Pada hari-hari awal termodinamika, para ilmuwan sedang mengerjakan prinsip dasar gas. Salah satu ilmuwan ini adalah Johannes Petrus Loschmidt yang menggambarkan apa yang sekarang kita kenal sebagai Hukum Gas Ideal pada tahun 1856. Namun, hukum ini sebenarnya tidak akurat untuk menggambarkan bagaimana perilaku gas di dunia nyata. Dalam posting blog ini, kita akan mengeksplorasi perbedaan antara gas ideal dan nyata, dan membahas bagaimana hal ini memengaruhi pemahaman kita tentang termodinamika. Pantau terus!
Apa itu Gas Ideal?
Gas ideal adalah gas imajiner yang terdiri dari tumbukan lenting sempurna antara atom atau molekul. Molekul diasumsikan sebagai partikel titik tanpa ukuran atau interaksi antarmolekul. Gas ideal juga diasumsikan memiliki suhu dan volume yang konstan. Gas ideal adalah konsep yang berguna karena memungkinkan kita untuk menyederhanakan dan memahami perilaku gas nyata. Misalnya, Hukum Gas Ideal dapat digunakan untuk memprediksi perilaku gas nyata dalam berbagai kondisi. Namun, penting untuk diingat bahwa gas ideal bukanlah kenyataan, dan gas nyata tidak selalu berperilaku seperti yang diperkirakan oleh Hukum Gas Ideal.
Apa itu Gas Nyata?
Gas nyata adalah gas yang sangat mematuhi hukum gas ideal pada rentang suhu dan tekanan yang luas. Istilah ini digunakan berbeda dengan gas ideal, yang merupakan gas hipotetis yang persis mematuhi hukum gas ideal. Gas nyata berbeda dari gas ideal karena adanya gaya antarmolekul, yang menyebabkan molekul gas nyata menyimpang dari gerakan acak sempurna. Akibatnya, gas nyata menyimpang dari hukum gas ideal pada kerapatan tinggi dan suhu rendah, di mana efek gaya antarmolekul lebih nyata.
Gas nyata juga mengalami transisi fase, seperti kondensasi dan pembekuan, yang tidak dapat diprediksi oleh hukum gas ideal. Terlepas dari penyimpangan ini, perilaku gas nyata dapat secara akurat dijelaskan oleh persamaan keadaan gas ideal dengan konstanta yang dimodifikasi. Konstanta yang dimodifikasi ini, yang dikenal sebagai koefisien virial, bergantung pada jenis gaya antarmolekul yang ada dalam gas. Dengan mempertimbangkan koefisien virial dari gas nyata, para insinyur dan ilmuwan dapat membuat prediksi yang akurat tentang perilaku gas dalam berbagai kondisi.
Perbedaan antara Gas Ideal dan Gas Nyata
Gas ideal dan gas nyata adalah dua jenis gas yang memiliki beberapa persamaan dan beberapa perbedaan.
- Keduanya terdiri dari molekul yang bergerak konstan dan mengerahkan gaya pada lingkungannya.
- Perbedaan utama antara gas ideal dan gas nyata adalah bahwa gas ideal adalah gas hipotetis, sedangkan gas nyata adalah gas fisik.
- Gas ideal mematuhi hukum termodinamika dengan sempurna, sedangkan gas nyata tidak mematuhi hukum tersebut dengan sempurna.
- Molekul gas nyata tertarik satu sama lain dan menempati ruang, sedangkan molekul gas ideal tidak memiliki daya tarik tersebut dan tidak menempati ruang.
- Hukum Gas Ideal menggunakan asumsi yang dibuat oleh gas ideal untuk menghitung sifat-sifat gas, seperti tekanan, volume, suhu, dan mol. Hukum Gas Ideal adalah: PV = nRT, di mana P adalah tekanan, V adalah volume, n adalah mol, R adalah Konstanta Gas Ideal, dan T adalah suhu.
- Gas nyata menyimpang dari gas ideal pada tekanan tinggi atau suhu rendah karena molekulnya saling tertarik. Persamaan van der Waals mengoreksi atraksi berikut: (P + an^2/V^2)(V – b) = RT. Di mana a dan b adalah konstanta yang bergantung pada jenis molekul.
Hukum Gas Ideal adalah perkiraan yang baik untuk sebagian besar gas dalam sebagian besar kondisi.
Kesimpulan
Kesimpulannya, Hukum Gas Ideal adalah model matematika yang membantu menggambarkan sifat fisik gas. Namun, itu tidak selalu mencerminkan perilaku gas nyata dengan sempurna. Hukum Gas Nyata memperhitungkan efek interaksi molekuler dan dengan demikian memberikan deskripsi yang lebih akurat tentang perilaku gas.