Persamaan Keadaan Gas Ideal dan Gas Real

Persamaan Keadaan (Equation of State). Persamaan keadaan adalah persamaan termodinamika yang menggambarkan keadaan materi di bawah seperangkat kondisi fisika. Persamaan keadaan adalah sebuah persamaan konstitutif  yang menyediakan hubungan matematik antara dua atau lebih fungsi keadaan yang berhubungan dengan materi, seperti temperatur , tekanan , volume dan energi dalam . Persamaan keadaan umumnya digunakan dalam memprediksi keadaan gas dan cairan. Salah satu persamaan keadaan paling sederhana dalam penggunaan ini adalah hukum gas ideal , yang cukup akurat dalam memprediksi keadaan gas pada tekanan rendah dan temperatur tinggi. Persamaan keadaan bukan merupakan suatu deduksi teoritis dari termodinamika tetapi merupakan hasil percobaan. Jadi persamaan keadaan berlaku dalam selang harga yang diukur dalam percobaan. Dalam persamaan keadaan terdapat dua istilah yaitu intensive dan ektensive variabel. Intensive variabel adalah variabel yang tidak tergantung pada massa atau jumlah mol sistem, contohnya yaitu tekanan (p) dan temperatur (T). Sedangkan Extensive variabel adalah variabel yang tergantung pada massa dan jumlah mol sistem, contohnya adalah volume (V) dan kapasitas kalor (C). Perbandingan antara volume dengan massa sistem disebut dengan volume spesifik atau volume per unit massa.

Gas ideal adalah suatu gas yang muncul dari imajinasi manusia (dalam kehidupan sehari-hari tidak pernah ditemukan), meskipun gas ideal merupakan suatu gas yang diidealkan oleh manusia, secara real gas ideal tidak ditemukan di permukaan bumi. Untuk memberikan gambaran tentang keadaan gas ideal para ahli memberikan deskripsi, baik secara makroskopis maupun secara mikroskopis. secara makroskopik gas ideal adalah gas yang memenuhi atau tunduk pada persamaan Boyle-Gay Lussac, dengan persamaan: p.V = nRT atau p.V = RT.

Secara mikroskopik gas ideal digambarkan dengan beberapa asumsi, yaitu sebagai berikut. a. Suatu gas yang terdiri dari partikel-partikel yang disebut molekul, dengan jumlah molekul yang sangat besar. Setiap molekul terdiri dari beberapa atom yang sama ataupun berbeda. Jika gas tersebut adalah sebuah elemen yang berada dalam keadaan stabil, maka molekulmolekul gas tersebut dapat dipandang sebagai molekul-molekul yang identik. b. Molekul-molekul bergerak secara acak menuruti hukum-hukum gerak Newton. Molekulmolekul bergerak ke berbagai arah dan dengan berbagai laju. c. Jumlah seluruh molekul adalah besar, gerak dan laju molekul dapat berubah tiba-tiba karena adanya tumbukan dengan dinding atau molekul lain. Karena jumlah molekul yang sangat banyak, maka jumlah tumbukan yang dihasilkan akan mempertahankan distribusi tumbukan kecepatan molekuler secara keseluruhan yang bergerak secara rampang (keseragaman gerak). d. Volume molekul sangat kecil jika dibandingkan dengan volume yang ditempatinya, sehingga volume molekul dapat diabaikan. e. Tidak ada gaya yang cukup berarti antara molekul-molekul kecuali selama bertumbukan. Karena ukuran molekul dianggap sangat kecil, maka jarak diantara molekul sangat besar bila dibanding dengan ukuran sebuah molekul. Dengan demikian, dapat dianggap bahwa jangkauan pengaruh gaya-gaya molekular dapat dibandingkan dengan ukuran molekulmolekul. f. Tumbukan-tumbukan antara molekul-molekul atau tumbukan antara molekul dengan dinding bersifat elastik dan tumbukan terjadi dalam waktu yang singkat. Karena tumbukan yang terjadi elastis sempurna maka hukum kekekalan momentum dan energi kinetik berlaku.

Makalah selengkapnya terkait gas ideal dan gas real (nyata) dapat anda download dalam bentuk PDF