Dokumen tersebut membahas hukum-hukum dasar termodinamika gas ideal, yaitu: 1. Hukum Boyle mengenai hubungan tekanan dan volume pada suhu konstan 2. Hukum Gay-Lussac tentang hubungan tekanan dan suhu pada volume konstan 3. Hukum Charles mengenai hubungan volume dan suhu pada tekanan konstan

1. Termodinamika
Termodinamika Gas
Universitas Negeri Medan, Fakultas MIPA
Prodi Fisika
Ayu purnamatasari Sipayung dan Ruben Cornelius Siagian

2. Hukum gas ideal
•Juga disebut persamaan gas umum,
adalah persamaan keadaan gas ideal
hipotetis.
•Gas ideal – adalah gas teoretis yang
memenuhi asumsi teori molekuler
kinetik.

3. •T di ekspresikan dalam Kelvin.
𝑲 = ℃ + 273
℃ = 𝐾 − 273
R – konstanta gas ideal.
R =
𝟎.𝟎𝟖𝟐𝟏 𝑳∙𝒂𝒕𝒎
𝑲∙𝒎𝒐𝒍
; R =
62.4 𝐿∙𝑚𝑚𝐻𝑔
𝐾∙𝑚𝑜𝑙
; R =
8.314 𝐿∙𝑘𝑃𝑎
𝐾∙𝑚𝑜𝑙
Hukum gas ideal: PV=nRt

4. GAS IDEAL
Gas ideal adalah zat yang memiliki persamaan
keadaan:
PV = mRT
Dimana:
P =Tekanan mutlak, kPa
V =Volume, m3 atau m3/sec
m = massa, kg atau kg/detik
R = Konstanta gas,
kJ
kg−˚K
T =Temperatur mutlak, ˚K

5. SIFAT DASAR GAS IDEAL:
1. R =
8.3143
𝑀
𝑘𝐽
𝑘𝑔−˚𝐾
2. 𝐶𝑝 − 𝐶𝑣 = R
3.
𝐶𝑝
𝐶𝑣
= k
4. 𝐶𝑝 = R
𝑘
𝑘−1
5. 𝐶𝑣 =
𝑅
𝑘−1
Dimana:
R = Konstanta gas 𝐂𝐯= panas spesifik pada volume konstan
M = Berat molekul k = Rasio spesifik panas
𝐂𝐩 = Panas spesifik pada tekanan konstan

6. Sifat-sifat udara
M = 28.97 kg udara/mol udara k = 1.4
R = 53.3
ft−lb
lb−˚R
= 0.287
kJ
kg−°K
𝐂𝐩 = 0.24
Btu
lb−°F
= 0.24
kcal
kg−°C
= 1.0
kJ
kg−°C
𝐂𝐯 = 0.171
Btu
lb−°F
= 0.171
kcal
kg−°C
= 0.716
kJ
kg−°C

7. A. Hukum boyle
•Tekanan sejumlah
tertentu gas
berbanding terbalik
dengan volumenya
pada suhu konstan.
Robert Boyle
(1627-1691)
Ilmuwan Irlandia

8. Hukum boyle: 𝑷𝟏𝑽𝟏 = 𝑷𝟐𝑽𝟐
Sebuah gas 20,0 L disimpan dalam piston
bergerak memiliki tekanan awal 1,5 atm
pada 25 °C. Jika piston dibiarkan
mengembang secara isotermal (yaitu pada
suhu konstan) hingga 45,0 L, berapakah
tekanan gas yang dihasilkan?

9. Sebuah kompresor udara berisi 11,5 L gas
pada 1,10 atm. Jika tekanan di dalam
kompresor harus dinaikkan menjadi 4,3
atm tanpa mengubah suhunya, berapakah
pengaturan volume akhir?
Hukum boyle: 𝑃1𝑉1 = 𝑃2𝑉2

10. B. Hukum Gay-Lussac’s
•Tekanan sejumlah
tetap gas berbanding
lurus dengan suhu
absolutnya pada
volume konstan.
Joseph Louis Gay-Lussac
(1778-1850)
Ahli kimia dan fisikawan Prancis

11. Hukum Gay-Lussac’s:
𝑷𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐
𝑻𝟐
K = ℃ + 273
℃ =
5
9
℉ − 32

12. Sebuah tangki 50,0 L berisi gas helium
yang ditempatkan di luar laboratorium
memiliki tekanan 5,0 atm pada 25℃.
Berapa kenaikan tekanan pada siang
hari ketika suhu mencapai 32℃?
Hukum Gay-Lussac’s :
𝑷𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐
𝑻𝟐

13. Sejumlah gas terbatas pada 10℃
memiliki tekanan 2,5 atm. Berapa
tekanan barunya jika suhu
dinaikkan menjadi 20℃?
Hukum Gay-Lussac’s :
𝑷𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐
𝑻𝟐

14. C. Hukum Charles
• Bersama dengan Gay-Lussac
menemukan hubungan
volume-suhu dalam upaya
untuk meningkatkan desain
balon udara panas.
• Volume gas berbanding lurus
dengan suhu mutlaknya pada
tekanan tetap.
Jacques Charles
(1746-1823)
Ilmuwan Prancis

15. Hukum Charles’:
𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑽𝟐
𝑻𝟐
•T di ekspresikan Kelvin.
Pertimbangkan gas 25,0 L dalam
wadah awalnya pada 25℃ dan 1 atm.
Jika gas ini dipanaskan hingga 80℃,
apa yang akan terjadi pada
volumenya di bawah tekanan
konstan?

16. Volume gas adalah 250 mL pada
720 torr dan 25℃. Jika tekanan
dipertahankan konstan dan suhu
dinaikkan menjadi 100℃, berapa
volume barunya?
Hukum Charles’ :
𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑽𝟐
𝑻𝟐

17. D. Hukum Avogadro’s
• Volume gas berbanding
lurus dengan jumlah
partikel pada tekanan dan
suhu absolut yang sama
terlepas dari sifat gas.
• Di bawah STP, 1 mol gas
apa pun akan menempati
volume yang sama
Amedeo Avogadro
(1776-1856)
Ilmuwan italia

18. E. Persamaan Gas Ideal dan Gas
Ideal
•Pertama kali dinyatakan
pada tahun 1834 oleh
Benoît Paul mile Clapeyron
(1799-1864), seorang
insinyur dan fisikawan
Prancis dan salah satu
pendiriTermodinamika.

19. F. Hukum Gas Gabungan
•Hukum gas Boyle, Charles dan Gay-
Lussac dapat digabungkan menjadi
satu persamaan untuk menguji
perilaku sejumlah konstan gas ketika
tiga kondisi gas diubah.

20. Hukum Gas Gabungan
𝑷𝟏𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐𝑽𝟐
𝑻𝟐

21. Hukum Gas Gabungan:
𝑷𝟏𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐𝑽𝟐
𝑻𝟐
Sebuah sampel gas ditahan dalam piston 1,0
L pada 305 K memiliki tekanan 0,75 atm.
Piston dipanaskan hingga 387 K pada saat
yang sama volumenya diperbesar menjadi
1,5 L. Apakah tekanannya akan berkurang
atau bertambah?

22. Balon 5,0 L memiliki tekanan 1,0 atm di
permukaan laut, dengan suhu 28℃. Balon
dilepaskan dan naik ke ketinggian di atmosfer
di mana suhu 11℃. Berapa volume balon jika
tekanan atmosfer pada ketinggian yang baru
adalah 0,65 atm?
Hukum Gas Gabungan:
𝑷𝟏𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐𝑽𝟐
𝑻𝟐