V =
n.R.T
Atau
P.V/T =
n.R
Atau
P.V/T =
Konstan
Atau
P1/T1 =
P2/T2
Dengan keterangan
P1 =
Tekanan awal gas ideal
P2 =
Tekanan akhir gas ideal
T1 = Suhu awal gas ideal
(Kelvin)
T2 = Suhu akhir gas ideal
(Kelvin)
V = Jumlah molekul zat
(mol)
R = Tetapan gas ideal
(0,082 L.atm/mol.K atau 8,314 J/mol.K)
Adapun grafik dari Hukum Gay – Lussac, sebagai
berikut :
Grafik tersebut
disbeut dengan Grafik isokhorik, yaitu dimana volume suatu gas berada
dalam keadaan konstan.
Hukum Gay –
Lussac dapat kita temukan dalam kehidupan sehari – hari adalah :
1.
Kaleng soda. Jumlah
gas yang larut dalam cairan minuman soda tersebut akan berbanding lurus dengan
tekanan gas terhadap cairan minuman soda.
2.
Botol atau kaleng
aerosol. Ketika kita melempar salah satu atau kedua benda tersebut ke dalam
api, akan menyebabkan tekanan gas di dalamnya mengalami peningkatan, sehingga
terjadi ledakan
3.
Rice-cooker. Saat
kita menyalakan rice-cooker, maka suhunya akan mengalami peningkatan, yang akan
berbanding lurus dengan tekanan gas di dalamnya.
Demikian
penjelasan mengenai hukum Gay – Lussac. Selanjutnya adalah Hukum Avogadro.
D. Hukum
Avogadro.
Avogadro dikenal atas kontribusinya terhadap ilmu
pengetahuan terkait dengan Hukum Avogadro, yakni sebuah hukum yang menyatakan
mengenai hubungan antara volume suatu gas dengan jumlah molekulnya. Hasil
penelitiannya tersebut dipublikasikan pada tahun 1811 dalam De Lamétherie’s
Journal de Physique, de Chimie et d’Histoire naturelle.
Selain itu,
Avogadro juga berhasil merumuskan mengenai Teori Molekular, yang menyatakan
bahwa partikel-partikel dapat tersusun atas molekul-molekul, di mana
molekul-molekul ini dapat tersusun atas unit-unit atau atom yang lebih
sederhana. Atas jasanya tersebut, dunia ilmu pengetahuan hari ini mengenal yang
namanya Bilangan atau Konstanta Avogadro = 6,02214 x 1023 mol-1.
Bilangan atau konstanta tersebut digunakan untuk menyatakan jumlah partikel
yang ada di dalam satu mol zat.
Sedangkan,
bunyi hukum Avogadro adalah sebagai berikut:
“Gas-gas dengan
volume yang sama, serta berada pada suhu dan tekanan yang sama, akan memiliki
jumlah molekul yang sama.”
Sedangkan pada
penulisan rumus avogadro adalah sebagai berikut :
V/n = Konstan
atau
V1/n1 = V2/n2
Dengan
keterangan :
V = volume gas
(m3)
N = banyaknya
mol didalam suatu gas (mol)
Dalam kehidupan
sehari – hari, sering kita jumpa penerapan hukum Avogadro.
1. Memompa ban sepeda.
2. Bernapas. Dan lain sebagainya.
CONTOH
SOAL
1.
2.
Dalam wadah tertutup, gas memuai sehingga volumenya berubah
menjadi 3 kali volume awal (V=volume awal, T=suhu awal). Suhu gas berubah
menjadi ….
Jawab
:
Diket
:
V1=V
V2=3V
T1=T
Ditanya
: ?
Jawab
:
V/T=Konstan
V1/T1=V2/T2
V/T=3V/T2
1/T=3V/T2
T2=3T
Jadi
suhu gas berubah , menjadi 3 kali suhu awal
3.
Diketahui tekanan gas dalam suatu wadah tertutup adalah 4
atm, sementara volumenya adalah 1 liter. Beberapa saat kemudian, tekanan gas
berubah menjadi 6 atm. Hitunglah berapa volume gas tersebut sekarang?
Jawab
:
P1
= 4 atm
= 4 x 105 Pa
P2
= 6 atm
= 6 x 105 Pa
V1
= 1 Liter
= 1
x 10-3 m3
P1.V1
= P2.V2
(4
x 105 Pa) (1 x 10-3 m3) = (6 x 105
Pa) . V2
4
x 102 Pa = (6 x 105 Pa) . V2
0,67
Liter = V2
Jadi,
volume gas tersebut sekarang adalah 0,67 Liter
4.
Diketahui suatu gas volume konstan memiliki tekanan awal
sebesar 2 atm dan tekanan akhirnya adalah 4 atm. Sementara itu, suhu akhir dari
gas tersebut adalah 30 derajat celcius. Berapakah suhu awal dari gas tersebut?
Jawab
:
T2
= 30 C = 303 Kelvin
P1/T1=P2/V2
2
atm/T1 = 4 atm/303 Kelvin
T1=
2 atm.303 Kelvin/4 atm
T1=
151,5 K
T1
= (151,5 – 273) Celcius = -121,5 Celcius
Jadi
suhu awalnya pada gas tersebut adalah -121,5 Celcius
DAFTAR PUSTAKA
Ali, F. (2019). RPS_JTK2019_GANJIL_KIMIA
FISIKA.
SOUISA, M. (2011). Penentuan Jumlah
Mol Udara dalam Selinder dan Bola
Menggunakan
Hukum Boyle-mariotte. BAREKENG: Jurnal Ilmu
Matematika dan
Terapan, 5(1), 41-45.
Herwanto, A. H., Raja, B. T.,
Karuniawan, C. E., Kendick, G., Esmond, K., Ega, L. F. &
Kriscangdra, R. N. N. (2021). PENERAPAN
HUKUM GAY LUSSAC DAN HUKUM I TERMODINAMIKA PADA PROSES STERILISASI KALENG IKAN
SARDEN DI CV INDO JAYA PRATAMA.
Sitohang, H. (2016). Perancangan
Media Pembelajaran Fisika Materi Konsep
Termodinamika Dalam Mesin Kalor Dan
Sifat-Sifat Gas Ideal Monoatomik Untuk SMA Kelas XI IPA. Jurnal Saintekom, 6(1), 27-39.
Komentar
Posting Komentar