Mengenal Gas Ideal dan Sifat-sifatnya

Gas Ideal adalah Apa Ini? Ini Penjelasan Selengkapnya. Foto: Pexels

Gas yang kita saksikan keluar dari kendaraan motor, gas yang kita hirup, semua itu adalah gas sejati atau gas nyata. Lantas, yang dimaksud dengan gas ideal apa?

Gas ideal adalah gas teoretik yang digunakan untuk mempelajari perilaku gas. Hal ini karena gas sejati bersifat sangat kompleks, sehingga sulit untuk mempelajari perilakunya secara teoretik.

Oleh karena itu, gas ideal hadir sebagai bentuk sederhana dari gas sejati. Simak penjelasan selengkapnya mengenai gas ideal di bawah ini.

Pengertian Gas Ideal

Pengertian Gas Ideal. Foto: Pexels

Gas ideal adalah sekumpulan partikel gas yang tidak saling berinteraksi satu sama lain. Artinya, jarak antar partikel gas ideal sangat berjauhan.

Selain berjauhan, partikel dalam gas ideal juga selalu bergerak secara acak ke segala arah, dan bisa bertumbukan satu sama lain. Meski begitu, tumbukan yang terjadi adalah tumbukan lenting sempurna atau tumbukan yang tidak membuat partikel kehilangan energi.

Perlu dipahami bahwa sebenarnya, dalam kehidupan sehari-hari, tidak ada yang namanya gas ideal. Yang nyata hanyalah gas sejati.

Gas-gas di kehidupan nyata berada pada tekanan rendah dan suhunya tidak mendekati titik cair gas. Namun, karena gas yang berada di tekanan rendah dan suhunya tidak dekat dengan titik cair gas mendekati dengan karakter gas ideal, maka gas tersebut diasumsikan sebagai gas ideal di kehidupan nyata.

Baca Juga: Hukum-hukum tentang Gas dalam Fisika

Sifat-sifat Gas Ideal

Sifat-sifat Gas Ideal. Foto: Pexels

Dikutip dari situs academia.edu, sifat-sifat gas ideal adalah sebagai berikut

Persamaan Umum Gas Ideal

Persamaan Umum Gas Ideal. Foto: Pexels

Tekanan, volume, dan temperatur pada gas yang berbeda mempunyai karakteristik yang berbeda, walaupun jumlah molekulnya sama. Persamaan gas ideal dinyatakan sebagai berikut:

PV = NkT atau PV = nNA kT

Keterangan:

Catatan: *23 adalah pangkat 23, begitupun dengan *-23 adalah pangkat -23.

Jumlah mol gas (n) merupakan perbandingan massa gas dan massa molar gas yang dinyatakan:

n = M/Mr

Keterangan:

Pada persamaan gas ideal, nilai NA k merupakan gabungan konstanta disebut dengan konstanta gas umum (R). Jadi, persamaan gas tersebut dapat diubah menjadi :

PV = nRT

Keterangan:

R = konstanta gas umum

= 8,314 J/mol K

= 0,082 L atm/mol K

Baca Juga: Limas Segi Empat: Pengertian, Ciri-ciri, dan Rumusnya

Hukum-hukum tentang Gas Ideal

Hukum-hukum tentang Gas Ideal. Foto: Pexels

Berikut penjelasan mengenai empat hukum gas ideal.

1. Hukum Boyle

Seorang ilmuwan yang bernama Robert Boyle (1627 - 1691) telah menyelidiki hubungan tekanan dan volume gas dalam wadah tertutup pada temperatur tetap yang kemudian dikenal sebagai Hukum Boyle.

Hukum Boyle menyatakan bahwa "Hasil kali tekanan dan volume gas dalam wadah tertutup pada temperatur tetap adalah konstan".

Secara matematis, Hukum Boyle dituliskan:

P V = konstan atau P1 V1 = P2 V2

Keterangan:

2. Hukum Charles

Seorang ilmuwan bernama Jacques Charles (1747-1823), telah menyelidiki hubungan volume dan temperatur gas pada tekanan tetap yang kemudian dikenal sebagai Hukum Charles.

Hukum Charles menyatakan "Volume gas berbanding lurus dengan temperatur mutlaknya, jika tekanan gas di dalam ruang tertutup dijaga konstan".

Pernyataan Charles ini dikenal sebagai Hukum Charles dan dituliskan dalam bentuk persamaan:

V/T = konstan atau V1/T1 = V2/T2

Keterangan:

3. Hukum Gay Lussac

Seorang ilmuwan bernama Joseph Gay Lussac, telah menyelidiki hubungan tekanan dan temperatur gas pada volume tetap yang kemudian dikenal sebagai Hukum Gay-Lussac.

Hukum Gay-Lussac menyatakan "Jika volume gas pada ruang tertutup dibuat tetap, maka tekanan gas berbanding lurus dengan temperatur gas".

Pernyataan tersebut disebut Hukum Gay Lussac yang dituliskan dalam bentuk persamaan berikut :

P/T = konstan atau P1/T1 = P2/T2

Keterangan:

4. Hukum Boyle - Gay Lussac

Hukum Boyle, hukum Charles, dan hukum Gay Lussac dapat digabungkan menjadi satu persamaan yang disebut Hukum Boyle - Gay Lussac.

Hukum Boyle - Gay Lussac dinyatakan dalam bentuk persamaan:

PV/T = konstan atau P1V1/T1 = P2V2/T2

Keterangan:

Perbedaan Gas Ideal dengan Gas Sejati

Dari penjelasan panjang di atas, kamu mungkin sudah makin memahami tentang gas ideal. Agar makin paham, simak penjelasan berikut ini mengenai perbedaan gas ideal dan gas sejati (nyata).

Contoh Soal

Foto: Pexels

Berikut beberapa contoh soal yang bisa membantumu makin paham mengenai gas ideal.

Contoh 1.

Suatu gas dalam ruang tertutup dengan volum V dan suhu 27oC mempunyai tekanan 1,5 x 10*5 Pa (*5: pangkat 5). Jika kemudian gas ditekan perlahan-lahan hingga volumnya menjadi ¼ V, berapakah tekanan gas sekarang?

Penyelesaian:

Diketahui:

Ditanya: P2 = ...?

Jawab:

Karena terjadi proses isotermik, maka digunakan persamaan Hukum Boyle.

P1 . V1 = P2 . V2

(1,5 . 10*5) . V = P2 . (¼ V)

P2 = 5 . 10*5 Pa

Jadi, tekanan gas sekarang menjadi 5 . 10*5 Pa

Contoh 2.

Suatu gas ideal sebanyak 4 liter memiliki tekanan 1,5 atmosfer dan suhu 27 °C. Tentukan tekanan gas tersebut jika pada suhu 47 °C dan volume 3,2 liter!

Penyelesaian:

Diketahui:

Ditanya: P2 = ... ?

Jawab:

P1V1/T1 = P2V2/T2

1,5 x 4/300 = P2 x 3,2/320

P2 = 1,5 x 4 x 320/300 x 3,2

P2 = 2 atm

Jadi, tekanan gas pada suhu 47 °C dan volume 3,2 liter adalah 2 atm.

Contoh 3.

Satu mol gas menempati volume 1 m³ dan suhu gas pada saat tersebut adalah 127°C. Tentukanlah tekanan gas tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui:

Jawab:

Dengan menggunakan persamaan gas ideal, diperoleh:

pV = nRT

p (1 m³) = (1 mol) (8,314 J/kmol K) (400 K)

p = 3,326 x 10³ N/m2

Jadi, tekanan gas tersebut adalah p = 3,324 x 102 N/m2.

(DEL)