Lab Gas Ideal
Molekul yang memantul, fisika nyata: tekanan muncul dari tumbukan dinding sementara P·V = n·R·T berlaku secara langsung.
Ini adalah dinamika molekul yang nyata — tanpa tekanan palsu. Partikel terbang dan memantul secara elastis dari dinding, dan tekanan diukur dari impuls yang mereka berikan ke dinding (cocok dengan teoretis N·k_B·T/A). Panaskan gas agar molekul lebih cepat, seret piston untuk mengubah volume, tambahkan partikel, dan amati P·V = n·R·T tetap seimbang dengan R = 8,314 J/(mol·K).
Suhu ruang
Titik awal yang tenang di sekitar 300 K dalam kotak ukuran sedang. Sekitar 1 mol partikel memantul agar Anda dapat melihat P·V = n·R·T tetap stabil.
Pembacaan
Rumus & sumber
P·V = n·R·T (R = 8.314 J/mol·K)
P from wall-collision impulse (measured)
½m⟨v²⟩ ∝ T (kinetic theory)
Boyle P∝1/V · Charles V∝T · Gay-Lussac P∝T
Satuan dan konstanta di balik gas ini
pV = nRT membawa empat satuan sekaligus — pascal, liter, kelvin, dan mol. Sejak 2019 konstanta gas R tidak lagi diukur: ia adalah hasil kali dua angka yang dipatok SI menurut definisi.
Dari mana R berasal
- R = 8.314462618 J mol⁻¹ K⁻¹ Konstanta gas molar · eksak, karena R = N_A · k_B dan keduanya dipatok menurut definisi
- N_A = 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ Konstanta Avogadro · ia mendefinisikan mol — satu mol adalah tepat sebanyak ini partikel
- k_B = 1.380649 × 10⁻²³ J K⁻¹ Konstanta Boltzmann · ia mendefinisikan kelvin — ia mengubah suhu menjadi energi per partikel
Berapa ruang yang ditempati satu mol gas ideal
| Keadaan | Suhu | Tekanan | Volume molar |
|---|---|---|---|
| Standar IUPAC saat ini | 273.15 K | 100 kPa | 22.711 L/mol |
| 1 atm — keadaan standar (STP) di sekolah | 273.15 K | 101.325 kPa | 22.414 L/mol |
| Suhu ruang (25 °C) | 298.15 K | 101.325 kPa | 24.465 L/mol |
| Air mendidih (100 °C) | 373.15 K | 101.325 kPa | 30.620 L/mol |
Dihitung langsung sebagai V/n = R·T/p memakai konstanta gas molar eksak dari halaman konstanta kami. Hasilnya tidak bergantung pada jenis gasnya — justru itulah yang membuatnya ideal. Baris kedua, 22,414 L/mol, adalah angka 22,4 L/mol yang dihafal di pelajaran kimia untuk keadaan standar (0 °C dan 1 atm). Perhatikan: IUPAC memakai 100 kPa sejak 1982, dan dengan tekanan itu hasilnya 22,7 L/mol — selisih sekitar 1,3 %. Jangan mencampur keduanya.
Sejak 2019 R bukan lagi angka hasil pengukuran
Revisi SI tahun 2019 memaku konstanta Boltzmann (yang mendefinisikan kelvin) dan konstanta Avogadro (yang mendefinisikan mol). Konstanta gas adalah hasil kali keduanya, R = N_A · k_B, sehingga mewarisi keeksakannya — 8,314 462 618… J mol⁻¹ K⁻¹, tanpa ketidakpastian tersisa untuk diukur.
Lihat tujuh konstanta yang mendefinisikan SI →