Gas Ideal : Pengertian – Sifat – Persamaan – Rumus – Contoh Soal

Gas ideal tak bisa dipakai pada suhu yang bertekanan tinggi atau bertekanan rendah. Penggunaan gas ideal juga tak dapat dijalankan pada gas yang berat seperti refrigeran. Partikel yang terdapat dalam gas ideal merupakan partikel yang bentuknya kecil yang berupa atom ataupun molekul dengan jumlah yang sangat banyak. Dalam sebuah wadah, persebaran gas merata dan gaya tarik menarik dianggap tidak ada. Partikel dalam sebuah gas ideal sangat memenuhi kajian hukum newton dan ada berbagai kajian ilmu yang membahas mengenai gas ideal.

Gas Ideal yaitu sebuah gas yang terdiri dari partikel-partikel titik yang selalu bergerak secara acak dan masing-masing partikel tidak melakukan interaksi. Hukum gas ideal sangat berkaitan dengan konsep yang digunakan gas ideal, suatu persamaan selalu ada proses penyederhanaan dan dilakukanlah analisis dengan metoda statistika. Pada sebuah temperatur biasanya gas nyata selalu memiliki perilaku gas ideal dan gas ideal selalu dibutuhkan oleh berbagai gas seperti Nitrogen, Oksigen, Gas mulia dan lain-lain.

Sifat-sifat Gas Ideal

1. Jumlah Partikel

Dalam sebuah gas ideal terdiri dari partikel-partikel yang sangar berlimpah dan dari berbagai jenis metode penelitian terdapat fakta bahwa dari semua partikel tak ada gaya yang saling berinteraksi atau saling tarik menarik. Partikel-partikel bergerak bebas dan saling menghindar. Jumlah partikelnya yang banyak menjadi salah satu ciri gas ideal yang sangat identik dan setiap partikel pasti tidak saling berkesinambungan.

2. Partikel Kelajuan Tetap

Suatu partikel dalam gas ideal melakukan gerak yang tetap dan melakukan gerak pada lintasan yang lurus, pergerakan yang dilakukan berlangsung secara acak. Gas ideal mengabaikan gaya tarik menari dan pada molekul yang ada dalam gas ideal, hukum newton sangatlah berperan penting. Partikel yang memiliki kelajuan tetap menjadi salah satu ciri yang sangat identik dari sebuah gas ideal.

3. Lenting Sempurna

Dalam sebuah gas ideal, pasti memiliki tumbukkan dan setiap tumbukkan memiliki sifat alastis atau lengting sempurna dan tumbukkan partikel terhadap sebuah dinding wadah memiliki peranan yang sangat penting. Setiap partikel memiliki wujud zat yang bervariasi dan hal ini sangat menegaskan bahwa gas ideal memiliki sifat lenting sempurna.

4. Waktu Tumbukkan

Waktu tumbukkan yang diperlukan masing-masing partikel sangatlah singkat dan waktu tumbukkan juga seringkali diabaikan. Partikel memiliki waktu perubahan wujud zat yang sangat cepat dan seringkali tidak terlihat secara jelas. Tumbukkan yang dilakukan partikel bisa pula diabaikan.

5. Ukuran Partikel

Ukuran partikel pada sebuah gas dalam sebuah ruangan tempat gas seringkali diabaikan dan menjadi salah satu sifat dari gas ideal. Partikel gas ideal yang ada sangat dipengaruhi oleh hukum newton yang membahas mengenai gerak. Berdasarkan langkah-langkah penelitian yang jelas, ukuran partikel dalam sebuah ruangan bisa diabaikan atau tidak diperhitungkan sama sekali.

6. Volume Partikel

Dalam berbagai cabang ilmu fisika menjelaskan bahwa volume partikel gas memiliki ukuran yang sangat kecil dan sangat berbeda jauh dengan ruang yang ditempati. Hal ini membuat volume partikel seringkali diabaikan dan setiap partikel memiliki pergerakkan ke sembaranng arah atau tidak beraturan.

7. Persebaran Partikel Gas

Partikel gas melakukan persebaran yang sangat merata ke sembarang tempat yang sempit dan jarak antar partikelnya, lebih besar jika dibandingkan ukuran partikel. Gas ideal memiliki partikel-partikel yang sangat penting, meskipun ukurannya sangatlah kecil dan bisa diabaikan.

Ciri-Ciri Gas Ideal

1. Partikel gas bergerak Acak

Partikel gas bergerak secara acak dan molekul gas dibedakan dari jarak antar partikel. Jarak dekat berarti molekul gasnya sangat padat dan menempel satu sama lain. Jarak jauh namun tidak terlalu jauh berarti molekul gasnya sudah cair. Gas jaraknya jauh lebih besar dengan ukuran partikelnya dan jumlah molekulnya sangat banyak.

2. Zat Tunggal

Gas yang dipertimbangkan adalah suatu zat yang tunggal dan semua molekulnya sangatlah identik. Miliki zat tunggal menjadi salah satu ciri gas ideal dan gas ideal memiliki sifat yang bisa diabaikan. Gas ideal yang berdiri sendiri menjadikan tak ada campuran dari zat lainnya.

Persamaan Gas Ideal

Persamaan gas ideal adalah suatu kondisi gas ideal yang menjadikan pendekatan baik pada karakteristik berbagai gas dalam kondisi tertentu dan persamaan gas ideal pertama kali dicetuskan oleh seorang Émile Clapeyron pada tahun 1834. Émile Clapeyron adalah seorang pria yang lahir pada 26 Februari 1799 dan berprofesi sebagai seorang fisikawan. Pria berkebangsaan Perancis ini menjadi salah satu pencetus teori termodinamika dan menjadi orang yang memiliki peranan penting dalam pengkajian gas ideal.

Persamaan ini dicetuskan sebagai kombinasi dari hukum boyle dan hukum charles. Dalam persamaan gas ideal huruf P diartikan sebagai tekanan mutlak pada gas, V diartikan sebagai volume, n kecil diartikan sebagai jumlah partikel yang terdapat dalam suatu gas dengan satual mol, T diartikan sebagai temperatur yang dinyatakan dalam satuan kelvin dan R diartikan sebagai konstanta gas ideal.

Rumus Gas Ideal

Dalam kajian gas ideal ada 3 hukum kinetika gas yang sangat berpengaruh yaitu Hukum Boyle, Hukum Charles dan Hukum Avogadro.

• Rumus persamaan gas ideal adalah PV = nRT
• Rumus untuk mencari volume suatu gas adalah V = nRT/P.

Dalam sebuah rumus gas ideal ada beberapa hal yang bisa ditentukan seperti volume dari suatu gas, temperatur dalam suatu gas, jumlah partikel yang ada dalam sebuah gas, tekanan mutlak pada satu gas dan yang lain-lain.

Contoh Soal Gas Ideal

1. Pada suatu gas oksigen 14 gram yang memiliki temperatur 25 celsius dan memiliki tekanan 0,75 atm. Berapakah volume gas oksigen tersebut?

Diketahui:

n = 14 gram gas aksigen = 14/28 = 0,5 mol
T = 25 Celcius
P = 0,75 atm

Jawab:

V = nRT/P
V = [(0,5 mol) x (0,082 liter atm mol-1 K-1) x (298)] / (0,75 atm)
V = 16,3 liter

Volume gas oksigen dalam contoh soal diatas adalah 16,3 liter.

Demikian ulasan lengkap mengenai gas ideal dan semoga artikel ini dapat menjadi referensi terbaik bagi para pembacanya.