2.3 Persamaan Keadaan Gas Nyata Pada tahun 1873 Van der Waals, seorang fisikawan bangsa Belanda menjabarkan persamaan gas nyata sebagai berikut 2.5a RT b v v a p ) ( 2 2 nRT nb V V a n p ) ( 2 2 Untuk n mol Untuk 1 mol a dan b disebut tetapa Van der Waals
2.3 Persamaan Keadaan Gas Nyata. Pada tahun 1873 Van der Waals, seorang fisikawan bangsa Belanda menjabarkan persamaan gas nyata sebagai berikut. a dan b disebut tetapan Van der Waals. 2.5a. Untuk 1 mol. 2.5b. Untuk n mol. Tabel 2.1 Tabel Tetapan Gas. Persamaan Beattie-Bridgeman. - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
2.3 Persamaan Keadaan Gas Nyata
Pada tahun 1873 Van der Waals, seorang fisikawan bangsa Belanda menjabarkan persamaan gas nyata sebagai berikut
Persamaan Beattie-Bridgeman Merupakan modifikasi dari persamaan Virial
dengan
Ao, a,Bo, b dan C adalah tetapan yang berbeda untuk setiap gas
22 )()1(vABv
vRTp
22 )()1(vABv
vRTp
A = Ao(1- a/v) 2.8B = Bo(1-b/v) 2.9 = C/vT3 2.10
2.7
2.4 Bidang p-v-T Gas Sempurna
Jika Variabel p, v, dan T pada persamaan keadaan gas sempurna digambarkan pada tiga sumbu saling tegak lurus diperoleh bidang keadaan gas sempurna
p
v
T
isobarikisometrik
T
p
Proses isokorik
v1
v2v3
Proses Isotermal
p
v
T1
T2
T3
pv = RT = C p = R/v T = CT
p1
p2
p3
T
v
Proses isobarik
v = R/p T = CT
2.5 Bidang p-v-T Gas Nyata
Gas nyata memiliki sifat: Molekul molekul tarik menarik dan mempunyai
volume Dapat menjadi cair dan padat Hukum-hukum Boyle dan Gay-Lussac hanya
diikuti oleh gas nyata secara pendekatan, yaitu pada tekanan rendah jauh dari keadaan cairnya
Perbedaan sifat gas sempurna dengan gas nyata tampak jelas pada diagram p-v-T atau prpses Isotermal
Proses Isotermal
p
v
T1
T2
T3
a. Gas Sempurna
b. Gas Nyata
T1
v
T2
Tk
T3
p
◦K
b
b
c
c
a
a
Gas nyata ketika tekanan masih rendah, (volume besar), pemampatan juga diikuti oleh kenaikan tekanan seperti pada gas sempurna
( garis a-b) Setelah itu walaupun volume diperkecil
tekanan tidak berubah, garis b-c disebut garis koeksistensi cair-gas, yaitu fase cair dan gas (uap) dapat berada bersama.
Di titik b mulai terbentuk cairan dan di titik c semua uap telah menjadi cair
Pemampatan selanjutnya akan diikuti kenaikan tekanan yang besar
Jika proses ini diulangi pada suhu T2> T1 maka garis b-c menjadi lebih pendek, dan pada suhu tertetu (suhu kritis (Tk) garis koeksistensi menjadi nol. Tekanannya diberi simbol pk dan volumenya vk.
Di atas suhu kritis gas nyata tak dapat dicairkan dengan cara dimampatkan. Dan gas nyata mengikuti dengan baik Hukum Boyle.
Dari persmaan Vk = 3b atau vk/b = 3 Sedangkan dari hasil eksperimen
diperoleh A = 1,41 CO2 = 1,86 H2 = 2,8 O2 = 1,89
Contoh soal 2.1 Berapakah tekanan yang ditimbulkan oleh 3
gram gas nitrogen di dalam bejana yang voluenya 5 liter pada suhu 17 oC. Diketahui bobot molekul nitrogen 28 dan diangap sebagai gas sempurna.Nyatakan satuannya dalam atmosfer dan pascal.
Jawab Diketahui m = 3 gram, T = (17 + 273,15 ) K = 290,15 K V = 5 ltr, M = 28 gram/mol = 28 kg/kmol P = ……. atm p = ………….Pa Penyelesaian pV = (m/M) RT …………..p = (m/M) RT /V = (3 gram/ 28 gram mol-1)( 0,082 ltr atm mol-1 K-
Contoh Soal 2.2 Sebuah bejana volumenya 2 liter dilengkapi
dengan kran, berisi gas oksigen pada suhu 300 K dan tekanan 1 atm. Sistem dipanasi hingga menjadi 400 K dengan kran terbuka. Kran lalu ditutup dan bejana dibiarkan mendingin kembali sampai suhu semula. Hitunglah:
a. tekanan akhir? Berapa gram oksigen yang masih tertinggal
2-3 Suatu gas ideal terdiri dari 4 mole, mula-mula tekanannya 2 atm. Dan volumenya 0,1 m3. Gas dipanaskan pada volume konstan (isometrik) sehingga tekanannya menjadi 2 kali tekanan semula. Kemudian gas diekspansikan pada temperatur konstan (isotermal) hingga tekanannya kembali ke tekanan mula-mula, kemudian gas dikompresikan pada tekanan konstan hingga volumenya kembali ke volume mula-mula.
(a) Gambarkan proses tersebut pada diagram
p-V, p-T, dan V-T (b) Tentukan temperatur akhir proses isometrik
Jawaban 2-3a
1
2
3
p
VV1= V2 V3
P1=p3
p2
T
p
1
2
3p1
p2
T1 T2=T3
T
V
1 2
3
V1
V2
T1 T2= T3
b) n = 4 mol, V1 = V2 = 0,1 m3 = 100 ltr p1 = 2 atm R = 0,082 ltr atm mol-1K-1
p2 = 4 atm Keadaan 1 p1V1 = nRT1 atau T1 = p1V1/nR T1 = (2 atm x 100 lte)/(4 mol x 0,082
ltr.atm mol-1 K-1 ) = 609 ,76 K Proses 1 ke 2 (isometrik) p1/T1 = p2/T2 …… T2 = p2T1/p1 = 2p1.T1/p1