MAKALAH IPA
BAB I
PENDAHULUAN
- A. Latar Belakang
Gas merupakan suatu zat yang molekul atau partikelnya bergerak bebas. pada bab ini akan dipelajari mengenai sifat mikroskopik dari suatu gas dengan meninjau dari tekanan, volum dan suhu yang sering disebut dengan teori kinetik gas. selain itu akan dipelajari juga ilmu tentang energi yang sering disebut termodinamika, yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa teknologi. selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. hal ini erat hubungannya dengan hukum – hukum dasar pada termodinamika.
- B. Rumusan Masalah
Maka dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
- Apa persamaan teori kinetik gas ideal?
- Apa pengertian dan hukum-hukum termodinamika?
- C. Tujuan
penulisan makalah ini diharapkan mampu memberikan manfaat sebagai berikut :
- Memberikan tambahan pengetahuan kepada pembaca tentang persamaan teori kinetik gas ideal.
- Memberikan penjelasan tentang hal – hal dasar yang sering dilupakan dalam thermodinamika.
- Memberikan pengetahuan kepada pembaca tentang pengertian dan hukum-hukum termodinamika.
BAB II
PEMBAHASAN
- A. Teori Kinetik Gas Ideal
Dalam hal ini yang disebut gas ideal adalah gas yang memenuhi asumsi-asumsi sebagai berikut :
- Terdiri atas partikel dalam jumlah yang banyak dan tidak ada gaya tarik-menarik antarpatikel
- Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah acak(sembarang)
- Ukuran partikel diabaikan terhadap ukuran wadah
- Setiap tumbukan yang terjadi secara lenting sempurna.
- Partikel-partikel gas terdistribusi merata pada seluruh ruang dalam wadah.
- Gerak partikel gas memenuhi hukum newton tentang gerak.
Berdasarkan eksperimen persamaan keadaan gas yang telah dilakukan dengan mengubah besaran tekanan, volum, dan suhu ternyata ada kesebandingan antara hasil kali tekanan dan volum terhadap suhu yaitu sebagai berikut :
PV ? T
demikian juga dengan massa system gas setelah divariasi dengan tekanan, volum, dan suhu terdapat kesebandingan yaitu sebagai berikut :
|
Untuk membuat persamaan diatas menjadi sempurna maka diperlukan suatu konstanta pembanding yang nilainya sama untuk semua gas. dari hasil eksperimen nilai konstanta pembanding adalah berbeda untuk setiap gas jika kita menggunakan satuan massa tetapi menggunakan mol. 1 mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang ada pada 12 gram atom karbon-12 yaitu sebanyak 6,02 x 1023 partikel. bilangan 6,02 x 1023 disebut bilangan avogrado(na)
dengan demikian mol zat dapat dinyatakan dalam jumlah partikel n seperti berikut :
n = atau n = n na
dengan
n = jumlah zat (mol)
n = banyaknya partikel (molekul)
na = bilangan avogrado (6,02 x 1023)
konstanta perbandingan universal, yang berlaku untuk semua gas adalah r (konstanta gas universal) sehingga persamaan keadaan gas ideal dapat ditulis manjadi seperti berikut.
pv=nrt
dengan
p=tekanan gas (atm atau n/m2)
v = volum gas (m3 atau liter)
n = jumlah mol gas (mol)
r = tetapam gas universal (8,31 j/mol k)
t = suhu gas (k)
oleh karena n = maka persamaan keadaan gas ideal dapat dinyatakan dalam jumlah molekul.
pv = rt
pv = nkt
dengan k = = tetapan boltzman (1,38×10-23 j/k)
p = tekanan gas (n/m2)
v = volum gas (m3)
n = jumlah molekul
t = suhu gas (k)
Jika ditinjau dari sudut pandang mikroskopik, partikel-partikel zat saling memberikan gaya tarik berasal dari sifat elektris maupun gravitasinya (hukum newton tentang gravitasi). selain gaya tarik antarpartikel juga terdapat gaya tolak antarpartikel yang berasal dari sifat elektris inti atom yang bermuatan positif. massa atom terpusat pada inti atom sehingga juka jarak atom terlalu dekat maka akan terjadi gaya tolak yang cukup besar dari atom-atom tersebut. dengan demikian, terdapat jarak minimum yang harus dipertahankan oleh atom-atom tersebut agar tidak terjadi gaya tolak.
Persamaan Keadaan Gas Ideal
Persamaan gas ideal adalah suatu persamaan yang menyetakan hubungan antara tekanan, volume, dan suhu suatu gas. berikut persamaan yang ditemukan dalam bentuk hukum fisika.
Hukum Boyle
Hukum boyle yang berbunyi bila massa dan suhu suatu gas dijaga konstan maka volum gas akan berbanding terbalik dengan tekanan mutlak, yang dikemukakan oleh robert boyle (1627-1691).
keterangan =
pernyataan lain dari hukum boyle adalah bahwa hasil kali antara tekanan dan volum akan bernilai konstan selama massa dan suhu gas dijaga konstan. secara matematis dapat di tulis
pv=c
keterangan =
p = tekanan gas (n/ m2 atau pa)
v = volum gas (m3)
c = tetapan berdimensi usaha
contoh soal
Dalam suatu wadah terdapat 4 liter gas dengan tekanan 4 atm dan suhu 470c. kemudian tekanan gas menjadi 1/4 dari tekanan semula dan suhu gas dijaga konstan. berapakah volum gas sekarang?
pembahasan :
p1 = 4 atm dari hukum boyle, pada suhu tetap hubungan yang
p2 = ¼ p1 = 1 atm berlaku adalah : p1.v1 = p2.v2
t = 470c v2 = =
v1 = 4l = 16 liter
v2 =….? jadi, volum gas sekarang adalah 16 liter.
