BAB I GAS DAN SIFAT-SIFATNYA

BAB I GAS DAN SIFA-SIFANYA ujuan Pembelajaran Setelah proses perkulian berlangsung, diharapkan para mahasiswa dapat : 1. Menjelaskan tentang Gas Sempurna. Menerapkan hukum-hukum gas dalam kehidupan sehari-hari 3. Menentukan atau menghitung tekanan gas pada berbagai keadaan 4. Menjelaskan sifat-sifat gas real 5. Menerapkan persamaan an der Waal pada gas real 6. Menjelaskan keadaan kritis pada gas 1.1 Gas Ideal Suatu zat dapat berwujud padat, air, ataupun gas. Keadaan tersebut terutama ditentukan oleh tekanan dan temperatur absolut (Kelvin). Jika kita akan menggambarkan keadaan suatu gas seara lengkap, kita juga harus mempertimbangkan volume dan jumlah zat. Untuk menentukan hubungan antara empat variabel, P,, dan n, kita harus mengkondisikan dua variabel yang dibuat tetap dan mengukur dua variabel lainnya yang berubah. Dari keempat variabel ada beberapa hubungan yang dapat menggambarkan perilaku gas ideal. 1.1.1 Keadaan Gas pada n dan tetap, ( P ) Pengukuran hubungan tekanan-volume gas pertama sekali dibuat oleh Robert Boyle tahun 166. Oleh karena itu hubungan antara P dan ini dikenal dengan hukum Boyle. Pada jumlah mol (n) dan temperatur () konstan, perubahan tekanan (P) akan diikuti oleh perubahan volum (). 1

Hubungan antara perubahan P dan seara matematis dapat di tulis sebagai berikut. P konstan (k) atau P11 P (1.1) Dimana P1 dan 1 masing-masing adalah tekanan dan volume mula-mula, dan P dan adalah tekanan dan volume akhir. Hasil eksperimen terhadap gas ideal, jika dilakukan pada keadaan n dan konstan dengan mengamati perubahan tekanan dan perubahan volume. Penurunan volume gas menyebabkan tekanan menjadi naik atau sebaliknya, ilustrasi prilaku ini dapat dilihat pada gambar 1,1 berikut. A Gambar 1.1 Perubahan volume dan tekanan gas pada n dan tetap (a) gas sebelum dimampatkan, (b) setelah di mampatkan B Data yang diperoleh menunjukkan bahwa volume berbanding terbalik terhadap tekanan : C/P, di mana adalah volume, P sebagai tekanan dan C adalah suatu konstanta. Gambar 1. merupakan grafik hubungan sebagai fungsi P.

Gambar 1. Grafik perubahan volume sebagai fungsi tekanan, Hukum Boyle Hubungan P- ini dapat mengilustrasikan dengan pompa tangan yang digunakan untuk memompa ban sepeda atau bola. Jika tempat keluarnya udara ditutup agar udara di dalam pompa tidak keluar, ketika pompa kita tekan (tekanan gas dinaikkan) maka udara akan mengalami kompresi, sehingga volumenya menjadi lebih rendah. Hukum ini berguna untuk menentukan volume suatu tabung seperti pada Gambar 1.3 Gambar 1.3 Penentuan volume suatu tabung dengan hukum Boyle 3

Contoh soal 1. Jika sejumlah gas menempati volume 5 dm 3 pada 300 K dan atm, berapa volume gas tersebut pada tekanan 3 atm. jika temperatur dan jumlah gas tetap. Penyelasaian Kita mengaplikasikan persamaan 1, k P1 1 ( atm )( 5 dm 3 ) 10 atm dm 3 pada tekanan baru : 1 k P 10 atm.dm 3 1 3 atm 3,3 dm 3 atau dapat juga diselesaikan seara singkat dengan persamaan : P11 P P1 1 P 3 ( atm)(5 dm ) 3,3 dm 3 3 atm 1.1. Keadaan Gas pada n dan P tetap, ( ) Hubungan antara dan ini dikenal sebagai hukum Charles (hukum Gay-Lussa). Charles seorang fisikawan Peranis mengemukan hukum ini pada tahun 1787, dan seara terpisah Gay- Lussa mempublikasikan pada tahun 180. Hukum ini dirumuskan sebagai berikut : k atau 1 (1.) 1 4

Hubungan ini dapat digambarkan dengan menggunakan balon yang berisi udara, balon yang tadinya ditempatkan pada suhu kamar kemudian kita masukkan ke dalam pendingin, setelah temperatur di dalam balon turun maka volume balon akan menjadi berkurang. Gambar 1.4 memperlihatkan perubahan volume gas ketika suhu gas dinaikkan pada n dan P tetap (a) Gambar 1.4 Perubahan volume dan temperatur gas pada n dan P tetap (a) gas sebelum dipanaskan, (b) setelah dipanaskan (b) Gay Lussa mengukur volume dari gas pada kondisi massa dan tekanan gas konstan, ditemukan bahwa volume merupakan fungsi linier dari temperatur. Ungkapan ini oleh Gay Lussa dituliskan sebagai: a + bt (1.3) dimana t adalah temperatur dalam o C, a dan b merupakan konstanta. Dari Gambar 1., interepnya adalah a o, yang 5

merupakan volume pada 0 o C, slope dari kurva didapatkan dari b, sehingga persamaan 1.3 menjadi : t p o + t (1.4) t p Gambar 1.5 olume sebagai fungsi temperatur Gambaran yang diperoleh dari garis pada Gambar 1.5 bahwa meskipun pada suhu 0 o C volume ketiga gas berbeda, hasil ekstrapolasi menuju pada nilai volume nol ketiga grafik memotong pada suhu -73,15 o C. Suhu -73,15 o C ini berhubungan dengan keadaan dimana volume hipotesis gas akan nol pada suhu mutlak 6

nol. Gambar 1.6 menunjukkan hasil ekstrapolasi grafik volume gas pada suhu mutlak. Gambar 1.6 Grafik volume gas fungsi suhu mutlak Contoh soal Jika suatu balon mempunyai volume 500 ml pada 5 o C dan tekanan 1 atm. Berapakan volume titik didih dari airan nitrogen (- 198 o C)? Penyelesaian Kita menggunakan persamaan 1. untuk menghitung konstanta k, (perlu diingat gunakan temperatur absolut) 7

500 ml k 1,68 ml K -1 98 K pada temperatur baru : k (1,68 ml K -1 )(73-198 K) 19 ml atau dapat juga dengan 1 1 1 1 500 ml (73 198 )K (73 5) K 19 ml 1.1.3 Keadaan Gas Pada n dan tetap, ( P ) Hubungan antara P dan ini tidak mempunyai nama, hubungannya dapat dirumuskan dengan : atau atau P k P1 P konstan (1.5) 1 Menurut persamaan ini gas ideal dilakukan pada jumlah mol dan volume tetap, dimana perubahan tekanan berbanding lurus terhadap temperatur gas. Ilustrasi bagaimana perubahan temperatur terhadap perubahan tekanan pada gas dengan jumlah mol dan volume tetap seperti terlihat pada gambar 1.7. Pada wadah dengan volume konstan, pemanasan gas menyebabkan tekanan gas naik. Menaikkan suhu pada gas menyebabkan energi kinetik atau gerakan partikel gas menjadi naik, akibat dari itu tumbukan gas 8

terhadap dinding menjadi meningkan yang pada akhirnya akan menaikkan tekanan. a Gambar 1.7 Perubahan temperatur dan tekanan gas pada n dan tetap (a) gas sebelum dipanaskan, (b) setelah dipanaskan B Contoh Soal 3. Jika tekanan gas dalam tabung adalah 8 lb in -1 pada temperatur 4 o C. Berapa tekanan yang dihasilkan setelah temperatur meningkat menjadi 3 o C. Penyelesaian P1 1 P P 1 P 1 8 lb in 305 K 9 lb in -1 1 97 K 1.1.4 Persamaan Gas Ideal Didapatkan dari persamaan 1.1 (P k), tetapi dari persamaan 1. dan 1.5 seara terpisah P dan berhubungan 9

langsung dengan (P, ), sehingga hasil dari P juga harus berbanding langsung dengan. P atau P k atau P k (konstan) (1.6) dari persamaan 1.6, dapat digunakan suatu hubungan dalam bentuk : Note : P1 1 P 1 (1.7) Hukum Boyle hanya dapat diaplikasikan pada jumlah mol dan temperatur konstan, sedangkan hukum Charles hanya pada jumlah mol dan tekanan konstan. Dari kedua hukum ini tidak jelas bahwa kombinasi keduanya dapat diyakini kebenarannya. Berikut akan diuraikan kedua hukum ini untuk memberikan hubungan bahwa pada massa gas tertentu, volume merupakan fungsi dari tekanan dan temperatur. d dp d P dari hukum Boyle, P 1 ( dan n konstan) P k 1 P P k P 1 P P P 10

Hukum Charles; k k dimana k1 dan k sebagai konstanya. Hasil subtitusi ke dalam persamaan untuk ungkapan d di dapat : d dp d P d dp P Bila diintegrasikan : d d dp P d ln - ln P + ln + ln k ln + ln P ln + ln k ln P ln k P k atau P k (lihat persamaan 1.6) Persamaan 1.6 dan 1.7 adalah valid jika hanya pada n konstan. Jika n tidak konstan, maka bentuk persamaan 1.6 menjadi P k n (1.8) Jika tetapan k digantikan dengan simbol R (untuk gas ideal), maka akan kita dapatkan persamaan 11

P nr atau P nr (1.9) Persamaan ini dikenal dengan persamaan Gas Ideal. 5 4 487 K P/atm 3 1 0 31 K 1 K 0 0 40 60 /Liter Gambar 1.8 Perilaku gas ideal pada isotermal Contoh soal 4. Berapakah tekanan dari 4 mol gas ideal yang menempati wadah 15 L pada suhu 50 K Penyelesaian Dari persamaan gas ideal (persamaan 1.8) didapatkan nr P (4 mol)(0,081l atm mol K )(50 K) 1 15 L 5,47 atm 1

1.1.5 Hukum Avogadro Menurut hipotesis Avogadro bahwa pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang berbeda tetapi mempunyai volume yang sama akan mengandung jumlah partikel yang sama. Pada P dan tetap berlaku Gambar 1.9 Perbandingan volume dan jumlah mol gas pada suhu dan tekanan tetap 1.1.6 Hukum Dalton Hukum Dalton menyatakan bahwa tekanan total dari ampuran gas merupakan jumlah tekanan parsial masing-masing gas yang ada dalam ampuran tersebut. Seara matematika dapat dirumuskan dengan : Ptotal PA + PB + PC +.. (1.10) PA, PB, dan PC masing-masing seara berturut-turut adalah tekanan gas A, B, dan C. 13

Contoh soal 5 Dalam suatu tabung yang ukurannya 5 L terdapat 3 mol gas N, mol gas CO dan 5 mol gas O. Hitung tekanan total yang dihasilkan bila suhu dalam tabung 5 o C, dengan anggapan gas bersifat ideal. Penyelesaian nr P P N P CO P O (3 mol)(0,081l atm mol 5 L 14,679 atm ( mol)(0,081l atm mol 5 L 9,786 atm (5 mol)(0,081l atm mol 5 L 4,47 atm K 1 K 1 K 1 )(98 K) )(98 K) )(98 K) Ptotal N P + P CO + P O 14,679 atm + 9,786 atm + 4,47 48,93 atm 1.1.7 Hukum Graham tentang difusi atau efusi Difusi adalah gerakan suatu gas melalui gas lainnya. Proses ini akan makin lambat bila berat molekulnya makin meningkat. 14

Hukum Graham menyatakan bahwa keepatan gerakan gas adalah berbanding terbalik dengan akar berat molekulnya. Laju(A) Laju(B) M r.b (1.11) M r.a Dimana Mr.A dan Mr.B masing-masing seara berurutan adalah massa molekul relatif gas A dan gas B Contoh Soal 6 abung berisi HS dan NH3 dibuka, jaraknya dengan anda sama. a. Manakah yang lebih epat sampai pada anda, b. berapa kali keepatan dari yang lainnya : Penyelesaian a. Laju(NH Laju(H 3 ) S) M r.h S 17 M r.nh 3 34 1,4 Gas NH3 lebih duluan atau lebih epat. b. Laju (NH3) 1,4 x laju (HS), Laju gas NH3 besarnya 1,4 kali dibandingkan dengan laju gas HS 1. Faktor Kompresibilitas Perbedaan gas ideal dengan gas real dapat dilihat dari nilai Faktor kompresibilitas (Z). Nilai Z merupakan rasio P terhadap nr untuk suatu gas : P Z nr (1.1) Untuk gas ideal harga Z 1 pada semua tekanan. Untuk kebanyakan gas Z 1 hanya pada tekanan rendah. Data eksperimen 15

berbagai tekanan dari beberapa gas pada temperatur tetap menunjukkan perilaku seperti pada Gambar 1.10. di bawah ini Gambar 1.10 Faktor kompresibilitas gas pada berbagai tekanan Contoh soal 7. Hasil pengukuran 1 mol gas yang menempati dengan volum 0,014 L pada 60 o C dan 00 atm. Hitung faktor kompresibilitas gas tersebut : Penyelesaian Dari persamaan 1.1 diperoleh : Z P nr (00 atm)(0,14 L) (1mol)(0,081L atm mol K 0,907 1 1 )(333 K) 16

1.3 Persamaan Gas Real 1.3.1 Persamaan an der Waals Persamaan gas real yang sangat dikenal adalah persamaan an der Waals. di dalam persamaan tersebut terdapat faktor yang memperhitungkan gaya atraktif antar molekul dan volume yang menempati molekul. Kedua faktor tersebut mempengaruhi tekanan dan volume, sehingga pada persamaan gas terdapat faktor koreksi terhadap tekanan dan volume. an P (-nb) nr (1.13) parameter a dan b dikenal dengan konstanta an der Waals. harganya dapat kita temukan pada tabel : abel 1.1 etapan an der Waals Gas a/pa m 6 mol - b/ 10-6 m 3 mol -1 H 0,00345 3,4 N 0,047 6,6 O 0,138 31,8 CO 0,366 4,7 HO 0,587 31,9 Hg 0,80 17,0 Sumber : Castelan (1983) Contoh soal 8 Gunakan persamaan an der Waals untuk menghitung tekanan yang diberikan oleh mol CO dalam wadah yang volumenya 0 L pada suhu 373 K, dan bandingkan jawaban anda dengan perhitungan menggunakan persamaan gas ideal. 17

Penyelesaian Dari tabel 1.1 harga a untuk CO 0,366 Pa m 6 mol - dan b 4,7 x 10-6 m 3 mol -1 0,366Pa m 6 mol - 0,366 Pa(1atm/10135Pa)m 6 (10 6 dm 6 /1m 6 ) mol - 3,61 atm L mol - 4,7 x 10-6 m 3 mol -1 4,7 x 10-6 m 3 (10 3 L/1 m 3 ) mol -1 4,7 x 10-3 L mol -1 P nr an nb 1 1 ( mol)(0,081l atm K mol )(373 K) -3 1 (0 L) ( mol)(4,7 x10 L mol ) (3.61 atm L mol (0 L) 3,075 atm- 0,036 atm 3,039 atm )( mol) Untuk gas Ideal P nr ( mol)(0,081l atm K 0 L 3,06 atm mol 1 1 )(373 K) 1.3. Persamaan Berthelot Selain dari persamaan an der Waals yang telah dibahas di atas, ada beberapa persamaan gas real yang lain diantaranya adalah persamaan Berthelot hampir sama dengan persamaan an der Waals, persamaan ini lebih akurat digunakan pada tekanan 1 atm atau dibawahnya. 18

A ( P )( b) R (1.14) Keadaan kritis untuk persamaan gas Berthelot, didapatkan harga P, dan sebagai berikut : 1/ 1/ 1 ar P a 1 3b 3 3bR 3b 1.3.3. Persamaan Deiterii P R a/r e (1.15) b harga P, dan untuk persamaan deiterii ini adalah: a P 4e b a 4bR b 1.3.4 Persamaan Beattie Brideman R B C D P (1.16) 3 4 Dimana B, C, dan D masing-masing seara berurutan adalah konstanta. 1.4 Keadaan Kritis 1.4.1 itik Kritis Ketika suatu airan dipanaskan pada tekanan konstan, kondisi atau titik dimana lingkungan antara fasa gas dan fasa air 19

tidak dapat dibedakan. Iitik ini dikenal sebagai itik Kritis. Dan zatnya dinyatakan dalam keadaan kritis.emperatur pada titik ini disebut dengan temperatur kritis ( ). Sering juga disebutkan bahwa pada temperatur di atas titik kritis air tidak dapat di airkan dengan menaikkan tekanan. Pada Keadaan kiritis olume dan tekanan disebut juga volume kritis () dan tekanan kritis (P) 1.4. Konstanta Kritis Isoterm pada temperatur kritis (31,04 untuk gas CO) memiliki peran khusus dalam teori keadaan materi. Suatu isoterm pada fraksi dari Kelvin absolut menggambarkan perilaku di bawah. bahwa pada beberapa tekanan, suatu airan terkondensasi dari gas dan pada daerah itu kondisi fasanya dapat dibedakan dengan bidang batas yang jelas. etapi pada kondisi di atas dari, meskipun kondisi dikompresi pada, pemisahan dua fasa tidak dapat dibedakan. 1.4.3 Penentuan Konstanta Kritis Pada temperatur kritis kurvanya mempunyai infleksi. Dari sifat kurva dapat diketahui bahwa suatu infleksi tipe ini terjadi ketika kedua slope dan urvator sama-dengan nol. Sehingga dari keadaan ini dapat diperoleh konstanta kritis dengan melihat turunan pertama dan kedua dari persamaan gas sama dengan nol. P P 0 0 (1.17) 1.18) 0

Gambar 1.10 Isotermal isopentana yang menggambarkan daerah kritis Bila persamaan an der Waals di deferensialkan terhadap pada suhu konstan, akan didapatkan turunan pertama dan ke dua sebagai berikut R b a P P R b a 3 P R 6a 3 4 b 1

Pada keadaan kritis harus dipenuhi persamaan 1.17 dan 1.18 : P R b a 3 0 R b a 3 a R 3 b P R b 3 4 b 6a 0 6 R b 3 6a 4 6 4 R 3 b 4 b 6 6b 3 3b a R 3 b R 3 3 R 3 3 9R 8

7R a b 8 8a 7Rb R P b 3 R b R P 8 b b R b a 7R b - 8(3b) 3R - 8b R 8 x 8a b 7Rb a 7b Sehingga kondisi kritis untuk persamaan an der Waals, diperoleh kontanta a dan b pada keadaan kritis a 3P ; b 3 atau (1.19) a 3b ; P 7b ; 8a 7Rb (1.0) abel 1. Konstanta Kritis Beberapa Gas Gas P/Mpa /10-6 m 3 mol -1 /K He 0,9 6 5,5 H 1,30 65 33, N 3,40 90 16 O 5,10 75 154 CO 7,40 95 304 SO 7,8 13 430 HO,1 57 647 Hg 360 40 1900 Sumber : Castelan (1983) 3

Contoh soal 9 Hitung harga a dan b untuk gas CO dari konstanta kritis pada abel 1.. a 3P 3(7,4 x 10 6 Pa) (95 x 10-6 m 3 mol -1 ) 0,04 Pa m 6 mol - -6 3 1 b 95 x 10 m mol 31,6 x 10-6 m 3 mol -1 3 3 Contoh soal 10 a. Hitung tekanan yang dihasilkan oleh 1 mol O dalam suatu vesel 15 dm 3 pada suhu 0 o C dengan menggunakan persamaan an der Waals. b. Berapakah tekanan yang diberikan oleh 4 mol O pada kondisi yang sama. Penyelesaian : Dari tabel 1.1 diketahui konstanta a 0.138 Pa m 6 mol - 0,081 L atm K 1 1 (0.138 Pa m 6 mol - ) x 3 1 1 8,314 Pa m K mol mol x (10 3 L/m 3 ) 1,363 L atm mol - ; b 31,8 x 10-6 m mol -1 ( 31,8 x 10-3 dm 3 mol -1 ) nr an P nb a. untuk 1 mol CO : P1 1mol (0,081L atm K 1 15 (1mol)(31,8 x10 mol 3 1 )(93 K) L mol 1 ) 4

1,363 L atm mol (15 L) P1 1.601 atm 1 b. untuk 4 mol CO : 4 mol (0,0806 L atm K P 15 (4 mol)(31,8 x10 1,3631 L atm mol (15 L) P 6,373 atm 1 (1 mol) 1 mol 3 (4 mol) 1 L mol )(93 K) 1 ) 1.4.4 Asas keadaan yang bersesuaian eknik yang penting untuk membandingkan sifat-sifat beberapa obyek adalah dengan memilih sifat dasar yang dimiliki oleh objek-objek itu, kemudian menyusun skala relatif berdasarkan sifat tersebut. Sudah diketahui bahwa konstanta kritis adalah sifat khusus gas, sehingga dimungkinkan untuk membuat skala dengan menggunakan sifat itu sebagai ukuran. Oleh karena itu, diperkenalkan variabel tereduksi dengan membagi variabel sebenarnya dengan konstanta kritis yang sesuai: ekanan ereduksi : Pr olume ereduksi : r emperatur ereduksi : r an der Waals, yang pertama menoba ini, menduga bahwa gas yang dibatasi dengan volume tereduksi yang sarna pada temperatur tereduksi yang sarna, akan melakukan tekanan tereduksi yang sarna. Dugaan ini sebagian besar terpenuhi. Garnbar 1.11 memperlihatkan ketergantungan faktor pemarnpatan Z terhadap tekanan tereduksi untuk berbagai jenis gas pada berbagai 5 P P

temperatur tereduksi. Bandingkan grafik tersebut dengan Garnbar 1.8 yang melukiskan data serupa tanpa menggunakan variabelvariabel tereduksi. Pengamatan yang mewujudkan gas-gas nyata pada volume dan temperatur sarna, me1akukan tekanan tereduksi yang sarna disebut asas keadaan yang bersesuaian. Ini hanya sebuah pendekatan, dan berlaku paling dekat untuk gas yang tersusun dari molekul-molekul berbentuk bola. Gambar 1.11 Faktor pemampatan empat gas digambarkan dengan variabel tereduksi 6

Soal Latihan 1. Suatu gas ideal menempati volume 6,0 ml pada tekanan 700 mmhg. Jika gas tersebut diekspansi seara isotermal tekanan menjadi 300 mmhg. Berapakah volume yang dihasilkan?. Kuni jawaban 14 ml. Beberapa gas di kumpulkan dengan merkuri dan didapatkan volume ampuran gas tersebut 36,0 ml pada tekanan barometrik 75, mmhg dan temperatur 4,3 o C. Berapa volume gas yang menempati pada keadaan SP?. Kuni jawaban 0,037 L 3. Berapa mol gas ideal yang terdapat pada tabung 15 dm 3 dengan temperatur 300 o C dan tekanan 5,5 x 10 4 Pa?. Kuni jawaban 0,66 mol 4. Berapakah berat jenis dari CO (dalam gram/liter) pada 100 o C dan 0,50 atm, jika gas berprilaku ideal?. Kuni jawaban 0,719 g/l 5. Dua buah botol L masing-masing berisi 6,0 g gas SO dan 6,0 g gas CO pada 0 o C. Jika kedua gas tersebut dimasukkan ke dalam botol 4 L, temperatur tetap dipertahankan konstan berapakah tekanan yang akan dihasilkan?. Kuni jawaban 1,38 atm 6. Gas manakah yang lebih epat berdifusi antara CO dan NO. Kuni jawaban CO 7

7. Berat jenis gas niterogen pada 0 o C adalah 1,51 g L -1. Hitung berat jenis suatu gas yang keepatan disffusinya 0,84 kali dari keepatan nitrogen pada kondisi yang sama. Kuni jawaban 1,773 g L -1 8. (a) Hitung tekanan yang dihasilkan oleh 1,00 mol CO dalam vesel 15 dm 3 pada 0 o C. Gunakan persamaan gas an der Waal. (b) Berapakah tekanan yang dihasilkan oleh 4,00 mol CO pada kondisi yang sama. Kuni jawaban a.1,64 atm ; b.7,01 atm 9. Sama dengan ontoh soal no 8. diasumsikan gas berperilaku ideal. Kuni jawaban a. 1,6 atm; b. 6,4 atm 10. urunkan ungkapan faktor kompresibilitas pada titik kritis untuk gas Deiterii 11. Suatu sampel udara menempati tabung 1,0 L pada 5 C dan 1 atm. Berapa tekanan yang diperlukan untuk memampatkannya menjadi 100 m 3 pada temperatur ini? Kuni jawaban 10 atm 1. Dapatkah 131 g Xe dalam tabung bervolume 1,0 L melakukan tekanan 0 atm pada 5 C, jika berperilaku sebagai gas sempurna? Jika tidak, berapa tekanan yang dilakukannya? Kuni jawaban idak, 4,44 atm; 13. Gas sempurna mengalami pemampatan isoterm, yang mengurangi volumenya sebesar,0 L. ekanan dan volume akhir gas adalah 3,78 x 10 3 orr dan 4,65 L. Hitung tekanan awal gas dalam (a) orr (b) atm. Kuni jawaban a. 5,66 x 10 torr; b. 19,5 atm 8

14. Sampai temperatur berapa 1,0 L sampel gas sempurna harus didinginkan dari temperatur kamar, agar volumenya berkurang menjadi 100 m 3? Kuni jawaban -4,8 o C 15. Sebuah ban mobil dipompa sampai tekanan 4 Ib in - (1 atm 14,7 Ib in - pada suatu hari dimusim dingin ketika temperatur - 5 C. Berapa tekanan yang dihasilkannya, jika tidak ada kebooran dan volumenya tetap, pada musim panas berikutnya ketika temperatur 35 C? Dalam praktik, kesulitan apa yang harus diperhitungkan? Kuni jawaban 7,58 Lb in - (1,88 atm) 16. Gas sempuma 340 K dipanaskan pada tekanan tetap sampai volumenya bertambah 14 persen. Berapa temperatur akhir gas? Kuni jawaban 387,6 K 17. Pada ketinggian permukaan air laut, yaitu tekanan sama dengan 755 orr, gas di dalam balon sebanyak,0 m 3 Sampai volume berapa balon akan mengembang jika balon itu naik sampai ketinggian yang tekanannya (a) 100 orr, (b) 10 orr? Anggaplah bahwa material balon dapat meluas tak terhingga. Kuni jawaban a.15,1 m 3 ; b. 151 m 3 18. Sampel 55 mg neon menempati wadah 3,00 L pada 1 K. Gunakan hukum gas sempurna untuk menghitung tekanan gas. Kuni jawaban 0,4 atm 19. Campuran gas terdiri atas 30 mg metana, 175 mg argon, dan 5 mg neon. ekanan parsial Ne pada 300 K adalah 66,5 orr. Hitunglah (a) volume dan (b) tekanan total ampuran. Kuni jawaban a. 0,988 L ;b.118,1 torr 9

0. Dalam suatu eksperimen untuk menghitung massa molar suatu gas, 50 m 3 gas ditempatkan dalam tabung gas. ekanannya adalah 15 orr pada 98 K, dan setelah koreksi untuk efek daya apung, massa gas adalah 33,5 mg. Berapa massa molar gas? Kuni jawaban 8,76 g/mol 1. Suatu gas pada 50 K dan 15 atm mempunyai volume molar 1 persen lebih keil daripada volume molar yang dihitung dari hukum gas sempuma. Hitunglah (a) faktor pema mpatan di bawah kondisi tersebut, dan (b) volume molar gas. Dalam sampe1 itu mana yang menang, gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak?. Pada 300 K dan 0 atm, faktor pemampatan suatu gas adalah 0,86. Hitunglah (a) volume yang ditem pati oleh 8, mmol gas tersebut di bawah kondisi tersebut, dan (b) nilai l ampiran koefisien virial kedua B pada 300 K. Kuni jawaban a. 0,00868 L; b. 3. Sebuah tabung dengan volume,4 L berisi,0 mol H dan 1,0 mol N pada 73,15 K. Hitunglah (a) fraksi m ol setiap komponen, (b) tekanan parsialnya, dan () tekanan totalnya. Kuni jawaban a. X(H)/3; X(H)1/3. b. 1 atm; atm. 3 atm 30