Termodinamika: Gas Ideal dan Prosesnya

 

Abstrak

Termodinamika 1 membahas tentang gas ideal dan prosesnya. Gas ideal adalah sekumpulan partikel gas yang tidak saling berinteraksi satu dengan lainnya. Artinya, jarak antarpartikel gas ideal sangat berjauhan dan bergerak secara acak. Gas ideal juga merupakan model teoritis untuk gas yang memenuhi persamaan keadaan gas ideal, yaitu (PV = nRT), di mana (P) adalah tekanan, (V) adalah volume, (n) adalah jumlah mol gas, (R) adalah tetapan gas, dan (T) adalah suhu mutlak. 

Kata kunci: Termodinamika 1 dan Gas Ideal

Pendahuluan

Gas ideal adalah model teoritis untuk gas yang memenuhi persamaan keadaan gas ideal, yaitu (PV = nRT), dimana (P) adalah tekanan, (V) adalah volume, (n) adalah jumlah mol gas, (R) adalah tetapan gas, dan (T) adalah suhu mutlak. Gas ideal merupakan gas hipotetis yang tidak memiliki volume partikel dan tidak saling berinteraksi. Proses-proses yang dapat terjadi pada gas ideal meliputi proses isokorik (volume tetap), isobarik (tekanan tetap), isotermal (suhu tetap), dan adiabatik (tanpa pertukaran panas dengan lingkungan).

Proses isokorik (atau isokhorik) terjadi ketika volume gas tetap. Selama proses ini, tidak ada kerja yang dilakukan oleh gas karena tidak ada perubahan volume. Persamaan untuk kerja dalam proses isokorik adalah (W = 0), di mana (W) adalah kerja yang dilakukan oleh gas.

Proses isobarik terjadi ketika tekanan gas tetap. Selama proses ini, gas dapat melakukan kerja karena terjadi perubahan volume. Persamaan untuk kerja dalam proses isobarik adalah \l(W = P × Delta V), di mana Delta V adalah perubahan volume gas.

Proses isoterma terjadi ketika suhu gas tetap. Selama proses ini, gas ideal mengikuti hukum Boyle yang menyatakan bahwa tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya.

Proses adiabatik terjadi ketika tidak ada pertukaran panas antara gas dan lingkungan sekitarnya. Selama proses ini, gas ideal mengikuti hukum Poisson yang menyatakan bahwa (PV^gamma = {constant}), di mana (gamma) adalah rasio kapasitas panas spesifik pada tekanan konstan terhadap kapasitas panas spesifik pada volume konstan.

Rumusan masalah

1. Bagaimana konsep Gas ideal dan Gas nyata?

2. Perbedaan teori buffer dan titrasi asam basa

Pembahasan

1. KONSEP GAS IDEAL DAN GAS NYATA 

Gas ideal adalah suatu konsep atau contoh gas yang dianggap ideal. Suatu gas nyata mempunyai banyak syarat, antara lain volume gas tidak boleh berubah-ubah, unsur-unsur dalam gas bergerak acak ke segala arah, tidak ada hubungan antara volume gas, dan volume gas sedikit lebih besar. volume gas. gas atau volume wadah, dan tumbukan dengan gas merupakan kompensasi penuh. Namun, tidak ada gas yang cocok untuk penggunaan sehari-hari. Teori gas ideal dimaksudkan dan digunakan untuk menyederhanakan hubungan antara keadaan makroskopis gas. Sedangkan gas ideal adalah gas yang tidak memenuhi seluruh syarat gas ideal. Gas nyata mempunyai hubungan antara volume gas dan volume gas yang tidak dapat diabaikan. Atau bisa juga disebut gas ideal yang bertekanan rendah dan bersuhu tinggi.

2. KARAKTERISTIK GAS IDEAL

Gas ideal memiliki beberapa karakteristik yang membedakannya dari gas nyata. Berdasarkan sumber yang ditemukan, karakteristik gas ideal adalah sebagai berikut:

1. Partikel yang identik: Partikel gas ideal terdiri dari partikel yang identik, baik dari segi ukuran, massa, dan besar energi kinetik yang dimilikinya.

2. Tidak ada gaya tarik-menarik antara partikel gas: Gas ideal tidak memiliki gaya saling tarik-menarik ataupun saling tolak-menolak antara partikelnya, kecuali selama tumbukan elastis dengan durasi yang dapat diabaikan 

3. Tumbukan elastis: Partikel gas ideal tumbukan elastis atau lenting sempurna tanpa kehilangan energi kinetik.

4. Bergerak dengan acak namun dalam lintasan lurus: Partikel gas ideal bergerak dengan acak ke segala arah, namun semuanya bergerak dalam lintasan yang lurus[1].

5. Tidak memiliki volume: Secara individu, partikel gas ideal hanyalah partikel titik yang tidak memiliki volume.

Sementara gas nyata memiliki partikel-partikel yang saling berinteraksi satu sama lain, tidak seperti gas ideal, dan memiliki perilaku yang berbeda terutama pada tekanan tinggi, massa jenis tinggi, dan temperatur rendah[5].

Dengan demikian, karakteristik gas ideal meliputi partikel yang identik, tidak adanya gaya tarik-menarik antara partikel gas, tumbukan elastis, gerakan acak namun dalam lintasan lurus, dan tidak memiliki volume secara individu. Selain itu, gas ideal juga memiliki persamaan keadaan dan hukum-hukum yang menjelaskan sifat-sifatnya.

Kesimpulan

Dari artikel diatas, dapat disimpulkan bahwa gas ideal adalah model teoritis dengan partikel yang tidak berinteraksi, bergerak acak, dan mengikuti persamaan keadaan (PV = nRT). Perbandingan dengan gas nyata menunjukkan perbedaan interaksi antarpartikel. Karakteristik gas ideal melibatkan tumbukan elastis, gerakan acak, dan ketiadaan volume individu. Ini adalah konsep penting dalam Termodinamika 1.

Daftar Pustaka

Academy Khan. (Diakses pada tanggal 27 November 2023). https://www.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:intermolecular-forces-and-properties/x2eef969c74e0d802:ideal-gas-law/v/ideal-gas-equation-pv-nrt