Hukum Gas Ideal
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| ideal gas law/aɪˈdɪəl ɡæs lɔː/ | hukum gas ideal |
Memompa ban — menjadi panas dan keras
- Dorong pompa sepeda, tabungnya akan menghangat sementara ban menjadi kaku.
- Anda menekan gas ke dalam ruang yang lebih sempit, sehingga tekanan dan suhunya naik.
- Satu persamaan sederhana mengaitkan tekanan, volume, suhu, dan jumlah gas bersama-sama.
- Itu adalah hukum gas ideal, mesin utama termodinamika.
Persamaan
- Hukum gas ideal adalah $PV = nRT$.
- $P$ adalah tekanan, $V$ volume, $n$ jumlah gas (dalam mol), $T$ suhu kelvin.
- $R$ adalah konstanta gas universal, sama untuk setiap gas ideal.
- Ketahui tiga dari $P, V, T$ (untuk $n$ tetap) dan yang keempat akan tetap.
Peras gas tersebut
Ubah volume dan lihat respons tekanan sepanjang isoterma — PV tetap konstan.
Manakah persamaan gas ideal?
$PV = nRT$ menghubungkan tekanan, volume, jumlah, dan suhu.
Dalam $PV = nRT$, simbol $n$ adalah jumlah gas yang diukur dalam ____.
$n$ adalah jumlah mol gas.
Hubungan di dalamnya
- Pada suhu konstan, $P$ dan $V$ berkorelasi terbalik: mampatkan $V$, dan $P$ akan naik.
- Pada volume konstan, $P$ naik sebanding dengan suhu kelvin.
- Pada tekanan konstan, volume naik sebanding dengan suhu.
- Masing-masing adalah kasus khusus dari satu persamaan induk $PV = nRT$.
Gas pada $100\ \text{kPa}$, $2\ \text{m}^3$ diperas menjadi $0.5\ \text{m}^3$ pada suhu tetap. Berapakah tekanan baru, dalam $\text{kPa}$?
$P_1V_1 = P_2V_2 \Rightarrow 200 = 0.5 P_2 \Rightarrow P_2 = 400\ \text{kPa}$.
Pada suhu tetap, jika Anda memperkecil setengah volume gas, tekanannya:
$PV$ konstan, jadi memperkecil $V$ menggandakan $P$.
Gas pada $300\ \text{K}$ memiliki tekanan $200\ \text{kPa}$ dalam wadah kaku. Dipanaskan hingga $600\ \text{K}$, berapakah tekanan barunya, dalam $\text{kPa}$?
Pada volume tetap, $P \propto T$: menggandakan suhu kelvin menggandakan tekanan menjadi $400\ \text{kPa}$.
Kapan hukum itu berlaku
- Hukum ini akurat untuk gas ideal — partikel tanpa ukuran dan tanpa gaya antarpartikel.
- Gas nyata mengikuti hukum ini dengan ketat pada tekanan biasa dan jauh di atas titik didihnya.
- Hukum ini tidak berlaku dekat kondensasi, di mana gaya antarpartikel signifikan.
- Untuk soal AP, perlakukan gas sebagai ideal kecuali diperintahkan lain.
Suhu dalam persamaan gas ideal harus dalam kelvin.
Hukum ini berbanding lurus dalam kelvin; menggunakan $^\circ\text{C}$ memberikan rasio yang salah.
Selalu gunakan suhu dalam kelvin di $PV = nRT$. Menggunakan $^\circ\text{C}$ menghasilkan hal nonsens — misalnya, "menggandakan dari $10\,{}^\circ\text{C}$ ke $20\,{}^\circ\text{C}$" bukan menggandakan suhu ($283\ \text{K}$ ke $293\ \text{K}$ hanyalah kenaikan $3.5\%$).
Gas pada tekanan $100\ \text{kPa}$ dan volume $2\ \text{m}^3$ dipadatkan menjadi $0.5\ \text{m}^3$ pada suhu konstan. Temukan tekanan baru.
- Pada $T$ konstan, $P_1 V_1 = P_2 V_2 \Rightarrow 100 \times 2 = P_2 \times 0.5$.
- $P_2 = \dfrac{200}{0.5} = 400\ \text{kPa}$ — empat kali lebih besar, karena volume menyusut empat kali lipat.
Hukum gas ideal adalah $PV = nRT$ (suhu dalam kelvin). Pada $T$ konstan, $P$ dan $V$ berkorelasi terbalik ($P_1V_1 = P_2V_2$); pada $V$ atau $P$ konstan, yang lain naik seiring suhu. Hukum ini berlaku baik untuk gas nyata menjauhi kondensasi.