Tugas Kimia Fisika 1 Kelompok : Uswati Husnun Nadiyya (A1C309010) Aulia Fitriana (A1C309023) Ikhwan Khairu S. (A1C309047) Soal : 1. Yang ada di alam apakah gas ideal atau gas nyata? jelaskan! 2. Buktikan bahwa persamaan gas ideal pV = nRT Jawab : 1. Yang terdapat di alam adalah gas nyata. Pada kenyataannnya dialam tidak ada gas ideal. Karena gas yang ada dialam tidak memenuhi prinsip gas ideal. Gas nyata bersifat tidak sempurna, yaitu gas yang ti dak mematuhi dengan tepat hukum gas sempurna. Penyimpangan hukum terutama lebih terlibat pada tekanan tinggi dan temperatur rendah, khususnya pada saat gas akan mengenbun menjadi cairan. Gas nyata memperlihatkan penyimpangan dari hukum gas sempurna karena molekul-mol ekulnya berinteraksi satu sama lain : gaya tolak antar molekul membantu pemuaian dan gaya tarik membantu pemampatan. Gaya tolak antar molekul netral hanya berarti jika molekul-molekul tersebut hamp ir bersentuhan : gaya ini adalah interaksi jarak pendek, sekalipun dengan skala yang diukur dalam garis tengah (diameter) molekul. Karena gaya itu adalah intera ksi jarak pendek, tolak- menolak tidak boleh diabaikan hanya jika molekul-moleku l tersebut secara rata-rata berdekatan. Ini adalah kasus pada tekanan tinggi, ji ka sejumlah besar molekul menempati volume yang kecil. Sebaliknya, gaya tarik an tar molekul mempunyai jarak relatif jauh dan gaya tarik itu pun efektif di atas beberapa diameter molekul. Gaya ini penting jika molekul-molekul cukup berdekata n tetapi tidak perlu bersentuhan. Gaya tarik menjadi tidak efektif jika molekulmolekul terpisah jauh. Gas nyata yang memperlihatkan ketergantungan gaya terhadap jarak dapat diperagak an dengan membuat grafik antara faktor pemampatan Z terhadap tekanan, dengan Karena untuk gas sempurna Z = 1 pada semua kondisi, penyimpangan Z dari 1 adalah ukuran ketidaksempurnaan. Pada tekanan sangat rendah, semua gas yang diperlihatkan mempunyai Z = 1 dan berperilaku mendekati sempurna. Pada tekanan tinggi, semua gas mempunyai Z > 1 , menunjukkan bahwa gas-gas itu lebih sulit dimampatkan ketimbang gas sempur na (hasil kali pVm lebih besar daripada RT). Pada tekanan menengah, beberapa gas mempunyai Z < 1, artinya gaya tarik menang dan lebih mudah dimampatkan. Pada volume molar besar dan tenperatur tinggi, isoteerm gas nyata dan i soterm gas tidak jauh beda. Perbedaan kecil ini menunjukkan bahwa hukum gas semp urna berlaku pada tekanan rendah dan pada kenyataannya merupakan suku pertama da lam pernyataan yang berbentuk. pVm = RT (1+ Bp + Cp2 + ...) Dalam banyak penerapan, deret yang lebih cocok pVm = RT (1+ B/ Vm + C/ V2m + ...) Persamaan virial (virial equation of state) diatas adalah persamaan keadaan gas yang berada di luar gas ideal dan menjelaskan tentang gaya interaksi antar molek ul. KarenaKedua persamaan ini dikenal sebagai ekspansi / perluasan virial. Dan tanda B, C, D disebut sebagian koefisien virial sedangkan B/V : Interaksi antara 2 molekul C/V 2 : Interaksi antara 3 molekul Dan seterusnya. Persamaan virial dapat digunakan untuk memeragakan, persamaan keadaan gas nyata dapat sama dengan gas sempurna sewaktu p 0, semua sifatnya tidak perlu sama dengan sifat gas sempurna. Nilai dZ/ dP, kemiringan grafik factor pemampatan terhada p tekanan. Untuk gas semourna berlaku dZ/ dP= 0 tetapi untuk gas nyata berlaku dZ/ dP = B 2pC + ... B ketika p0 namun demikian, B tidak perlu nol. Oleh karena itu, walaupun untuk gas nyata Z 1 ketika p 0 (keadaan gas nyata sama dengan hokum gas sempurna ketika p0), kemiring an kurva Z terhadap p tidak mendekati nol (nilai gas sempurna). 2. Rumus gas ideal pV = nRT didapatkan dari hukum-hukum gas, yaitu : a. Hukum Boyle pada temperatur tetap/konstan, volume suatu gas dengan massa tertentu, berbanding terbalik dengan tekanannya V Hukum boyle digunakan untuk meramalkan tekanan gas jika volumenya berubah. Jika nilai mula-mula tekanan dan volume adalah P1 dan V1 dan karena hasil kali PV tet ap, nilai akhir P2 dan V2 harus memenuhi :b. Hukum Gay-Lussac pada tekanan konstan, volume gas dengan massa tertentu berbanding lurus dengan te mperaturnya V(n, p) Tc. Hukum Charles pada volume konstan, tekanan suatu gas dengan massa tertentu berbanding lurus den gan temperaturnya. P(n, v) Td. Hukum Avogadro pada suhu dan tekanan tetap,volume yang di tempati suatu gas berbanding langsung dengan jumlah mol gas V(p, t) nGas ideal mengikuti hukum-hukum gas yang dikemukakan diatas. Hukum Boyle V (pada T dan n tetap) Hukum Guy Lussac V T (pada P dan n tetap) Hukum Charles P T (pada V dan n tetap) Hukum Avogadro V n (pada T dan P tetap) Digunakan tanda R sebagai pembanding yang mempunyai suatu nilai tunggal yang ber laku untuk semua gas yang bersifat idealKeterangan : P = tekanan (N/m2) V = volume (m3) n = jumlah mol (mol) R = tetapan gas T = suhu (K) Mencari nilai R: Dik: n = 1 mol, V = 22,414 L, P = 1 atm, T = 273,15 K Dit: nilai R?