P0202 Haba II Gas Unggul dan Hukum Gas Oleh Dr Karim Deraman Kursus Bridging sesi PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Mengapa gas dikaji? Memahami fenomena dunia yang sebenar (real world phenomena). Memahami bagaimana ‘kerja2’ sains PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Ciri umum Gas Mudah dimampatkan Memenuhi bekasnya dengan seragam Boleh bercampur dengan sempurna dengan lain2 gas. Mengenakan tekanan ke atas persekitarannya. PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Teori Kinetik Gas Asas: semua jirim terdiri dpd zarah kecil yang dipanggil molekul yang bergerak malar/tetap. Molekul Gas: Saiz molekul kecil berbanding dgn jarak purata antara dua perlanggaran tanpa hilang tenaga kinetik (tiada daya yang mengikat). Jadi, gas boleh mengisi ruang kosong Suhu mutlak gas adalah berkadaran dengan tenaga kinetik molekul. PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Teori kinetik molekul Postulat/anggapan: Zarah gas sentiasa bergerak, melanggar dinding bekasnya. Saiz zarah gas kecil dan boleh diabaikan berbanding jarak antara zarah. Tiada daya tarikan antara zarah-zarah. Suhu mutlak gas boleh disukat daripada tenaga kinetik puratanya. PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II 5

Parameter melibatkan gas Bilangan mol n kandungan gas - biasa Isipadu gas V (mengikut bekas) - biasa Suhu gas T - biasa Tekanan p – parameter baru! PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Tekanan, P Tekanan P ditakrifkan sebagai daya F yang bertindak ke atas luas A tertentu atau ditulis sbg daya seunit luas P = F/A F dalam unit kgms-2 (atau Newton) dan A dlm m2 Unit SI: Newton/meter2 = 1 Pascal (Pa) PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Tekanan Gas Molekul gas dalam isipadu (contoh belon) bergerak bebas. Semasa bergerak molekulnya berlanggar sesamanya dan dengan dinding. Tekanan dalaman gas dalam belon PB, diberikan oleh impaks gerakan molekul gas sebagaimana gas berlanggar sesamanya dan dgn dinding belon PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Barometer Tekanan atmosfera disukat menggunakan barometer. Barometer Torricelli dibina dp tiub kaca panjang sekitar 80 cm tetutup pd satu hujung. Tiub kaca ini diisi dengan raksa ditutup hujungnya. Tiub kaca diterbalikkan dan direndamkan kedalam bekas berisi raksa. Apabila penutup dibuka raksa dalam tiub raksa menurun dan akan mencapai ketinggian 760 mm. PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Nama alat = manometer manometer digunakan utk menyukat tekanan dalam bas tertutup.  ialah ketumpatan raksa, g = 9.8 ms-2 pecutan graviti PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Unit lain: Tekanan Atmosfera (atm) mmHg Torr (asal perkataan Torricelli) Psi (Pound per inci kuasa dua) Hubungan 1 atm piawai = 760 mmHg = 101325 Pa PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Empat kuantiti Fizik Gas Kua. Fizik Simbol Unit SI Unit lain (Lazim) Tekanan P Pascal (Pa) atm, mm Hg, torr, psi Isipadu V m3 dm3, L, mL, cm3 Suhu T K °C, °F Bil. mol n mol PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Suhu dan Tekanan Piawai (Standard Temperature and Pressure, STP) STP digunakan sebagai takat rujukan untuk menyatakan sifat dan proses gas unggul. Suhu piawai ialah takat beku air dan tekanan piawai pula ialah 1 atmosfera, iaitu Suhu Piawai: 0°C = 273.15 K = 32 F Tekanan piawai = 1 atmosphere = 760 mmHg = 101.3 kPa =14.696 psi Isipadu piawai 1 mole gas unggul pada STP: 22.4 liters PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Gas Hukum emperikal yang menerangkan apa yang berlaku ke atas gas pada keadaan tertentu Berdasarkan eksperimen/pemerhatian Kita akan perhatikan - kepada masing2 hukum: Hukum2 Boyle, Charles, Gay-Lussac - gabungan hukum-hukum: Persamaan Keadaan Gas Unggul PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Boyle PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Gas: Hukum Boyle Hubungan Tekanan-Isipadu: Boyle’s Law PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Gas : Hukum Boyle Hubungan Tekanan-Isipadu (suhu tetap) Hukum Boyle menyatakan bahawa pada suhu tetap (malar), isipadu gas V berkadar songsang dengan tekanan P yang dikenakan Maksudnya (pada T malar): P meningkat V berkurangan, atau P rendah  V besar PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II 19

Contoh Pengiraan Satu gas diisikan kedalam kelalang dgn isipadu 1.53 L pada tekanan 5.6x103 Pa. Berapakah isipadu baru apabila tekanan dinaikkan kepada 1.5x104 Pa jika suhu persekitaran tetap? PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Gas: Hukum Charles Hubungan suhu-isipadu pada suhu malar Hukum Charles: isipadu gas pada tekanan malar adalah berkadar terus dengan suhu yang dikenakan ke atasnya Maksudnya isipadu bertambah apabila suhu yang dikenakan ke atasnya bertambah Secara matematiknya PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Contoh Pengiraan Isispadu satu gas pada 15°C dan 1 atm adalah 2.58 L. Berapakah isipadunya jika suhunya meningkat kepada 38°C (tekanan malar)? PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Charles PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II Figure 10.9

Contoh Pengiraan Sejenis gas pada suhu 15°C dan tekanan 1 atm isipadunya 2.58 L. Kira isipadu barunya jika suhu meningkat kepada 38°C pada tekanan malar? Ingat!!!! T mesti dalam Kelvin PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Gas: Hukum Gay-Lussac Hubungan tekanan-suhu pada isipadu malar Hukum Gay-Lussacs: tekanan gas pada isipadu malar adalah berkadar terus dengan suhu yang dikenakan ke atasnya Maksudnya tekanan bertambah apabila suhu yang dikenakan ke atasnya bertambah Secara matematiknya PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Gay-Lussac PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Hukum Gas: Hukum Avogadro Hubungan kuantiti –isipadu Hukum Avogadro menyatakan bahawa isipadu gas V pada suhu dan tekanan malar adalah berkadar terus dengan bilangan molnya, n Secara matematiknya PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Persamaan Gas Unggul Hukum Boyle Hukum Charles Persamaan Gas Unggul (Gabungan Hukum2 Bole, Charles dan Avogadro) Hukum Boyle Hukum Charles Hukum Avogadro PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Gabungan Ketiga-tiga Hukum PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Persamaan Gas Unggul Persamaan Gas Unggul n = Bilangan moles R = pemalar gas = 8.3145 J/mol K = 0.08206 L.atm/mol.K N = Bilangan molekul k = Boltzmann constant = 1.38066 x 10-23 J/K = 8.617385 x 10-5 eV/K k = R/NA NA = Avogadro's number = 6.0221 x 1023 /mol Unit J = kPa·L = kPa·dm3 = Pa·m3 Gas nyata berkelakuan gas unggul pada pada tekanan rendah dan suhu tinngi. PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II

Gas Nyata (Real Gases) Kita mesti membuat pembetulan kepada perlakuan gas tak unggul (gas nyata): Tekanan gas bertambah Suhu rendah Dalam 2 syarat di atas: Kepekatan zarah gas terlalu pekat Daya tarikan antara zarah menjadi penting. PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II 32

Graf PV/nRT melawan P bebrapa gas pada 200 K PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II 33

Gas nyata (Persamaan van der Walls)  Tekanan dibetulkan Pideal  Isipadu dibetulkan Videal PM Dr Karim Deraman P0202 Haba II 35