Persamaan Gas Ideal

Termodinamika Atmosfer: Menyelami Fisika Pada Proses di Atmosfer

Daftar Isi

1. Hukum Tentang Gas

2. Persamaan Hidrostatik

3. Hukum Pertama Termodinamika - Panas dan Kerja Sistem

4. Proses Adiabatik

5. Uap Air dalam Udara

6. Stabilitas Statis

7. Hukum Kedua Termodinamika

Referensi:

Diterjemahkan dan dikembangkan dari: Atmospheric Thermodynamics, Jeremy A. Gibbs, https://gibbs.science/ teaching/efd/handouts /wallace_hobbs_ch3.pdf.

I. Hukum Tentang Gas

1.3 Persamaan Gas Ideal

Berdasarkan percobaan di laboratorium diperoleh bahwa tekanan, volume, dan suhu dari suatu bahan dapat berhubungan melalui sebuah persamaan keadaan dalam berbagai kondisi.

Semua gas terbukti mengikuti persamaan keadaan yang hampir sama, yang disebut persamaan gas ideal. 

Dalam Termodinamika Atmosfer diasumsikan bahwa gas-gas atmosfer, baik secara individu maupun sebagai campuran, mengikuti secara sempurna persamaan gas ideal ini. Di sini kita merumuskan berbagai bentuk persamaan gas ideal dan aplikasinya pada udara kering dan lembab. 

Persamaan gas ideal dapat ditulis seperti di bawah ini:

$$pV=mRT \tag {1}$$

Dengan masing-masing variabel memiliki arti sebagai berikut:

• p = tekanan (Pa)
• V= volume (m³)
• m= massa (kg)
• R= konstanta gas (J K⁻¹ kg⁻¹)
• T = suhu mutlak (K)

Nilai dari R bergantung pada jenis gas tertentu. Untuk udara kering, nilainya adalah:

    R= 287 J K⁻¹ kg⁻¹

Karena m/V = ρ, di mana ρ adalah densitas gas, maka persamaan gas ideal juga dapat ditulis dalam bentuk:

$$p=\rho RT \tag {2}$$

Pada setiap satu kilogram gas (m=1), maka persamaan (1) menjadi:

$$p\alpha= RT \tag {3}$$

di mana  𝛼 = 1/ρ adalah volume spesifik gas tersebut, yaitu volume yang ditempati oleh 1 kg gas pada tekanan p dan suhu T.

Pada persamaan (1) jika suhu dari massa gas tetap atau konstan, sesuai Hukum Boyle bahwa volume gas akan berbanding terbalik dengan tekanannya.

$$pV=mRT$$

mRT = konstan, maka:

$$V\infty \frac{1}{p}$$

Perubahan keadaan fisik suatu benda yang terjadi pada suhu konstan ini disebut isotermal. 

Hal ini berdasarkan dua hukum Charles, yaitu:

1. Hukum pertama dari hukum Charles menyatakan bahwa untuk massa gas tetap pada tekanan konstan, volume gas berbanding lurus dengan suhu absolutnya.
$$V=(\frac{mR}{p})T$$ (mR/p)= konstan, maka: $$V\infty\ T$$
2. Hukum kedua dari hukum Charles menyatakan bahwa untuk massa gas tetap yang terkandung dalam volume tetap, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu absolutnya. $$p=(\frac{mR}{V})T$$ (mR/V)= konstan, maka: $$p\ \infty\ T$$

Dukung Kami

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan yang ada dan digunakan untuk operasional blog ini.
Jika menurut anda artikel pada blog ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?