Hukum Gas Ideal: Tekanan, Volume, dan Suhu
1 · Memprediksi
Gas dalam jumlah tertentu disegel dalam wadah yang kaku. Jika dipanaskan, apa yang terjadi dengan tekanannya?
- Tekanan berkurang seiring dengan naiknya suhu.
- Tekanan meningkat sebanding dengan suhu.
- Tekanan tidak bergantung pada suhu.
2 · Pengaturan
- Buka preset kotak pasir gas ideal dan tekan Reset. 1 mol argon mengisi volume tetap 0,0249 m³.
- Aktifkan pembacaan tekanan pada ruangan.
- Atur suhu gas untuk setiap percobaan dan catat tekanannya.
3 · Kumpulkan Data
| Suhu T (K) | Energi dalam U (J) | Tekanan P (kPa) |
|---|---|---|
| 300.00 | ||
| 450.00 | ||
| 600.00 |
Plot tekanan P (sumbu y) terhadap suhu T (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah garis tersebut lurus melalui titik asal?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung P = nRT/V menggunakan n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa, pada volume dan jumlah gas yang tetap, tekanan dan suhu mutlak berbanding lurus.
5 · Perluas
- Hukum gas ideal memerlukan suhu dalam kelvin, bukan Celcius. Jelaskan mengapa penggunaan Celcius (yang memperbolehkan nilai negatif dan nol) akan merusak proporsionalitas langsung yang Anda temukan.
- Kolom energi internal Anda juga bertambah seiring suhu, pada volume tetap. Jelaskan, dengan menggunakan U = (f/2)nRT, mengapa memanaskan sejumlah gas pada volume konstan akan meningkatkan tekanan dan energi internalnya secara bersamaan.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Hukum Gas Ideal
Untuk n mol gas ideal, tekanan, volume, dan suhu dikunci bersama oleh P·V = n·R·T. Pada n dan V tetap, tekanan meningkat berbanding lurus dengan suhu absolut.
Energi Dalam Gas Ideal
Energi dalam gas ideal hanya bergantung pada suhu (dan derajat kebebasan f), bukan pada tekanan atau volume secara terpisah: U = (f/2)nRT.