Mengenal Gas Ideal: Sifat, Hukum, dan Persamaannya | Fisika Kelas 11

Yuk, kenal lebih dekat tentang gas ideal! Apa itu gas ideal? Seperti apa sifat-sifat dan persamaannya? Pelajari selengkapnya dalam artikel berikut, ya!

—

Teman-teman, pernah nggak mendengar istilah gas sejati dan gas ideal?

Gas sejati adalah gas nyata yang ada di sekitar kita. Contohnya yakni gas yang kita hirup, gas yang keluar dari kendaraan bermotor, dan sebagainya. Gas sejati memiliki sifat dan interaksi yang sangat kompleks.

Sementara itu, gas ideal adalah gas teoretik yang digunakan untuk mempelajari perilaku gas. Karena gas sejati bersifat kompleks, maka susah bagi kita untuk mempelajari perilakunya, Oleh karena itu, gas sejati ini disederhanakan menjadi gas ideal. Karena telah disederhanakan, gas ideal pun memiliki sifat dan interaksi yang lebih sederhana dibandingkan gas sejati. Jadi, sederhananya, gas ideal ini adalah model untuk perhitungan perilaku gas sejati atau gas nyata.

Sifat-Sifat Gas Ideal

Salah satu sifat pada gas ideal adalah partikel-partikelnya tidak memiliki volume dan gaya antar partikelnya diabaikan, kecuali tumbukan. Gas-gas nyata seperti gas O₂, H₂, CO₂, dan gas lainnya, dapat mendekati sifat gas ideal ketika berada pada temperatur tinggi dan bertekanan rendah.

Sifat lain yang dimiliki gas ideal yakni jarak antarmolekulnya sangat jauh jika dibandingkan dengan ukuran molekulnya sendiri. Selain itu, partikel gas ideal bergerak dengan acak dan bertumbukan lenting sempurna, baik dengan dinding wadah gas atau dengan partikel gas lainnya.

Baca juga: Pengertian, Penerapan, Rumus, dan Contoh Soal Kapilaritas

Konsep Mol pada Gas Ideal

Untuk menyatakan banyaknya zat pada gas ini, digunakan sebuah besaran yang kita sebut sebagai jumlah zat dengan satuan standar internasionalnya adalah mol. Dalam 1 mol zat sendiri terdapat 6,022 x 10²³ partikel yang terkandung di dalamnya.

Hukum dan Persamaan Gas Ideal

Pada teori kinetik gas, keadaan gas diuji oleh beberapa ilmuwan dan menghasilkan beberapa temuan sebagai berikut:

1. Hukum Boyle

Hukum Boyle menyatakan bahwa tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas, saat temperatur dan jumlah zat gas dijaga tetap konstan. Secara matematis, hal tersebut dapat dituliskan seperti berikut:

Atau dalam bentuk lain, bisa dituliskan seperti berikut:

PV = konstan

Sehingga, untuk persamaan perbandingan keadaan gas sesuai hukum Boyle, bisa dituliskan seperti berikut:

2. Hukum Charles

Hukum Charles, menyatakan bahwa temperatur mutlak dan volume gas akan berbanding lurus saat tekanan dan jumlah zatnya dijaga tetap. Secara matematis, hal tersebut bisa dituliskan seperti ini:

V ∝ T 

Dalam bentuk lain, bisa juga dituliskan seperti ini:

Sehingga, hubungan keadaan awal dan keadaan akhirnya, bisa ditulis seperti rumus berikut ini:

3. Hukum Gay-Lussac

Hukum Gay-Lussac menyatakan bahwa tekanan pada gas berbanding lurus dengan temperatur mutlaknya, saat gas dijaga dalam volume dan jumlah zat yang tetap. Secara matematis, hal tersebut dapat dituliskan seperti ini:

P ∝  T 

Dalam bentuk lain, bisa dituliskan juga seperti ini:

Kemudian, untuk perbandingan keadaan awal dan keadaan akhirnya, bisa dituliskan seperti pada rumus berikut:

Nah, hubungan ketiga besaran makroskopik tersebut, yang terdiri atas tekanan (P), volume (V), dan temperatur (T), bisa dinyatakan dalam hukum gabungan gas ideal, di mana syaratnya adalah jumlah zat harus dalam keadaan konstan.

Secara matematis, hal tersebut dapat dituliskan seperti rumus berikut:

Untuk persamaan keadaan awal dan akhirnya dapat ditulis dengan rumus seperti berikut:

Nah, sudah paham kan dengan materi hukum dan persamaan gas ideal? Atau masih penasaran? Kalau masih penasaran, yuk pelajari selengkapnya di ruangbelajar! Daftarkan dirimu sekarang juga, ya!

Artikel ini telah diperbarui pada 16 Desember 2021.