Faktor Kompresibilitas

PAPER

Faktor Kompresibilitas

Oleh:

Nama Lengkap     : Hildawati

NIM             : H0418321

Kelas                     : Fisika 2018

Mata Kuliah         : Termodinamika

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SULAWESI BARAT

2020

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Faktor kompresibilitas gas merupakan sebuah rasio dari volume molaritas sebenarnya suatu gas nyata (real gas) terhadap volume molaritas gas ideal. Gas nyata adalah sebuah gas yang ada secara alami seperti O2, H2, He dan CO2. Sedangkan gas ideal adalah gas imagenari atau gas hipotetis karena gas ini merupakan gas yang tidak bisa ada secara alami, gas ideal merupakan sebuah konsep gas yang mengikuti hukum gas ideal yaitu sebuah perkiraan perilaku berbagai gas terhadap berbagai kondisi. Hukum gas ideal adalah hukum yang menyatakan equation of state gas ideal. Hukum tersebut pertama kali diperkenalkan oleh Emile Clapeyron pada 1834 sebagai hukum yang menggabungkan hukum empiris Boyle, Charles, dan Avogadro (Clapeyron, 1834).

Faktor kompresibilitas gas merupakan sebuah nilai yang menyatakan seberapa jauh sebuah gas nyata melenceng (deviate) dari gas ideal. Pencarian nilai faktor kompresibilitas sangat diperlukan untuk menghitung seberapa jauh simpangan gas CO2 dari gas ideal.

Terdapat beberapa cara untuk mencari nilai faktor kompresibilitas diantaranya yaitu dengan eksperimen, korelasi dan dengan menggunakan rumus equation of state. 

B. Rumusan Masalah

Apa itu factor kompresibilitas?

C. Tujuan Penulisan

     Untuk mengetahui factor kompresibilitas

BAB II
PEMBAHASAN

A. Faktor kompresibilitas (Z) 

Faktor kompresibilitas (Z) adalah rasio volume molar gas terhadap volume gas ideal pada tekanan dan suhu yang sama. Faktor kompresibilitas merupakan salah satu properti termodinamika yang berguna untuk memodifikasi hokum gas ideal untuk melihat perilaku gas nyata. Secara umum, penyimpangan dari keadaan ideal menjadi semakin besar ketika gas semakin mendekati perubahan fasa, suhu yang semakin rendah atau tekanan makin tinggi. Faktor kompresibilitas biasanya didapatkan dari perhitungan persamaan keadaan  (EOS), seperti persamaan virial yang membutuhkan konstanta empiris spesifik senyawa untuk menghitungnya. Untuk gas yang merupakan campuran 2 gas murni atau lebih, komposisi gas harus diketahui sebelum kompresibilitasnya dapat dihitung.

Hubungan antara tekanan, volume, dan suhu dari gas dapat dinyatakan dalam suatu besaran yang disebut faktor kompresibilitas. Faktor  kompresibilitas didefinisikan sebagai: 

Dengan,

Vm adalah volume molar,  (Vm)gas ideal = RTp  adalah volume molar gas ideal, p adalah tekanan, T adalah suhu dan R adalah konstanta gas.

Untuk gas ideal, faktor kompresibilitasnya adalah Z=1. Di dalam  gas nyata, kasus  ini jarang terjadi. Perhatikan gambar 7-2, pada tekanan rendah  untuk semua suhu, nitrogen berperilaku sebagai gas ideal atau untuk p→0, nilai Z→1. Pada tekanan tinggi atau suhu rendah, kerapatan gas menjadi lebih tinggi. Jarak intermolekuler menjadi sangat dekat dan molekul bergerak lebih lambat. Hal ini menyebabkan  molekul berdekatan melakukan kakas tarik satu sama lain yang membuat volume gas nyata (Vnyata) kurang dari volume dari gas ideal (Videal) dan menyebabkan Z turun di bawah harga satu (Z<1). Pada tekanan lebih rendah atau suhu lebih tinggi, molekul jadi lebih bebas bergerak yang menyebabkan terjadinya kakas tolak dan membuat Z>1. Semakin dekat gas ke titik kritis nya atau titik didihnya, Z semakin menyimpang dari kasus ideal.

Gambar 7-2 Penyimpangan perilaku gas nitrogen terhadap gas ideal sebagai fungsi suhu

Gambar 7-3 memperlihatkan perilaku 1 mol beberapa gas nyata sebagai fungsi p yang menunjukkan penyimpangan dari perilaku gas ideal. Dari gambar terlihat secara kualitatif semua zat murni berperilaku hampir sama namun berbeda secara kuantitatif karena suhu dan tekanan kritis berbagai zat mempunyai jangkauan nilai yang lebar. 

Gambar 7-3 Penyimpangan perilaku berbagai zat terpilih terhadap gas ideal

Dengan melakukan penyesuaian koordinat, kurva dari berbagai jenis gas dapat digambarkan pada sumbu koordinat yang sama akan saling berdekatan sehingga akan menunjukkan keserupaan secara kuantitatif ditunjukkan gambar 7-4. Sebagai dasar, kita “mengurangi” sifat-sifat suatu zat terhadap harga kritis zat yang bersangkutan. Kita definisikan peubah baru yang disebut tekanan yang dikurangi (pR), volume yang dikurangi (vR), dan suhu yang dikurangi (TR):

Dengan pc, Tc, vc masing-masing adalah tekanan kritis, suhu kritis, dan volume jenis kritis. p, v, dan T masing-masing adalah tekanan, suhu, dan volume nyata.

Grafik kompresibilitas yang digeneralisasi ditunjukkan gambar 7-4 memberikan gambaran lebih jelas mengenai perilaku gas ideal. Zat dianggap berperilaku sebagai  gas ideal, apabila:

PR lebih kecil dibandingkan dengan 1.

TR lebih besar dibandingkan dengan 1.

Gambar 7-4 Grafik kompresibiltas yang digeneralisasi 

BAB III
PENUTUP

A. Kesimpulan

Faktor kompresibilitas merupakan salah satu properti termodinamika yang berguna untuk memodifikasi hokum gas ideal untuk melihat perilaku gas nyata. Faktor kompresibilitas gas merupakan sebuah nilai yang menyatakan seberapa jauh sebuah gas nyata melenceng (deviate) dari gas ideal. Untuk gas ideal, faktor kompresibilitasnya adalah Z=1. Di dalam  gas nyata, kasus  ini jarang terjadi

Referensi

Sulistiati, AKR. 2010. Termodinamika. Yogyakarta: Graha Ilmu

Wikipedia. Faktor Kompresibilitas di https://id.wikipedia.org/wiki/Faktor_kompresibilitas  (di akses 17 mei 2020)