Kapasitas Kalor Gas

Kapasitas Kalor Gas

a.      Pengertian Kapasitas Kalor

Ada tiga besaran yang umum digunakan untuk menghitung kalor yang diterima atau dilepaskan oleh suatu gas: kalor jenis, kapasitas kalor dan kapasitas kalor molar. Ketiga besaran ini saling berhubungan, sehingga jika rumus salah satu rumus besaran diketahui, maka rumus kedua besaran lainnya dapat diperoleh.

Kapasitas kalor suatu zat (C) adalah banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat sebesar 1 kelvin.

C = ^Q/_ΔT   atau   Q = C.ΔT

Satuan SI untuk kapasitas kalor adalah J/K atau J.K^-1.

Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap, C_p, didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat 1 kelvin pada tekanan tetap.

Kapasitas kalor pada tekanan tetap:

C_p = ^Qp/_ΔT    atau   Q_p = C_p.ΔT

Kapasitas kalor gas pada volum tetap, C_V, didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat 1 kelvin pada volum tetap.

Kapasitas kalor pada volum tetap:

C_V = ^QV/_ΔT   atau   Q_V = C_V.ΔT

            Hubungan C_p dan C_v adalah sebagai berikut:

C_p – C_v = Nr

Dengan n adalah banyak zat dalam mol dan R adalah tetapan umum gas.

a.      Nilai Kapasitas Kalor dan Tetapan Laplace

Untuk gas monoatomik : C_v = ³/₂ nR

                                          C_p = ⁵/₂ nR

Untuk gas diatomik       : C_v = ⁵/₂ nR

                                                     C_p = ⁷/₂ nR

           

Tetapan Laplace (notasi γ) didefinisikan sebagai nilai perbandingan antara kapasitas kalor pada tekanan tetap dengan kapasitas kalor pada volum tetap:

γ = ^Cp/_Cv

Perhatikan, C_p > C_v maka pastilah γ > 1.

Untuk gas monoatomik: C_p = ⁵/₂ nR dan C_v = ³/₂ nR, sehingga:

γ = ⁵/₂ nR : ³/₂ nR = ⁵/₃ = 1,67

Untuk gas diatomik: C_p = ⁷/₂ nR dan C_v = ⁵/₂ nR, sehingga:

γ = ⁷/₂ nR : ⁵/₂ nR = ⁷/₅ = 1,4

C. Kapasitas Kalor Molar

Selain besaran kapasitas kalor yang digunakan di fisika, dalam kimia lebih sering digunakan besaran kapasitas kalor molar. Kapasitas kalor molar (notasi C_m) adalah kapasitas kalor per mol.

Kapasitas kalor molar: C_m = ^C/_n   atau   C = n.C_m

Dengan demikian dapat kita tulis:

Kalor pada tekanan tetap   Q_p = C_p . ΔT ; Q_p = n . C_p,m . ΔT

Kalor pada volum tetap      Q_v = C_v . ΔT ; Q_v = n . C_v,m . ΔT