Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Penjelasan mengenai Hukum-Hukum tentang Gas




Pada pembahasan kali ini kita akan mempelajari Hukum-hukum yang berkaitan tentang Gas, diantara hukum-hukum tersabut adalah, Hukum Boyle, Hukum Charles, Hukum Gay Lussac, Hukum Boyle-Gay Lussac, Persamaan Umum Gas Ideal, untuk lebih jelasnya silahkan anda perhatikan penjelasan berikut:




1.  Hukum Boyle




Volume gas dalam suatu ruang tertutup sangat bergantung pada tekanan dan suhunya. Apabila suhu dijaga konstan, maka tekanan yang diberikan akan memperkecil volumenya. Hubungan, tersebut dikenal dengan Hukum Boyle yang dapat dinyatakan berikut ini. 




“Apabila suhu gas yang berada dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya”. 





Secara
sistematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan:



P
∞ 1/V, untuk P.V = konstan atau:



P 1
.V 1 = P 2 .V 2



(1)



dengan:



P
1
= tekanan gas pada keadaan 1 (N/m 2 )



V 1
= volume gas pada keadaan 1 (m 3 )



P 2
= tekanan gas pada keadaan 2 (N/m 2 )



V 2
= volume gas pada keadaan 2 (m 3 )




Persamaan
(1) menyatakan bahwa pada suhu konstan, jika tekanan atau volume gas
berubah, maka variabel yang lain juga berubah sehingga hasil kali P.V
selalu tetap.




Hubungan
antara tekanan dan volume gas pada suhu konstan dapat dilukiskan
dengan grafik seperti yang tampak pada Gambar berikut:




Penjelasan mengenai Hukum-Hukum tentang Gas


Grafik
hubungan P -V pada suhu konstan.




Grafik
tersebut menunjukkan bahwa pada saat volumenya bertambah, tekanan gas
akan berkurang. Proses pada suhu konstan disebut proses isotermis.




2.
Hukum Charles




Telah
diketahui bahwa selain ditentukan oleh tekanan, volume gas dalam
ruang tertutup juga dipengaruhi oleh suhu. Jika suhu gas dinaikkan,
maka gerak partikel-partikel gas akan semakin cepat sehingga
volumenya bertambah. Apabila tekanan tidak terlalu tinggi dan dijaga
konstan, volume gas akan bertambah terhadap kenaikan suhu. Hubungan
tersebut dikenal dengan Hukum Charles yang dapat dinyatakan berikut
ini.




“Apabila
tekanan gas yang berada dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka
volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.”




Secara
matematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan:



V
∞ T





(2)



dengan:



V 1
= volume gas pada keadaan 1 (m 3 )



T
1
= suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)



V 2
= volume gas pada keadaan 2 (m 3 )



T 2
= suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)




Hubungan
antara volume gas dan suhu pada tekanan konstan dapat dilukiskan
dengan grafik seperti yang tampak pada Gambar berikut:



Penjelasan mengenai Hukum-Hukum tentang Gas


Grafik
hubungan V -T pada tekanan konstan.




Proses
yang terjadi pada tekanan tetap disebut proses isobaris.




3.
Hukum Gay Lussac




Apabila
botol dalam keadaan tertutup kita masukkan ke api, maka botol
tersebut akan meledak. Hal ini terjadi karena naiknya tekanan gas di
dalamnya akibat kenaikan suhu. Dengan demikian, dapat dikatakan
bahwa:




“Apabila
volume gas yang berada pada ruang tertutup dijaga konstan, maka
tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya”.




Pernyataan
tersebut dikenal dengan Hukum Gay Lussac. Secara matematis dapat
dituliskan:



P ∞
T





(3)



dengan:



P
1
= tekanan gas pada keadaan 1 (N/m 2 )



T 1
= suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)



P 2
= tekanan gas pada keadaan 2 (N/m 2 )



T
2
= suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)




Hubungan
antara tekanan dan suhu gas pada volume konstan dapat dilukiskan
dengan grafik seperti yang tampak pada Gambar berikut:




Penjelasan mengenai Hukum-Hukum tentang Gas


Grafik
hubungan P -T pada volume konstan




Proses
yang terjadi pada volume konstan disebut proses isokhoris.




4.
Hukum Boyle-Gay Lussac




Hukum
Boyle-Gay Lussac merupakan gabungan dari persamaan (1), (2), dan (3),
sehingga dapat dituliskan:




PV/T = konstan






(4)



5.
Persamaan Umum Gas Ideal



Sebelum
membahas lebih lanjut mengenai persamaan umum gas ideal, kita akan
mendefinisikan dahulu beberapa istilah kimia yang berkaitan dengan
gas ideal.





  1. Massa atom relatif (Ar), adalah perbandingan massa rata-rata sebuah
    atom suatu unsur terhadap 1/12 kali massa sebuah atom 126C
    . Harga massa atom relatif bukanlah massa yang sebenarnya dari suatu
    atom, tetapi hanya merupakan harga perbandingan.



    Contoh:



    Ar
    H = 1



    Ar
    Ne = 20



    Ar
    Ar = 4






  2. Massa molekul relatif (Mr), adalah jumlah keseluruhan massa atom
    relatif (Ar) unsur-unsur penyusun senyawa.





  3. Mol (n), adalah satuan banyaknya partikel yang besarnya merupakan
    hasil bagi massa suatu unsur (senyawa) dengan massa relatifnya (Ar
    atau Mr).








  4. Bilangan Avogadro, adalah bilangan yang menyatakan jumlah partikel
    dalam satu mol.



    N A
    = 6,023 x 10 23 partikel/mol



    N =
    n NA



    N
    adalah jumlah total partikel.





Hukum-hukum
tentang gas dari Boyle, Charles, Gay Lussac, dan Boyle-Gay Lussac
diperoleh dengan menjaga satu atau lebih variabel dalam keadaan
konstan untuk mengetahui akibat dari perubahan satu variabel.
Berdasarkan Hukum Boyle–Gay Lussac diperoleh:





PV/T = konstan atau PV/T = k




Apabila
jumlah partikel berubah, maka volume gas juga akan berubah. Hal ini
berarti bahwa harga PV/T adalah tetap, bergantung pada banyaknya
partikel (N ) yang terkandung dalam gas. Persamaan di atas dapat
dituliskan:




PV/T
= N . k



P . V =
N . k . T



(i)



k =
konstanta Boltzmann, (k = 1,38 x 10-23 J/K)



Karena
N = n.NA , maka:



P.V =
n.NA .k.T



(ii)



NA
.k = R, yang merupakan konstanta gas umum yang besarnya sama
untuk semua gas, maka persamaan (ii) menjadi:



P.V
= n.R.T



(5)



dengan:



P =
tekanan gas (N/m2)



V =
volume gas (m3)



n =
jumlah mol



T =
suhu mutlak (K)



R =
konstanta gas umum (J/mol.K)



R =
N A .k



R =
(6,023 x 1023) (1,38 x 10 -23 )



R =
8,31 J/mol.K = 0,082 L.atm/mol.K





Persamaan
(5) disebut persamaan umum gas ideal.