Penurunan Persamaan
Keadaan Gas Ideal
Persamaan
keadaan gas ideal kita peroleh dengan dua cara berikut :
Cara
pertama, suhu gas dijaga tetap dan volum diubah-ubah dengan menggerakkan
piston. Misalnya tekanan gas mula-mula p0
dan volum gas mula-mula V0.
Jika piston digerakkan kebawah hingga volum gas berkurang menjadi ½ V0, ternyata tekanan gas
bertambah menjadi 2p0.
Jika piston terus digerakkan ke bawah sehingga volum gas berkurang menjadi ¼ V0, ternyata tekanan gas
bertambah menjadi 4p0.
Hasil ini dapat disimpulkan oleh pernyataan berikut :
Secara matematis,
pernyataan diatas dinyatakan :
Persamaan (8-3) pertama kali dinyatakan oleh
Robert Boyle pada tahun 1666, sehingga disebut hukum Boyle.
Cara kedua, tekanan gas
dijaga tetap dan volum gas diubah-ubah dengan menggerakkan piston. Diasumsikan
suhu mutlak gas mula-mula T0
dan volum gas mula-mula V0.
Bila piston digerakkan keatas sehingga volum gas bertambah menjadi 2V0, ternyata suhu mutlak gas
bertambah menjadi 2T0.
Bila piston terus digerakkan ke atas sehingga volum gas bertambah menjadi 4V0, ternyata suhu mutlak gas
bertambah menjadi 4T0.
Hasil ini disimpulkan dengan pernyataan berikut :
Pernyataan diatas secara matematis dinyatakan
sebagai :
Persamaan (8-4) dinyatakan pertama kali oleh
Jacques Charles (1747-1823) dan Joseph Gay Lussac (1778-1805), dan disebut
hukum Charles- Gay Lussac.
Suhu mutlak gas T yang dinyatakan dalam satuan Kelvin (K) dihitung dengan
persamaan,
Sekarang kita dapat
menyatakan persamaan gas ideal yang memenuhi hukum Boyle dan Charles- Gay
Lussac dengan menyatukan persamaan (8-3) dan (8-4).
Jika
suhu mutlak T tetap, dihasilkan pV = tetap. Jika tekanan p tetap, dihasilkan
tetap. Persamaan (8-6) berlaku untuk percobaan gas ideal
dalam bejana tertutup (tidak ada kebocoran) sehingga massa gas tetap selama
percobaan. Jika massa atau mol gas diubah, misal kita menggandakan mol gas, n,
dengan menjaga tekanan dan suhu tetap, ternyata dihasilkan volum V yang ganda
(lipat dua) juga. Karena itu, kita boleh menulis bilangan tetap diruas kanan
persamaan (8-6) dengan nR, dengan R
diperoleh dari percobaan, dan kita memperoleh persamaan umum yang berlaku untuk
gas ideal, yang disebut persamaan keadaan gas ideal.
tetap. Persamaan (8-6) berlaku untuk percobaan gas ideal
dalam bejana tertutup (tidak ada kebocoran) sehingga massa gas tetap selama
percobaan. Jika massa atau mol gas diubah, misal kita menggandakan mol gas, n,
dengan menjaga tekanan dan suhu tetap, ternyata dihasilkan volum V yang ganda
(lipat dua) juga. Karena itu, kita boleh menulis bilangan tetap diruas kanan
persamaan (8-6) dengan nR, dengan R
diperoleh dari percobaan, dan kita memperoleh persamaan umum yang berlaku untuk
gas ideal, yang disebut persamaan keadaan gas ideal.
Sumber pembelajaran : Buku paket Fisika KTSP 2006 kelas XI, Marthen Kanginan
