Home / Fisika / Gas Ideal

Gas Ideal

  • 11 min read

Penulis : Deyan Prashna, Departemen Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia 2016

Gas ideal merupakan gas dengan molekul-molekul yang tidak bergerak akibat tidak adanya interaksi satu sama lain pada suhu 0 K. Gas ideal berhubungan dengan termodinamika. Keadaan gas terdiri dari isobarik, isokhorik, isotermik, dan adiabatis. Perhitungan gas ideal dilakukan melalui pendekatan teoritis berdasarkan hukum gas ideal. Hukum tersebut yaitu hukum Boyle, hukum Charles, hukum Gay Lussac, dan hukum Boyle-Gay Lussac. Gas ideal hanya sebuah teori dan tidak pernah ada. Sehingga gas ideal disebut sebagai gas yang sempurna.

Apa yang kamu ketahui tentang gas ideal? Lalu, apa itu gas ideal? Bagaimana cara pengukuran gas ideal? Bagaimana bisa sih dapat dikatakan sebagai keadaan ideal? Yuk, simak artikel ini untuk mengetahui jawabannya.

Pengertian Gas Ideal

Gas ideal atau gas teoritis merupakan suatu gas yang bergerak secara acak dan tidak berinteraksi satu sama lain. Gas ideal tidak berlaku pada suhu yang rendah dan tekanan yang tinggi karena terdapat gaya intermolekular (gaya antar molekul).

Gas nyata seperti oksigen, hidrogen, nitrogen, gas mulia dan karbondioksida dapat berperilaku seperti gas ideal pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. Dikarenakan pada gas tersebut terdapat energi yang melawan gaya intermolekular dan ukuran molekul dimana ukuran molekul menjadi lebih kecil bila dibandingkan dengan jarak antar molekul.

Gas ideal tidak mengalami fase transisi. Gas kuat (karena ada gaya intermolekular yang kuat) seperti uap gas tidak dapat dikatakan berperilaku seperti gas ideal karena mengalami perubahan fase transisi.

Gas ideal harus memenuhi beberapa syarat, yaitu molekul-molekul gas harus bergerak secara acak, molekul gas tersebar merata di setiap bagian volume yang ditempati, molekul-molekul tidak saling berinteraksi, sekalipun berinteraksi maka interaksinya merupakan tumbukan lenting sempurna dalam waktu yang singkat, dan juga berada pada suhu 0 K (sangat rendah). Hukum Newton tentang gerak juga berlaku pada gas ideal.

Bagi kamu yang ingin mengetahui hukum Newton tentang gerak, maka kamu dapat membaca artikel hukum Newton (gerak).

Gas ideal adalah gas yang sesuai dengan teori (gas teoritis) atau disebut juga sebagai gas yang sempurna. Jarak antar molekul gas sangat jauh sehingga tidak ada interaksi diantaranya.

Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya, sekalipun ada interaksi maka interaksinya berupa lenting sempurna dan dalam waktu yang cepat.

Gas ideal berhubungan dengan termodinamika. Termodinamika merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari pertukaran energi antara sistem dengan lingkungan dalam bentuk kalor serta ada hubungannya terhadap energi dan gerak.

Kalor merupakan suatu ukuran dimana menyatakan bentuk energi yang bergerak dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Perlu diketahui bahwa suhu dan temperatur itu berbeda.

Suhu merupakan ukuran derajat panas atau dingin dari suatu benda yang berhubungan dengan kelembaman dan bisa diukur secara matematis. Sedangkan temperatur merupakan ukuran derajat panas atau dingin dari suatu benda.

Suatu keadaan gas dapat dibedakan menjadi 3 berdasarkan perlakuan dalam termodinamika, yaitu isobarik, isokhorik, dan isotermik. Berikut penjelasannya:

  • Isobarik, merupakan suatu proses termodinamika yang tidak mengubah tekanan gas, 1 . Berikut rumusnya:

rumus termodinamika

dimana 1 merupakan usaha (J), P merupakan tekanan (Pa), dan 2 merupakan perubahan volume 3 .

  • Isokhorik, merupakan suatu proses termodinamika yang tidak mengubah volume gas, 4 . Berikut rumusnya:

rumus Isokhorik

dimana 7 merupakan usaha (J).

  • Isotermik, merupakan suatu proses termodinamika yang tidak mengubah suhu gas, 7 . Berikut rumusnya:

Isotermik

dimana 8 merupakan usaha (J), n merupakan jumlah mol (mol), R merupakan tetapan gas ideal sebesar 7 , 10 merupakan volume gas pada keadaan ke-2 11 , dan merupakan volume gas pada keadaan ke-1 12 .

dimana jumlah mol, n, dapat dicari dengan salah satu rumus berikut:

jumlah mol

dimana n merupakan jumlah mol (mol), m merupakan massa dari atom/molekul (gram), Mr merupakan massa molekul relatif (gram), dan Ar merupakan massa atom relatif (gram).

  • Adiabatik, merupakan proses termodinamika yang tidak mengubah keadaan gas. Berikut rumusnya:

rumus adibiatik

dimana merupakan tekanan gas pada keadaan ke-1 (Pa), merupakan volume gas pada keadaan ke-1 , merupakan tekanan gas pada keadaan ke-2 (Pa), merupakan volume gas pada keadaan ke-2 , dan merupakan tetapan Laplace.

Tetapan Laplace dapat dicari dengan rumus sbb:

rumus Tetapan Laplace

dimana merupakan kapasitas kalor gas pada tekanan tetap , dan merupakan kapasitas kalor gas pada volume tetap .

Bagi kamu yang ingin mempelajari lebih lanjut tentang termodinamika, maka kamu dapat membaca artikel termodinamika.

Rumus Gas Ideal

Rumus gas ideal ditemukan oleh Emile Clapeyron pada tahun 1834 dimana rumusnya merupakan kombinasi dari hukum Charles dan Boyle. Berikut rumusnya:

rumus gas mulia

dimana P merupakan tekanan gas (Pa), V merupakan volume gas , n merupakan jumlah mol (mo), R merupakan tetapan gas ideal sebesar , T merupakan suhu gas (K).

Hukum-Hukum Gas Ideal

Terdapat beberapa hukum pada gas ideal, yaitu hukum Boyle, Charles, Gay Lussac, dan Boyle-Gay Lussac. Berikut penjelasannya:

Hukum Boyle

Hukum ini ditemukan oleh fisikawan Inggris bernama Robert Boyle. Hukum ini menyatakan bahwa suhu gas yang dipertahankan konstan pada suatu bejana tertutup, maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan volumenya. Berikut rumusnya:

rumus hukum boyle

dimana merupakan tekanan gas pada keadaan ke-1 (Pa), merupakan volume gas pada keadaan ke-1 , merupakan tekanan gas pada keadaan ke-2 (Pa), dan merupakan volume gas pada keadaan ke-2 .

Hukum Charles

Hukum ini ditemukan oleh fisikawan Perancis bernama Jacque Charles. Hukum ini menyatakan bahwa jika tekanan gas dipertahankan konstan pada bejana tertutup, maka volume gas akan berbanding terbalik dengan suhunya. Berikut rumusnya:

rumus hukum charles

dimana merupakan volume gas pada keadaan ke-1 , merupakan suhu gas pada keadaan ke-1 (K), merupakan volume gas pada keadaan ke-2 , dan merupakan suhu gas pada keadaan ke-2 (K).

Hukum Gay Lussac

Hukum ini ditemukan oleh fisikawan Perancis bernama Joseph Gay Lussac. Hukum ini menyatakan bahwa jika volume suatu gas dipertahankan konstan, maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan suhunya. Berikut rumusnya:

rumus hukum gay lussac

dimana merupakan tekanan gas pada keadaan ke-1 (Pa), merupakan suhu gas pada keadaan ke-1 (K), merupakan tekanan gas pada keadaan ke-2 (Pa), dan merupakan suhu gas pada keadaan ke-2 (K).

Hukum Boyle-Gay Lussac

Hukum ini merupakan penggabungan dari hukum Boyle dan Gay Lussac. Berikut rumusnya:

rumus hukum boyle dan gay lussac

dimana merupakan tekanan gas pada keadaan ke-1 (Pa), merupakan volume gas pada keadaan ke-1 , merupakan suhu gas pada keadaan ke-1 (K), merupakan tekanan gas pada keadaan ke-2 (Pa), dan merupakan volume gas pada keadaan ke-2 , dan merupakan suhu gas pada keadaan ke-2 (K).

Perlu kamu ketahui bahwa gas ideal itu tidak pernah ada dan hanya dilakuan pendekatan teoritis dalam perhitungannya melalui hukum-hukum gas ideal tersebut yang dilakukan pada gas nyata untuk menyerupai gas ideal. Gas ideal terjadi pada suhu 0 K (sangat rendah) dimana suhu ini membuat molekul gas menjadi tidak bergerak.

Sehingga persamaan gas ideal dapat dinyatakan pada pers. (7).

Jadi, dapat disimpulkan bahwa gas ideal adalah suatu gas tanpa adanya interaksi antar molekul gas dan sekali pun berinteraksi maka akan menimbulkan tumbukan lenting sempurna. Gas ideal dihitung melalui pendekatan hukum-hukum gas ideal sebagaimana dinyatakan pada pers. (7), (8), (9), dan (10).

Suatu keadaan ideal dapat dicapai jika antar molekul gas tidak saling berinteraksi, molekul-moleku gas tersebar merata di setiap volume yang ditempati, dan suhunya sebesar 0 K. Gas nyata juga dapat berperilaku mendekati gas ideal.

Demikian pembahasan artikel ini mengenai gas ideal. Semoga pembahasannya mudah dimengerti dan dapat menjawab pertanyaan kamu terkait gas ideal.

Sekian, terimakasih.

Daftar Pustaka

  • Adminami01. 2019. Pengertian Gas Ideal dan Syarat-Syarat Gas Ideal dalam Ilmu Fisika. Diperoleh dari https://rumusrumus.com/pengertian-gas-ideal/ (diakses pada 3 Juli 2020).
  • Edra, Rabia. 2017. Persamaan Gas Ideal. Diperoleh dari https://blog.ruangguru.com/persamaan-gas-ideal (diakses pada 3 Juli 2020).
  • Hakimium. Jawaban dari pertanyaan: 5 rumus mencari mol? ditanyakan pada 6 Mei 2015. Diperoleh dari https://brainly.co.id/tugas/2623883 (diakses pada 3 Juli 2020).
  • Prashna, Deyan. 2020. Termodinamika. Diperoleh dari https://bacaboy.com/termodinamika/ (diakses pada 3 Juli 2020).
  • Yunus3022. Jawaban dari pertanyaan: Buktikan bahwa tetapan laplace untuk gas monoatomik = 1,67 dan diatomik = 7/5! ditanyakan pada 19 Januari 2019. Diperoleh dari https://brainly.co.id/tugas/21148307 (diakses pada 3 Juli 2020).

Baca juga