Gas ideal ialah gas yang mempunyai sifat yang sama dalam keadaan yang sama. Dalam keadaan sebenar, gas yang berada pada tekanan rendah dan jauh dari takat lebur dianggap mempunyai sifat yang serupa dengan gas ideal.
Gas ideal mempunyai persamaan umum:
PV = nRT = NkT
Maklumat:
- k = pemalar Boltzmann (1.38×10-23 J/C)
- R = pemalar gas am (8.31×10-3 Mole.K)
- n = bilangan mol gas (mol)
- N = bilangan zarah gas n = m/Mr = N/N0
- N0 = Nombor Avogadro (10×602526 K.mol)
Secara umum, undang-undang Boyle-Gay-Lussac sentiasa terpakai kepada sebarang perubahan dalam keadaan.
P1V1/ T1 = hlm2V2/ T2
(Jika jisim gas tidak berubah, (mol/zarah) digunakan.
P1V1/n1.T1 = hlm2V2/n2.T2
(Jika gas mengalami perubahan jisim (mol/zarah), ia digunakan.
Teori kinetik gas ideal ialah teori pertama di mana tekanan pada gas bergantung pada perlanggaran molekul tetapi bukan pada daya statik. Teori ini menerangkan saiz molekul dalam gas, yang boleh menjejaskan kelajuan di mana molekul bergerak.
Teori kinetik gas ideal mempunyai sifat makroskopik gas seperti tekanan, suhu dan isipadu.
tekanan gas ideal
Tekanan gas ideal ialah daya yang dihasilkan oleh molekul gas yang mengenai dinding bekas.
P = 1/3.Nmv2/V
Maklumat:
- N = bilangan zarah gas
- m = jisim zarah gas (kg)
- v = halaju zarah gas (m/s)
- V = isipadu gas (m3)
Tekanan gas dengan tenaga kinetik (Ek)
Tekanan gas dengan tenaga kinetik (Ek) Jika nilai tenaga kinetik lebih besar, tekanan akan menjadi lebih besar. Oleh itu, hubungan antara tekanan dan tenaga kinetik adalah berkadar terus.
P = 2.3. N.Ek/V
Maklumat:
- Ek = tenaga kinetik gas (J)
Tenaga dalaman
Gas monoatomik ialah gas yang zarahnya adalah atom tunggal, contohnya helium, neon, dan argon.
Formula:
U = Ek = 3/2.NKT=3/2.nRT
Gas diatomik ialah gas dengan bentuk molekul yang terdiri daripada dua atom sahaja, dua atom boleh menjadi unsur yang sama atau berbeza, contohnya hidrogen (H2O), oksigen (O2dan nitrogen (N2).
Pada suhu rendah (± 300 K)
U = Ek=3/2.NKT=3/2.nRT
Pada suhu sederhana (± 500 K)
U = 5/2.NKT = 5/2.nRT
pada suhu tinggi (±1000 K)
U = Ek = 7/2.NKT = 7/2.nRT
halaju zarah
Zarah bahan boleh bergetar kerana proses pemanasan. Oleh itu, suhu adalah salah satu faktor yang menyebabkan pergerakan zarah dalam sesuatu bahan, sehingga dikatakan bahawa zarah mempunyai tenaga kinetik zarah.
v = 3.kT/m = 3.RT/Mr = 3.P/P
Contoh masalah
1. Purata tenaga kinetik zarah 4.5 mol gas dalam bekas tertutup ialah 6×10.-26 Joule jika isipadu gas ialah 18.6 liter dan nombor Avogadro ialah 6.02 x 10.23 Zarah / tekanan molar gas…
Bincangkan :
V = 18.6 L = 18.6 x 10-3 Meter3
n = 4.5 mol
NA = 6.02 x 1023 zarah/mol
EK = 6.0 x 10-26 joule
Bilangan zarah gas:
N = nNA
= 4.5 6.02 x 1023
= 27.09 x 1023 zarah
Jumlah tenaga kinetik N zarah:
EK = NEK
= 27.09 x 1023 . 6.0 × 10-26
= 162.54 x 10-3 J
Mengikut persamaan gas ideal:
PV = NkT
Dan persamaan tenaga kinetik:
EK = 3.2 NkT, kita boleh membuat kesimpulan:
EK = 3.2 PV
162.54*10-3 = 3/2 P (18.6 x 10-3)
P = 5.8 Pa
2. Dalam tiub tertutup yang mengandungi 6 liter gas pada 27OJika suhu meningkat kepada 77, tekanan C ialah 1.5 atmOC dan ia dimampatkan sehingga isipadunya ialah 5 liter, kemudian tekanan…
Bincangkan :
T1 = 27OCT1 = 77OC = 350K
P1 = 1.5 V atmosfera1 = 5 liter
V1 = 6 liter
Undang-undang Boyle-Gay-Lussac:
P1V1/ T1 = hlm2V2/ T2
P = 1.5 (6)/3002(5)/350
P2 = 2.1 Pa
