Pengertian Gas
Gas menempati ruang dengan cepat dan juga memuai dengan cepat. Kedua pengamatan ini dan informasi lainnya menjadi dasar pemahaman teori kinetik gas. Asumsi-asumsi yang dibangun oleh teori kinetik gas adalah sebagai berikut.
- Molekul-molekul gas bergerak secara acak.
- Gaya tarik menarik antara molekul-molekul gas diabaikan.
- Jumlah molekul gas sangat besar dengan jarak antara molekul lebih besar dibandingkan dengan ukuran molekul gas sehingga volume total semua molekul dapat diabaikan terhadap volume wadah.
- Tumbukan bersifat elastis antara molekul dengan molekul dan molekul dengan dinding wadah sehingga tidak ada energi yang hilang.
Berdasarkan teori kinetik gas, tekanan gas disebabkan oleh tumbukan antara molekul-molekul gas dengan dinding wadah dan suhu gas merupakan ukuran energi kinetik rata-rata dari molekul-molekul gas.
Hukum-hukum terkait dengan gas
Hukum Boyle
Robert Boyle (1627–1691), seorang isikawan Irlandia, mempelajari hubungan antara tekanan ( p) dan volume ( V) dari gas yang dibatasi pada keadaan tertentu
Hukum Boyle menyatakan bahwa hasil kali antara tekanan dan volume adalah suatu bilangan konstan pada suhu dan jumlah mol tetap atau bisa dituliskan sebagai berikut.
Jadi untuk dua keadaan gas yang berbeda, maka berlaku persamaan seperti di bawah ini.
Hukum Charles
Jacques Alexandre César Charles (1746 – 1823), seorang ilmuwan asal Prancis, mempelajari tentang hubungan volume gas (V) dan suhu (T) pada keadaan tertentu.
Charles menemukan bahwa pada tekanan dan jumlah mol konstan, volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlak. Secara matematis hukum Charles dapat dituliskan sebagai berikut.
Untuk dua keadaan gas yang berbeda, maka berlaku persamaan seperti berikut ini.
Hukum Gay-Lussac
Joseph Louis Gay-Lussac (1778 – 1850), seorang isikawan Prancis, mempelajari hubungan antara tekanan (p) dan suhu (T) dari gas pada keadaan tertentu.
Gay-Lussac menyatakan bahwa jika volume dari suatu gas dengan massa tertentu dibuat konstan, maka tekanan gas akan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Secara matematis hukum Gay-Lussac dapat dituliskan sebagai berikut.
Untuk dua keadaan gas yang berbeda, maka berlaku persamaan seperti berikut ini.
Hukum Avogadro
Amedeo Carlo Avogadro (1776-1856), seorang ilmuwan Italia, melakukan eksperimen yang mengaitkan volume gas (V) dengan jumlah mol (n) zat gas tersebut pada keadaan tertentu
Hukum Avogadro menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama maka gas dengan volume yang sama mempunyai jumlah molekul yang sama. Secara matematis hukum Avogadro diberikan oleh persamaan
Gas Nyata dan Hukum Gas Ideal
Model gas ideal dikembangkan karena sangat berguna dalam mempelajari kelakuan gas sehingga memudahkan para insinyur untuk mengembangkan dan meramalkan sifat-sifat gas sebagai suatu sistem dalam kondisi tertentu. Gas yang ditemui dalam kehidupan sehari-hari disebut gas nyata sedangkan gas ideal merupakan gas yang bersifat teoritis.
Persamaan Gas Nyata
Faktor a menunjukkan pengaruh rata-rata gaya tarik-menarik di antara molekul gas dan faktor b menunjukkan pengaruh volume molekul gas pada keadaan gas.
Hukum Gas Ideal
Hukum gas ideal atau persamaan gas ideal diperoleh dengan menggabungkan hukum-hukum gas (Hukum Boyle, Hukum Charles, Hukum Gay-Lussac, dan Hukum Avogadro). Persamaan gas ideal diberikan oleh.