IDEAL GAS LAW | HUKUM GAS IDEAL

   HUKUM GAS IDEAL   

Gas ideal tersusun atas atom dan molekul yang jumlahnya sangat banyak. Atom dan molekul yang menyusun gas tersebar merata dan memantul (bergerak secara acak) pada seluruh ruangan wadah, sehingga memberikan tekanan pada ruangan tersebut. 

Sebagai contoh, sebuah balon dapat mengembang karena ada molekul-molekul yang memantul di dalamnya. Menabrak bagian dalam balon lebih kuat daripada molekul yang memantul di bagian luar balon. Di dalam gas ideal berlaku 3 hukum tentang kinetik gas, yaitu sebagai berikut.

HUKUM BOYLE

Hukum Boyle dikemukakan oleh Fisikawan Inggris yang bernama Robert Boyle (1627-1691) 

Mendeskripsikan kebalikan hubungan proporsi antara tekanan absolut dan volume udara jika suhu tetap (konstan) dalam keadaan sistem tertutup. Proses pada suhu konstan ini disebut proses isotermis. Hukum Boyle menyatakan bahwa "Apabila suhu gas yang berada dalam bejana tertutup terjaga konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya". 

 P V = n R T = konstan 

Keterangan :

P = tekanan gas (N/m²)

V = volume gas (m³)

n = jumlah mol (mol)

R = konstanta gas universal (R = 8,315 J/mol.K)

T = suhu mutlak gas (K)

Hubungan antara tekanan dan volume pertama kali dicatat oleh ilmuwan amatir, Richard Towneley dan Henry Power. Boyle mengonfirmasi penelitian dan eksperimen mereka dan menerbitkan hasilnya. Berdasarkan keterangan dari robert Gunther dan otoritas lain, yang pada saat itu adalah asisten Boyle, Robert Hooke, yang membuat peralatan eksperimen. Hukum Boyle adalah berdasarkan keterangan dari eksperimen dengan udara, di mana ia mempertimbangkan adanya partikel fluida di tengah mata air yang tidak terlihat. Saat itu, udara masih terlihat sebagai satu dari empat elemen, tetapi Boyle tidak setuju. Minat Boyle kemungkinan adalah untuk mengerti bahwa udara adalah bagian penting dalam hidup, ia mempublikassikan sebagai contoh pertumbuhan tumbuhan tanpa udara. Fisikawan Perancis, Edme Mariotte (1620-1684) juga menemukan hukum yang sama secacra terpisah dengan Boyle pada tahun 1676, tetapi Boyle telah mempublikasikan hukum tersebut lebih dulu yakni pada tahun 1662.

HUKUM CHARLES

Ditemukan oleh seorang Ilmuwan berkebangsaan Perancis bernama Jacques Alexandre Cesar Charles pada tahun 1787. 

Hukum Charles dikenal sebagai hukum volume, karena menjelaskan bagaimana gas cenderung mengembang saat dipanaskan, yang pertama kali diterbitkan oleh filsuf alam Joseph Louis Lussac pada tahun 1802, tetapi hal tersebut tidak dipublikasikan oleh Jacques Charles. Hukum Charles menyatakan bahwa "Di bawah tekanan konstan, sebuah gas dengan volume ideal sebanding dengan suhu mutlak. Volume gas pada tekanan konstan meningkat secara linear dengan suhu gas mutlak". Sehingga dapat dirumuskan seperti sebagai berikut :

HUKUM AVOGADRO

Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogardo (1776-1856) adalah seorang Ilmuwan Italia yang terkenal sebab kontribusinya untuk teori molekul atau dikenal dengan Hukum Avogardo. 

Hukum ini merupakan hukum gas ideal yang spesifik karena menyatakan bahwa "Gas-gas yang memiliki volume yang sama, pada suhu dan tekanan yang sama, memiliki jumlah molekul yang sana pula". Hukum Avogadro berhubungan dengan hukum Gay Lussac yang menyatakan perbandingan volume unsur atau senyawa pereaksi dan hasil reaksi sesuai degan perbandingan koefisiennya. Kemudian, melalui hukum Avogadro dikembangkan kembali sehingga hukum Gay Lussac dapat dikaitkan dengan jumlah molekul.

Persamaan rumus hukum Avogadro :

PERSAMAAN GAS IDEAL

Dari ketiga hukum di atas, dapat dikatakan bahwa volume gas berbanding langsung terhadap jumlah gas dan suhu berbanding terbalik terhadap tekanan, dirumuskan persamaan gas ideal :

  

dimana,

n = jumlah mol gas

R = tetapan gas umum 8,315 x 10³ M/mol K

k = tetapan Boltzman = 1,38 x 10^-23 J/K

Secara umum, Ilmuwan mengukur tekanan dengan satuan gaya SI yaitu 

atau disingkat dengan Pascal 

Tetapi karena Pascal bernilai sangat kecil, maka Ilmuwan menggunakan Kilopascal atau menggunakan tekanan di bumi di permukaan laut yang disebut dengan satu atmosfer atau 1 ATM = 101325 Pa ~ 100 kPa. Satu mol gas ideal pada keadaan 1 atm atau disebut juga STP (Temperatur dan Tekanan Standar) membutuhkan 22.4 Liter. Suhu dimana semua gerakan partikel berhenti disebut dengan nol mutlak atau setara dengan, 

    

Referensi :

https://www.youtube.com/watch?v=BxUS1K7xu30&feature=youtu.be