Apa yang Terjadi pada Volume Gas Selama Kompresi?

Mengompresi gas memulai perubahan karakteristiknya. Karena Anda mengompresinya, volume ruang yang ditempati gas berkurang, tetapi lebih banyak yang terjadi daripada ini saja. Kompresi juga mengubah suhu dan tekanan gas, tergantung pada situasi spesifiknya. Anda dapat memahami perubahan yang terjadi dengan menggunakan hukum penting dalam fisika yang disebut hukum gas ideal. Hukum ini agak menyederhanakan proses kehidupan nyata, tetapi berguna dalam berbagai situasi.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Selama kompresi, volume (V) suatu gas berkurang. Ketika ini terjadi, tekanan (P) gas bertambah jika jumlah mol (tidak) gas tetap konstan. Jika Anda menjaga tekanan konstan, mengurangi suhu (T) juga menyebabkan gas memampatkan.

Hukum gas ideal adalah informasi kunci yang diperlukan untuk menjawab pertanyaan yang berkaitan dengan pemuaian atau pemampatan gas. Ini menyatakan: PV = nRT. Kuantitas R adalah konstanta gas universal dan memiliki nilai R = 8,3145 J / mol K.

Hukum gas ideal menjelaskan apa yang terjadi pada model gas yang disederhanakan dalam berbagai situasi. Fisikawan menyebut gas "ideal" ketika molekul penyusunnya tidak berinteraksi selain memantul satu sama lain seperti bola kecil. Ini tidak menangkap gambaran yang tepat, tetapi untuk sebagian besar situasi yang Anda hadapi, hukum membuat prediksi yang baik. Hukum gas ideal menyederhanakan situasi yang rumit, sehingga mudah untuk membuat prediksi tentang apa yang akan terjadi.

Hukum gas ideal menghubungkan suhu (T), jumlah mol gas (tidak), volume gas (V), dan tekanan gas (P) satu sama lain, menggunakan konstanta yang disebut konstanta gas universal (R = 8,3145 J / mol K). Hukum menyatakan:

PV = nRT

• Untuk menggunakan hukum ini, Anda menyatakan suhu dalam Kelvin, yang mudah karena 0 derajat C adalah 273 K, dan menambahkan satu derajat tambahan hanya meningkatkan suhu dalam Kelvin sebanyak satu. Kelvin seperti Celcius kecuali -273 derajat C adalah titik awal 0 K.

  Anda juga perlu menyatakan jumlah gas dalam mol. Ini biasanya digunakan dalam kimia, dan satu mol adalah massa atom relatif dari molekul gas tetapi dalam gram.

Mengompresi sesuatu mengurangi volumenya, jadi ketika Anda mengompres gas, volumenya berkurang. Menata ulang hukum gas ideal menunjukkan bagaimana hal ini mempengaruhi karakteristik lain dari gas:

V = nRT / P

Persamaan ini selalu benar. Jika Anda memampatkan jumlah mol gas yang tetap, dan Anda melakukannya dalam proses isotermik (proses yang tetap pada suhu yang sama), tekanan harus meningkat untuk memperhitungkan volume yang lebih kecil di sebelah kiri persamaan. Demikian pula, ketika Anda mendinginkan gas (mengurangi T) pada tekanan tetap, volumenya berkurang – ia memampatkan.

Jika Anda mengompres gas tanpa membatasi suhu atau tekanan, rasio suhu terhadap tekanan harus berkurang. Jika Anda pernah diminta untuk mengerjakan sesuatu seperti ini, Anda mungkin akan diberi lebih banyak informasi untuk mempermudah prosesnya.

Hukum gas ideal mengungkapkan apa yang terjadi ketika Anda mengubah tekanan gas ideal dengan cara yang sama seperti yang dilakukan hukum untuk volume. Namun, menggunakan pendekatan yang berbeda menunjukkan bagaimana hukum gas ideal dapat digunakan untuk menemukan jumlah yang tidak diketahui. Menata ulang hukum memberikan:

PV/ T = nR

Sini, R adalah konstan dan jika jumlah gas tetap, maka tidak. Dengan menggunakan subskrip, Anda memberi label pada tekanan, volume, dan suhu awal saya dan yang terakhir f. Ketika proses selesai, tekanan, volume, dan suhu baru masih terkait seperti di atas. Jadi Anda bisa menulis:

P_saya V_saya/ T_saya = nR = P_f V_f / T_f

Ini berarti:

P_saya V_saya/ T_saya = P_f V_f / T_f

Hubungan ini berguna dalam banyak situasi. Jika Anda mengubah tekanan tetapi dengan volume tetap, maka V_saya dan V_f sama, jadi dibatalkan, dan Anda memiliki:

P_saya/ T_saya = P_f / T_f

Yang berarti:

P_f / P_saya = T_f / T_saya

Jadi jika tekanan akhir dua kali lebih besar dari tekanan awal, suhu akhir harus dua kali lebih besar dari suhu awal juga. Meningkatkan tekanan meningkatkan suhu gas.

Jika Anda menjaga suhu tetap sama tetapi meningkatkan tekanan, suhu malah membatalkan, dan Anda memiliki:

P_saya V_saya= P_f V_f

Yang dapat Anda atur ulang:

P_saya / P_f = V_f / V_saya

Ini menunjukkan bagaimana perubahan tekanan mempengaruhi sejumlah gas dalam proses isotermal tanpa batasan volume. Jika Anda meningkatkan tekanan, volume berkurang, dan jika Anda mengurangi tekanan, volume meningkat.