Termodinamika Sifat – sifat gas Rahmat Nawi Siregar, S.Pd., M.Sc Fisika Teknik Lanjut Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung 23 Januari 2017

Outline Gas Ideal Hukum Boyle Hukum Gay-Lussac Hukum Charles Hukum Gas Umum Teorema Ekipartisi Energi Teori Kinetik Gas Ideal Energi Dalam Gas Ideal Sumber : 2 (943-968), 3 (640-660)

Gas Ideal Gas ideal adalah penyederhanaan dari gas yang sebenarnya (gas nyata) dengan mengabaikan sifat – sifat gas nyata yang tidak terlalu signifikan. Gas ideal tidak ada di alam Gas ideal tidak sama dengan gas murni (golongan VIII) Lalu, bagaimana sifat – sifat gas ideal?

Sifat – sifat Mikroskopik Gas Ideal Tidak ada interaksi antar molekul – molekul gas Molekul – molekul gas dapat dipandang sebagai partikel – partikel yang ukurannya dapat diabaikan. Partikel bergerak acak dan tumbukan antar molekul gas ataupun dengan dinding pembatas wadah bersifat elastik sempurna.

Sifat – sifat Makroskopik Gas (1) Hukum Boyle Pada suhu tetap, maka volume gas berbanding terbalik dengan tekananya

Sifat – sifat Makroskopik Gas (2) Hukum Gay-Lussac Jika Volume tetap, tekanan gas berbanding lurus dengan suhunya

Sifat – sifat Makroskopik Gas (3) Hukum Charles Jika tekanan gas dipertahankan konstan, maka volum gas berbanding terbalik dengan suhunya

Sifat – sifat Makroskopik Gas (4) Hukum Gas Umum n= jumlah mol gas R= konstanta gas umum (8,315J/mol K) Persamaan gas umum

Contoh Sebanyak 0,2 mol gas ideal berada dalam wadah yang volumnya 10 L dan tekanannya 1 atm. (a) Berapakah suhu gas tersebut? (b) Berapakah volum gas jika suhunya dijadikan setengahnya dan tekanannya dilipatduakan? Tentukan volum 1,0 mol gas ideal pada STP (Standard Temperatur and pressure).

Teorema Ekipartisi Energi Hubungan energi kinetik molekul gas dengan suhu gas “Energi rata- rata untuk tiap derajat kebebasan yang dimiliki molekul samsa dengan kT/2” k=tetapan Boltzman (1,38 x 10-23 J/K 3 derajat kebebasan :

Teori Kinetik Gas Ideal Pendekatan secara teori Tinjau gerak molekul pada sumbu y Sebelum menumbuk dinding Setelah menumbuk dinding

Teori Kinetik Gas Ideal Pendekatan secara teori Tekanan yang dilakukan molekul ke dinding :

Laju rms

Contoh Berapakah laju rms molekul oksigen pada suhu 100˚C? (Massa atom molekul oksigen adalah 32 sma,sedangkan 1 sma = 1,67x10-27 kg)

Energi dalam gas ideal

Gas monoatomik dan diatomik Persamaan energi dalam berlaku untuk gas yang hanya terdiri dari 1 atom (gas monoatomik : helium, neon, argon dan kripton) Jika satu partikel gas mengandung lebih dari satu atom (Diatomik: O2,H2 , Cl2, F2 ) maka persamaan energi dalam akan berbeda jika suhu berbeda.

Persamaan energi dalam gas diatomik Jika suhu gas cukup rendah, maka jarak antar atom hampir tidak mengalami perubahan. Energi yang dimiliki tiap partikel hanya energi gerak

Persamaan energi dalam gas diatomik Jika suhu dinaikkan, maka getaran mendekat dan menjauh atom penyusun molekul gas mulai terjadi (vibrasi) Perubahan jarak antar dua atom Perubahan kecepatan relatif antar dua atom

Persamaan energi dalam gas diatomik Jika suhu dinaikkan lagi, maka muncul rotasi terhadap pusat massanya.

Apa itu suhu rendah, sedang dan tinggi? Suhu rendah : suku ketika gerak rotasi molekul gas diatomik belum muncul Suhu sedang : suhu ketika gerak rotasi molekul sudah muncul tetapi gerak vibrasi belum muncul Suhu tinggi : suhu ketika gerak vibrasi molekul sudah muncul

Persamaan untuk gas nyata Volume (V)= volume ruang kosong(V’) + volume total semua molekul(v) Volum total semua molekul bergantung pada jumlah mol nya (v) dan konstanta gas (a) Persamaan van der Walls

Terima Kasih Untuk mendapatkan seluruh bahan ajar matakuliah Fisika Teknik Lanjut, Silahkan Kunjungi : www.academia.edu/rahmatnawisiregar