Gas ideal adalah gas teoritis yang terdiri dari partikel-partikel titik yang bergerak secara acak dan tidak saling berinteraksi. Konsep gas ideal sangat berguna karena memenuhi hukum gas ideal, sebuah persamaan keadaan yang disederhanakan, sehingga dapat dianalisis dengan mekanika statistika.

Pada kondisi normal seperti temperatur dan tekanan standar, kebanyakan gas nyata berperilaku seperti gas ideal. Banyak gas seperti nitrogen, oksigen, hidrogen, gas mulia dan karbon dioksida dapat diperlakukan seperti gas ideal dengan perbedaan yang masih dapat ditolerir. Secara umum, gas berperilaku seperti gas ideal pada temperatur tinggi dan tekanan rendah, karena kerja yang melawan gaya intermolekuler menjadi jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan energi kinetik partikel, dan ukuran molekul juga menjadi jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan ruangan kosong antar molekul.

Model gas ideal tak dapat dipakai pada suhu rendah atau tekanan tinggi, karena gaya intermolekuler dan ukuran molekuler menjadi penting. Model gas ideal juga tak dapat dipakai pada gas-gas berat seperti refrigeran atau gas dengan gaya intermolekuler kuat, seperti uap air. Pada beberapa titik ketika suhu rendah dan tekanan tinggi, gas nyata akan menjalani fase transisi menjadi liquid atausolid. Model gas ideal tidak dapat menjelaskan atau memperbolehkan fase transisi. Hal ini dapat dijelaskan dengan persamaan keadaan yang lebih kompleks.

Pada kenyataannya, sifat-sifat gas idela tigak terdapat di alam. Akan tetapi, pada suhu kamar dan tekanan tertentu. gas dapat memiliki sifat yang mendekati gas ideal. Secara mikroskopis, gas ideal memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

  1. Gas terdiri atas partikel-partikel dalam jumlah yang besar dan tidak terjadi interaksi antar partikel gas tersebut.
  2. Setiap partikel selalu bergerak ke sembarang arah.
  3. Partikel-partikel gas tersebar merata dalam ruang yang sempit.
  4. Jarak antarpartikel jauh lebih besar daripada ukuran partikel.
  5. Ukuran partikel gas dapat diabaikan.
  6. Tidak terdapat gaya antar partikel kecuali jika terjadi tumbukan.
  7. Hukum Newton tentang gerak berlaku pada sistem gas tersebut.

Gas ideal sebenarnya tidak ada di alam. Gas ideal merupakan penyederhanaan atau idealisasi dari gas yang sebenarnya (gas nyata) dengan membuang sifat-sifat yang tidak terlalu signifikan sehingga memudahkan analisis. Namun orang dapat menciptakan kondisi sehingga gas nyata memiliki sifat-sifat yang mendekati sifat-sifat gas ideal. Beberapa sifat gas ideal
sebagai berikut.
Sifat 1: Tidak ada interaksi antar molekul-molekul gas Antar molekul gas tidak ada gaya tarik-menarik atau tolak-menolak meskipun jarak antar molekul sangat dekat. Interaksi yang terjadi antar molekul gas hanyalah tumbukan antar molekul yang sifatnya elastik sempurna. Setelah tumbukan tidak terjadi perubahan energi kinetik total molekul. Sebaliknya pada gas nyata ada tarikan antar molekul-molekulnya jika jarak antar molekul sangat dekat. Gaya tarik menarik inilah yang menyebabkan gas dapat mencair. Sedangkan gas ideal tidak dapat mencair. Gas nyata mendekati sifat gas ideal jika jarak rata-rata antar molekul sangat jauh sehingga gaya tarik antar molekul dapat dianggap nol. Jarak antar molekul yang besar dapat dicapai dengan memperkecil tekanan gas dan meperbesar suhunya (jauh di atas titik didih).
Sifat 2: Molekul-molekul gas dapat dipandang sebagai partikel-partikel yang ukurannya dapat diabaikan (dapat dianggap nol). Dengan anggapan ini ruang yang ditempati gas ideal dapat dianggap semuanya ruang kosong karena volume total semua partikel gas dapat dianggap nol. Kondisi ini juga dapat didekati oleh gas nyata pada tekanan rendah dan suhu tinggi di mana jarak rata-rata antar molekul jauh lebih besar daripada diameter molekul gas.
Sifat 3: Dalam satu wadah partikel gas bergerak secara acak ke segala arah. Tumbukan antar molekul gas maupun tumbukan antar molekul gas dengan dinding wadah bersifat elastik sempurna sehingga energi kinetik total molekul-molekul gas selalu tetap. Setelah mendefinisikan sifat-sifat yang dimiliki gas ideal, mari kita membahas sifat-sifat makroskopik gas tersebut. Sifat makroskopik gas ideal diawali dengan kajian eksperimen. Dari kajian tersebut dibangunlah rumus empiris yaitu rumus yang diduga memenuhi data-data pengamatan. Kemudian para fisikawan membangun landasan teoretik mengapa sifat-sifat gas ideal seperti apa yang diamati (diukur).

Comments powered by CComment