Artikel mengenai undang-undang gas ideal (persamaan keadaan gas ideal)
Undang-undang gas, dsb.Undang-undang Boyle, Undang-undang Charles, dan Undang-undang Gay-Lussactidak tahan untuk semua keadaan gas, analisis kami menjadi lebih sukar. Untuk memudahkan analisis, model gas ideal dicipta. Tiada perkara seperti gas ideal dalam kehidupan seharian, gas ideal hanyalah bentuk sempurna yang sengaja dibuat untuk memudahkan analisis. Kewujudan konsep gas ideal ini juga amat berguna untuk menyemak hubungan antara ketiga-tiga hukum gas.
Hubungan antara suhu, isipadu dan tekanan gas.
Dengan merujuk kepada tiga undang-undang gas di atas, kita boleh memperoleh hubungan yang lebih umum antara suhu, isipadu dan tekanan gas.
Apabila Persamaan 1, Persamaan 2, dan Persamaan 3 digabungkan menjadi satu, ia kelihatan seperti ini: PV ∝ T →perbandingan 4
Perbandingan ini menetapkan bahawa tekanan (P) dan isipadu (V) adalah berkadar dengan suhu mutlak (T).
Sebaliknya, isipadu (V) adalah berkadar songsang dengan tekanan (P).
Perbandingan 4 ditukar kepada persamaan:
Maklumat :
PAG1= tekanan awal (Pa atau N/m2)
PAG2= tekanan akhir (Pa atau N/m2)
v1= Isipadu aw (m3)
v2= Kelantangan akhir (m3)
T1= suhu awal (K)
T2= Suhu akhir (K)
(Pa = Pascal, N = Newton, m2= meter persegi, m3 = meter kubik, K = Kelvin)
Hubungan antara jisim gas (m) dan isipadu (V)
Apabila belon udara panas ditiup, semakin banyak udara yang diambil, semakin banyak belon itu. Dengan kata lain, lebih besar jisim gas, lebih besar isipadu belon. Kita boleh mengatakan bahawa jisim gas (m) adalah berkadar terus dengan isipadu gas (V). Secara matematik:
V ∝ m → perbandingan 5
Jika Persamaan 4 digabungkan dengan Persamaan 5, maka:
PV ∝ mT → perbandingan 6
Bilangan tahi lalat (n)
1 mol = jisim bahan yang sepadan dengan jisim molekul bahan itu. Jisim dan jisim molekul adalah berbeza.
Contoh 1, berat molekul oksigen gas (O2) = 16 u + 16 u = 32 u (setiap molekul oksigen mengandungi 2 atom oksigen, di mana setiap atom oksigen mempunyai jisim 16 u). Jadi 1 mol O2mempunyai jisim 32 gram O jisim molekul O2= 32 gram/mol = 32 kg/kmol.
Contoh 2, jisim molekul gas karbon monoksida (CO) = 12 u + 16 u = 28 u (setiap molekul karbon monoksida mengandungi 1 atom karbon (C) dan 1 atom oksigen (O). Jisim 1 atom karbon = 12 u dan jisim 1 atom oksigen = 16 u. 12 u + 16 u = 28 u). Jadi 1 mol CO mempunyai jisim 28 gram, atau jisim molekul CO = 28 gram/mol = 28 kg/kmol.
Contoh 3, berat molekul gas karbon dioksida (CO2) = [12 u + (2 x 16 u)] = [12 u + 32 u] = 44 u (setiap molekul karbon dioksida mengandungi 1 atom karbon (C) dan 2 atom oksigen (O). Jisim 1 atom karbon = 12 u dan jisim 1 atom oksigen = 16 u). Jadi 1 mol CO2mempunyai jisim 44 gram atau jisim molekul CO2= 44 gram/mol = 44 kg/kmol.
Bilangan mol (n) bahan = nisbah antara jisim bahan dan jisim molekulnya. Ditulis secara matematik seperti ini:
Contoh 1: Hitung bilangan tahi lalat dalam 64 gram O2
Jadual O2= 64 gram
Contoh 2: Hitung bilangan tahi lalat dalam 280 gram CO
Jisim CO = 280 gram
Contoh 3: Hitung bilangan tahi lalat dalam 176 gram CO2
masa CO2= 176 gram
gas malar sejagat (R)
Berdasarkan kajian saintis, didapati apabila bilangan mol (n) digunakan untuk menyatakan saiz sesuatu bahan, nisbah malar bagi setiap gas adalah sama saiz. Pemalar perbandingan yang dimaksudkan ialah pemalar gas sejagat (R).
R = 8.315 J/mol.K
= 8315 kJ/kmol.K
= 0.0821 (L.atm) / (mol.K)
= 1.99 kal/mol. k
(J = Joule, K = Kelvin, L = Liter, atm = Atmosfera, kal = Kalori)
GASGESETZ IDEALES (dan Mol)
Perbandingan di atas boleh diubah menjadi persamaan dengan memasukkan bilangan mol (n) dan pemalar gas universal (R).
VP = nRT
Persamaan ini dipanggil hukum gas ideal atau persamaan keadaan gas ideal.
Maklumat :
P = gas teknikal (N/m2)
V = Isipadu (m3)
n = bilangan mol (mol)
R = pemalar gas universal (R = 8.315 J/mol.K)
T = suhu mutlak gas (K)
Apabila menyelesaikan masalah, anda akan menemui istilah STP. STP bermaksudSuhu dan tekanan standardoSuhu dan tekanan standard.
Suhu piawai (T) = 0oC=273K
Piawai Druck (P) = 1 atm = 1.013 x 105Mexico baru2= 1.013 x 102kPa = 101 kPa
Apabila menyelesaikan masalah undang-undang gas, suhu hendaklah dinyatakan pada skala Kelvin (K).
Jika tekanan gas masih merupakan tekanan tolok, tukar kepada tekanan mutlak terlebih dahulu.
Tekanan mutlak = tekanan atmosfera + tekanan tolok (tekanan atmosfera = tekanan udara luar)
Jika tekanan atmosfera (bukan tekanan tolok) diketahui, selesaikan masalah dengan segera.
Contoh soalan 1:
Pada tekanan atmosfera (101 kPa), suhu gas karbon dioksida = 20oC dan isipadu = 2 liter. Jika tekanan ditukar kepada 201 kPa dan suhu dinaikkan kepada 40oC, hitung isipadu akhir gas karbon dioksida
perbincangan
Ia diketahui:
PAG1= 101kPa
PAG2= 201 kPa
T1= 20oC + 273 K = 293 K
T2= 40oC + 273 K = 313 K
v1= 2 liter
ditanya:v2
Jawapan:
Contoh soalan 2:
Tentukan isipadu 2 mol gas pada STP (andaikan gas ini ialah gas ideal)
perbincangan
Isipadu 2 mol gas pada STP (suhu dan tekanan piawai) ialah 44.8 liter.
Contoh soalan 3:
Isipadu oksigen gas pada STP = 20 m3. Berapakah jisim gas oksigen?
perbincangan
Jisim molar oksigen = 32 gram/mol (jisim 1 mol oksigen = 32 gram). Oleh itu, jisim oksigen gas ialah:
Jisim (m) = bilangan mol (n) x jisim molekul
Masa = (893 mol) x (32 gram/mol) = 28576 gram = 28.576 kg
Contoh soalan 4:
Sebuah tangki 4 liter gas oksigen (O2). Suhu gas oksigen = 20oC dan tekanan yang diukur = 20 x 105Mexico baru2. Tentukan jisim gas oksigen (jisim molekul oksigen = 32 kg/kmol = 32 gram/mol)
perbincangan
HUKUM GAS IDEAL (bilangan molekul)
Jika kita menyatakan saiz bahan bukan dalam jisim (m) tetapi dalam bilangan mol (n), maka pemalar gas universal (R) digunakan untuk semua gas. Ini pertama kali ditemui oleh Amedeo Avogadro (1776-1856), seorang saintis Itali.
Avogadro mengatakan bahawa jika isipadu, tekanan, dan suhu setiap gas adalah sama, maka setiap gas mempunyai bilangan molekul yang sama.
Ayat dalam huruf condong tebal dipanggil hipotesis Avogadro. Hipotesis atau konjektur Avogadro sepadan dengan fakta bahawa pemalar R adalah sama untuk semua gas. Berikut adalah beberapa ujian:
Pertama, jika kita menyelesaikan masalah dengan persamaan hukum gas ideal (PV = nRT), kita akan mendapati bahawa jika bilangan mol (n), tekanan dan suhu juga sama, maka isipadu semua gas akan mempunyai sama. nilai jika kita menggunakan pemalar gas universal (R = 8.315 J/mol.K). Dalam STP, setiap gas dengan bilangan mol (n) yang sama mempunyai isipadu yang sama. Isipadu 1 mol gas dalam STP = 22.4 liter. Isipadu 2 mol gas = 44.8 liter. Isipadu 3 mol gas = 67.2 liter. Dan seterusnya... ini terpakai kepada semua gas.
Kedua, bilangan molekul dalam 1 mol adalah sama untuk semua gas. Bilangan molekul dalam 1 mol = bilangan molekul setiap mol = Nombor Avogadro (NA). Oleh itu, nombor Avogadro adalah sama untuk semua gas.
Magnitud nombor Avogadro diperoleh dengan mengukur:
NA = 6.02 x 1023Molekul/Mole
Untuk mendapatkan jumlah bilangan molekul (N), kita boleh mendarabkan bilangan molekul setiap mol (NA) dengan bilangan mol (n).
Ini adalah persamaan hukum gas ideal dari segi bilangan molekul.
Maklumat :
P = pico
V = Isipadu
N = jumlah bilangan molekul
k = Pemalar Boltzmann (k = 1.38 x 10-23J/K)
T = Suhu
Kelantangan
1 liter (L) = 1000 mililiter (ml) = 1000 sentimeter padu (cm3)
1 Liter (L) = 1 Demeter Kubik (dm3) = 1x10-3METRO3
Cetak
1 nanometer2= 1 Pa
1 atm = 1013 x 105Mexico baru2= 1.013 x 105Pa = 1.013 x 102kPa = 101.3 kPa (biasanya 101 kPa digunakan)
Pa = Paskah
atm = suasana
Tenaga dalam gas ideal
Tenaga dalam cita-cita atom Gasen
Tenaga dalaman bagi gas ideal monatomik ialah jumlah tenaga kinetik translasi bagi molekul gas ideal monatomik. Jumlah tenaga kinetik translasi bagi molekul gas ideal = hasil darab purata tenaga kinetik translasi setiap molekul dan bilangan molekul (N). Secara matematik:
Maklumat :
U = tenaga dalam gas ideal monoatomik (J)
N = bilangan molekul
k = Pemalar Boltzmann (k = 1.38 x 10-23J/K)
T = Suhu Mutlak (K)
n = bilangan mol (mol)
R = Pemalar Gas Sejagat (R = 8315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)
Tenaga dalam gas ideal diatomik
Tenaga dalaman bagi gas ideal diatomik ialah jumlah tenaga kinetik translasi, tenaga kinetik putaran, dan tenaga kinetik getaran bagi molekul gas diatomik ideal. Menurut prinsip pengagihan tenaga yang sama, tenaga dalam gas diatomik yang ideal ialah:
U = 5/2 norte R T
Tenaga dalam gas ideal poliatomik
Tenaga dalam gas ideal poliatomik ialah jumlah tenaga kinetik translasi, tenaga kinetik putaran, dan tenaga kinetik getaran bagi molekul gas ideal poliatomik. Menurut prinsip pengagihan tenaga yang sama, tenaga dalam gas ideal poliatomik ialah:
U = 7/2 norte R T
tenaga dalam gas sebenar
Tenaga dalam gas sebenar juga bergantung kepada suhu, juga dikenali sebagai suhu. Jika tekanan gas sebenar cukup besar (isipadu kecil gas sebenar), gas sebenar mula berkelakuan berbeza. Oleh itu, boleh dikatakan bahawa tenaga dalam gas sebenar juga bergantung kepada tekanan dan isipadu.
FAQs
Bagaimana persamaan keadaan gas ideal? ›
Persamaan gas ideal secara umum dapat dituliskan sebagai berikut: P V T P V = = N k T = n RT N k dengan N adalah banyaknya partikel, dan k adalah konstanta gas yang bersifat tetap.
Faktor keadaan gas apa saja yang mempengaruhi persamaan gas ideal? ›Pada ruang tertutup keadaan suatu gas ideal dipengaruhi oleh tekanan, suhu, volume dan jumlah molekul gas.
Siapa yang menyatakan persamaan gas ideal adalah? ›Konstanta gas universal ditemukan dan pertama kali diperkenalkan ke hukum gas ideal oleh Dmitri Mendeleev tahun 1874. Persamaan gas ideal bermanfaat terutama dalam stoikiometri gas.
Hukum gas ideal ada berapa? ›Dalam mata pelajaran fisika, setidaknya ada lima (5) hukum gas yang perlu diketahui yaitu Hukum Boyle, Hukum Charles, Hukum Gay-Lussac, Hukum Gas Alam, dan Hukum Tekanan Parsial.
Apa saja syarat gas ideal? ›Partikel gas ideal tidak memiliki volume. Tumbukan partikel bersifat lenting sempurna. Bergerak dalam lintasan lurus dan kecepatan tetap dengan arah yang acak. Tidak ada gaya saling tarik-menarik atau tolak-menolak antarpartikelnya.
Jelaskan apa yang dimaksud dengan persamaan keadaan? ›merupakan parameter yang bersesaian dengan pengurangan molekul akibat adanya interaksi antara molekul berupa gaya tolak menolak. Persamaan keadaan ini adalah koreksi terhadap persamaan keadaan gas ideal.
Apakah gas ideal berlaku hukum Newton? ›Untuk semua partikel gas ideal berlaku hukum Newton tentang gerak. Setiap partikel selalu bergerak ke sembarang arah. Partikel gas tersebar merata dalam ruang sempit.
Mengapa gas nyata tidak memenuhi persamaan gas ideal? ›Gas ideal tidak memiliki gaya antarmolekul, sedangkan pada gas nyata terdapat gaya antarmolekul gas. Gas ideal tidak ditemukan dalam kehidupan nyata. Gas ideal memenuhi persamaan PV = nRT atau PV = NkT, sedangkan persamaan untuk gas nyata memiliki bentuk yang jauh lebih rumit.
Berdasarkan persamaan keadaan gas ideal bagaimanakah hubungan antara tekanan dan volume jika suhu gas dalam keadaan konstan? ›Hukum Boyle menyatakan“jika suhu suatu gas dijaga konstan, maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan volumenya”.
Bagaimana bunyi dari hukum Charles tentang gas? ›Bunyi hukum Charles
Dilansir dari Thought Co, hukum Charles menyatakan gas memuai jika dipanaskan dan dikenal sebagai hukum volume. “Jika gas berada dalam ruangan tertutup dengan massa dan tekanan konstan, maka volumenya berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.
Apa yang dimaksud dengan hukum gas ideal? ›
Gas ideal adalah gas teoretis yang terdiri dari partikel-partikel titik yang bergerak secara acak dan tidak saling berinteraksi. Hukum dasar dari gas ideal yaitu hukum Boyle-Mariotte, yang dirumuskan bersama oleh Robert Boyle (1627-1691) dan Edme Mariotte (1620-1684).
Apa bedanya gas ideal dan gas nyata? ›Gas biasa dan gas ideal memiliki perbedaan antara lain: Gas ideal tidak mempunyai gaya antarmolekul dan molekul gas dianggap partikel titik. Sebaliknya molekul gas nyata mempunyai gaya antaramolekul, ukuran dan volume.
Bagaimana bunyi hukum Boyle dan Bagaimana persamaannya? ›Rumus Hukum Boyle
Keberadaan Hukum Boyle menggunakan dasar teori yang berupa “pada temperatur tetap, tekanan (P) suatu gas ideal berbanding terbalik dengan volume gas (V) tersebut, atau PV = C (C adalah konstanta)”.
Penjelasan: Persamaan keadaan alam Indonesia dengan Malaysia adalah wilayahnya dilalui pegunungan Mediterania.
Apa persamaan keadaan alam negara Filipina dan negara Indonesia? ›Persamaan keadaan alam Negara Filipina dengan Indonesia adalah sebagai berikut : Faktor Geografis ; kesamaan dalam bentuk kepulauan dan Kesamaan iklim dan musim. Faktor Geologis ; kesamaan struktur kerak bumi (lempeng) dan kesamaan sebagai daerah jalur pegunungan.
Apa persamaan keadaan perekonomian di Laos dan Kamboja? ›Pada negara Laos dan juga Kamboja, persamaan dari keadaan ekonomi yang ada di kedua negara tersebut adalah kedua negara tersebut sama-sama memiliki kekuatan ekonomi pada bidang pertanian.
Apa isi konsekuensi hukum gas ideal dan gas gabungan? ›Hukum gas ideal dan gabungan
Hukum ini memiliki konsekuensi penting berikut: Jika suhu dan tekanan dijaga konstan, maka volume gas berbanding lurus dengan jumlah molekul gas. Jika suhu dan volume tetap konstan, maka tekanan perubahan gas berbanding lurus dengan jumlah molekul gas yang ada.
Jawaban yang benar adalah jumlah mol gas berbanding lurus dengan tekanan gas. Persamaan gas ideal adalah persamaan yang merepresentasikan hubungan antara tekanan dan volume suatu gas dengan temperatur dan jumlah mol gas itu sendiri.
Hukum apa saja yang terdapat dalam materi teori kinetik gas? ›Hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac.
Hukum gas ideal oleh siapa yang dilakukan pada T konstan? ›Hukum Boyle dicetuskan oleh seorang ilmuwan asal Inggris yaitu Robert Boyle, mengacu kepada hasil eksperimennya yang berhasil mengemukakan hukum gas pertama ini. Dimana, ketika suhu dari suatu gas tetap konstan maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan volume gas.
hukum Boyle membahas tentang apa? ›
Hukum Boyle menyatakan bahwa "dalam suhu tetap" untuk massa yang sama, tekanan absolut dan volume udara terbalik secara proporsional. Hukum ini juga bisa dinyatakan sebagai: secara agak berbeda, produk dari tekanan absolut dan volume selalu konstan.
Bagaimana teori kinetik gas ideal? ›Teori kinetik gas menjelaskan bahwa setiap zat terdiri dari atom ataupun molekul. Kemudian atom dan juga molekul tersebut bergerak secara terus menerus secara tidak beraturan. Teori kinetik gas adalah teori pertama yang menjelaskan tentang tekanan gas berdasarkan konsep tumbukan molekul.
Kapan hukum Boyle berlaku? ›Rumus Hukum Boyle
Perlu dipahami juga jika hukum Boyle dapat berlaku pada kondisi tertentu saja, misalnya suhu gas harus konstan, gas yang berada di tempat tertutup, dan tidak ada reaksi kimia maupun perubahan wujud.
Gas ideal adalah gas yang memenuhi syarat ideal suatu zat gas ideal. Syarat gas ideal adalah terdiri dari partikel berupa titik yang memiliki arah gerakan tidak teratur. Gas ideal mengandung hukum-hukum gas seperti hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac.
Bagaimana persamaan umum gas ideal sebutkan keterangan simbolnya? ›Jawaban ini terverifikasi. Persamaan umum gas ideal adalah pV = nRT atau pV = NkT.
Apakah hukum Boyle sama dengan hukum Pascal? ›Hukum Boyle adalah kebalikan hubungan proporsi antara tekanan absolut dan volume udara, jika suhu tetap konstan dalam sistem tertutup. Sehingga, jawaban yang tepat adalah Hukum Pascal.
Bagaimana bunyi hukum Bernoulli? ›Bunyi hukum Bernoulli yang menyatakan bahwa kenaikan kecepatan aliran dari fluida mampu menyebabkan adanya penurunan tekanan fluida secara bersamaan. Atau juga bisa diartikan dengan menurunnya energi potensial fluida tersebut.
Bagaimana bentuk hubungan gas ideal dengan tekanan volume dan suhu? ›Hukum gas ideal dan gabungan
Jika suhu dan tekanan dijaga konstan, maka volume gas berbanding lurus dengan jumlah molekul gas. Jika suhu dan volume tetap konstan, maka tekanan perubahan gas berbanding lurus dengan jumlah molekul gas yang ada.
Gas ideal memiliki molekul yang tidak saling tarik menarik satu sama lain. Selain itu, molekul pada gas ideal mengalami tumbukan lenting sempurna satu sama lain dengan dinding wadahnya. Gas ideal juga mempunyai molekul bergerak secara acak dengan kecepatan tetap dan memenuhi gerak newton.
Kapan gas dikatakan gas ideal? ›Gas ideal merupakan partikel gas yang dicirikan dengan jumlah sangat banyak, tetapi antarpartikel tidak terjadi gaya tarik menarik sama sekali. Setiap partikel gas selalu bergerak secara acak dengan arah sembarang.