MEMBUAT INFERENSI TENTANG SIFAT TERMAL SUATU BENDA BERDASARKAN DATA PERCOBAAN SABDA ALAM 101204173 ICP FMIPA UNM

HUKUM GAS IDEAL Robert Boyle (1627 - 1691) melalui eksperimennya menghasilkan bahwa tekanan gas berubah secara terbalik dengan volumenya. Hasil ini kemudian dikenal sebagai hukum Boyle PV = konstan temperatur konstan Demikian pula, temperatur absolut sebanding dengan volume gas jika tekanan dijaga konstan, suatu hasil yang ditemukan secara eksperimen oleh Jacques Charles (1746-1823) dan Gay Lussac (1778 - 1850). Jadi pada kerapatan rendah, hasil kali PV sangat hampir sebanding dengan temperatur T PV = CT Persamaan 1 Dengan C adalah konstanta kesebandingan yang sesuai dengan suatu macam gas tertentu

Misalkan, T1 = T2 dan P1 = P2 + = T1 T2 Dengan demikian kita dapat menuliskan, C = kN Dengan N adalah jumlah molekul gas dan k adalah konstanta. Sehingga persamaan 1 menjadi PV = NkT Persamaan 2 Konstanta k dinamakan konstantan Boltzman. Dalam sistem SI nilainya adalah k = 1,381 x 10 -23 J/K

Jika kita mempunyai n mol zat, maka jumlah molekulnya adalah N = nNA Dengan, NA = Bilangan avogadro (6,022 x 1023 molekul/mol) n = jumlah mol zat Sehingga persamaan 2 menjadi, PV = nNAkT Dengan R =kNA, maka didapatkan PV = nRT Dimana R merupakan konstanta gas universal R = 8,315 J/(mol.K) = 0,0821 (L.atm)/(mol.K) = 1,99 kalori/(mol.K)

GRAFIK HUBUNGAN ANTARA TEKANAN DAN SUHU GAS PADA VOLUME TETAP

CONTOH KASUS b) a) UN 2013 Kode Fisika_IPA_SA_55# Tipler, hal. 593 14. (a) Bila 1 mol gas dalam suatu tabung menempati volume 10 L pada tekanan 1 atm, berapakah temperatur gas dalam kelvin? (b) Tabung dilengkapi dengan piston sehingga volume dapat berubah. Bila gas dipanaskan dengan tekanan konstan, gas muai sampai volume 20 L. Berapakah temperatur gas dalam kelvin? (c) volume dibuat tetap 20 L, dan gas dipanaskan dengan volume konstan sampai temperatur mencapai 350 K. berapakah tekanan gas? 𝑉 1 𝑇 1 = 𝑉 2 𝑇 2 a) PV = nRT b) 1 atm . 10 L = 1 mol . 8,135 mol.K . T 10 𝐿 121, 862 𝐾 = 20 𝐿 𝑇 2 T = 1 𝑎𝑡𝑚 . 10 𝐿 1 𝑚𝑜𝑙 . 0,08206 𝐿. 𝑎𝑡𝑚 𝑚𝑜𝑙.𝐾 = 121, 862 K 𝑇 2 =121, 862 . 2=243, 724 𝐾

Tipler, hal. 593 14. (a) Bila 1 mol gas dalam suatu tabung menempati volume 10 L pada tekanan 1 atm, berapakah temperatur gas dalam kelvin? (b) Tabung dilengkapi dengan piston sehingga volume dapat berubah. Bila gas dipanaskan dengan tekanan konstan, gas muai sampai volume 20 L. Berapakah temperatur gas dalam kelvin? (c) volume dibuat tetap 20 L, dan gas dipanaskan dengan volume konstan sampai temperatur mencapai 350 K. berapakah tekanan gas? 𝑃 1 𝑇 1 = 𝑃 2 𝑇 2 c) 1 𝑎𝑡𝑚 243,724 𝐾 = 𝑃 2 350 𝐾 𝑃 2 = 350 243,724 =1,436 𝑎𝑡𝑚

Contoh Kasus Berapa volume yang ditempati 1 mol gas pada temperatur O0C dan tekanan 1 atm? Temperatur absolut yang sesuai dengan O0C adalah 273 K. Dari hukum gas ideal (persamaan 15-19), kita dapatkan Temperatur O0C = 273 K dan tekanan 1 atm seringkali dinyatakan sebagai keadaan standar. Sebagaimana diketahui, 1 mol gas apa pun menempati volume 22,4 L.

Contoh Kasus Pada suatu hari yang lembab, 200C, titik embun diukur dengan mendinginkan sebuah tabung logam sampai titik-titik air terbentuk di permukaannya. Ini terjadi bila temperatur tabung adalah 150C. Berapakah kelembaman relatifnya? Pada titik embun 150C, tekanan parsial uap air di udara sama dengan tekanan uap air, yaitu 1,69 kPa. Selanjutnya, ini adalah tekanan parsial mula-mula dari uap air pada temperatur mula-mula 200C. Karena tekanan uap pada 200 C adalah 2,34 kPa, sehingga kelembaman relatifnya adalah Kelembaman relatif =

DIAGRAM PV KURVA SUHU KONSTAN (ISOTERM) pada gas ideal Gambar di atas menunjukkan berbagai temperatur pada P dan V yang berbentuk hiperbola

DIAGRAM Pv UNTUK GAS TIDAK IDEAL (prs. van der Waals) Persamaan van der Waals untuk n mol gas adalah TC adalah temperatur kritis Zat tetap berupa gas pada semua tekanan Garis datar merupakan tekanan uap yang seimbang dengan tekanan cairan Di bagian kiri daerah berbayang zat berupa cairan dan hampir tak termampatkan

FASA-FASA MATERI Gambar di atas adalah grafik tekanan terhadap temperatur pada volume konstan untuk air. Bagian diagram antara titik O dan C menunjukkan tekanan uap terhadap temperatur

CONTOH KASUS UN 2013 Kode Fisika_IPA_SA_55# Diketahui, m1 = M gram T1 = 0 0C ∆T1 = 5 0C T2 = 20 0C ∆T2 = 15 0C L1 = 80 kal g-1 C2 = 1 kal g-1 C-1 Ditanyakan, M = ….? Jawab: Q1 = Q2 (m1 . L1) + (m1 C1 ∆T1 ) = m2C2 ∆T2 80M + 5M = 340 x 15 M = 5100/85 = 60 gram

CONTOH KASUS UN 2013 Kode Fisika_IPA_SA_55# Diketahui, ∆T = (60-20) 0C = 40 0C α = 10-5 0C-1 16. ∆L = αL ∆T = Ditanyakan, ∆A = …? Jawab: ∆A = 2α A ∆T Melaui rumus umum, ∆L = αL ∆T = 2(10-5 0C-1) (40 x 20) (60-20) = 0,64 cm2

CONTOH KASUS UN 2013 Kode Fisika_IPA_SA_55# єC = 1+ TC Th