TERMODINAMIKA Energi dan Hukum Pertama - Persamaan Van Der Walls

Persamaan van der Waals   mencoba   mengusulkan   koreksi   terhadap persamaan gas ideal, dengan mempertimbangkan karakteristik gas riil : 

1.  Molekul-molekul gas riil mengisi suatu volume tertentu  

2.  Terjadi interaksi antara molekul-molekul gas riil

Persamaan van der Waals :

a/V² adalah koreksi terhadap interaksi molekul-molekul

b adalah faktor koreksi terhadap volume molekul-molekul

Persamaan van der Waals dapat juga ditulis sebagai :

Untuk sembarang P dan T yang diketahui terdapat tiga harga riil dari V.  

Jika temperatur dinaikkan, maka nilai maksimum dan minimum akan semakin mendekat, akhirnya berimpit pada titik kritis, T_cr.

Pada titik kritis ini  (T  = T_cr, P  = P_cr, dan V  = V_cr), persamaan van der Waals menjadi :

Diperoleh : 

T_cr = (8a/27bR),    V_cr = 3b,     Pcr = (a/27b²)  

Jika  harga  a,  dan  b  diganti  dengan  harga  kritis,  maka  persamaan  van  der Waals dapat ditulis sebagai : 

 

dari sini dapat didefinisikan :

Reduced Pressure, P_r = P/P_cr , dan reduced temperature, T_r = T/T_c; dan faktor kompresibilitas, Z = PV/RT. Persamaan van der Waals menjadi :  

sehingga dapat dibuatkan diagram Z = Z(P_r, T_r).

Harga kompresibilitas pada titik kritis :

Kompresibilitas kritis untuk semua zat akan sama nilainya.

Sedangkan untuk gas ideal, harga kompresibilitas = 1.

Referensi: Ardy, Husaini. Diktat Kuliah Termodinamika. ITB. 2012

Share on :

Tweet