instagram

Bunyi Hukum Boyle

Hukum Boyle menyatakan bahwa volume dari suatu massa gas berbanding terbalik dengan tekanan saat suhu dipertahankan konstan. Seberapa pentingkah untuk memeriksa cuaca? Setiap hari, ada ratusan balon cuaca yang diluncurkan. Terbuat dari karet sintetis dan membawa kotak alat, balon helium naik ke langit. Saat bertambahnya ketinggian, tekanan atmosfer menjadi kurang dan balon akan mengembang.

Pada beberapa titik balon akan pecah karena ekspansi, dan alat akan jatuh (dibantu oleh parasut) yang akan diambil dan untuk mempelajari informasi tentang cuaca.

Hukum Boyle

Robert Boyle (1627-1691), seorang ahli kimia Inggris, secara luas dianggap sebagai salah satu pendiri ilmu eksperimental kimia modern. Ia menemukan bahwa peningkatan tekanan dari sampel gas tertutup dua kali lipat  sambil mempertahankan suhu yang konstan menyebabkan volume gas yang akan berkurang sampai setengahnya.

Hukum Boyle menyatakan bahwa volume dari suatu massa gas berbanding terbalik dengan tekanan saat suhu dipertahankan konstan. Hubungan terbalik dijelaskan dengan cara ini. Saat salah satu variabel meningkat nilainya, variabel lain akan menurun.

Secara fisik, apa yang terjadi? Molekul-molekul gas bergerak dengan jarak tertentu terpisah dari satu sama lain. Peningkatan tekanan mendorong molekul lebih dekat bersama-sama, sehingga mengurangi volume. Jika tekanan menurun, gas bebas untuk bergerak dalam volume yang lebih besar.

Secara matematis, hukum Boyle dapat dinyatakan dengan persamaan:

P . V = k

K adalah konstan untuk sampel gas yang diberikan dan hanya bergantung pada massa gas dan suhu. Tabel di bawah menunjukkan tekanan dan volume data untuk mencari tetapan jumlah gas pada suhu konstan. Kolom ketiga merupakan nilai konstanta (k) untuk data ini dan selalu sama dengan tekanan dikalikan dengan volume. Saat salah satu variabel mengalami perubahan, perubahan lain sedemikian rupa sehingga hasil dari P . V selalu tetap sama. Dalam kasus ini, konstantanya yaitu 500 atm · ml.balon cuaca

Tekanan (atm) Volume (mL) PxV = k (atm . mL)
0.5 1000 500
0.625 800 500
1.0 500 500
2.0 250 500
5.0 100 500
8.0 62.5 500
10.0 50 500

 

Sebuah grafik dari data dalam tabel lebih lanjut menggambarkan sifat hubungan terbalik dari Hukum Boyle (lihat Gambar di bawah). Volume diplot pada sumbu x, dengan tekanan yang sesuai pada sumbu y.

hubungan tekanan dan volume gas

Tekanan gas menurun dengan meningkatnya volume, sehingga hukum Boyle menyatakan hubungan yang terbalik.

Hukum Boyle dapat digunakan untuk membandingkan perubahan kondisi untuk gas. Kita menggunakan P1 dan V1 yang berada pada tekanan awal dan volume awal gas. Setelah perubahan telah dibuat, P2 dan V2 berdiri untuk tekanan dan volume akhir. Hubungan matematika Hukum Boyle menjadi:

P1 . V1 = P2 . V2

Persamaan ini dapat digunakan untuk menghitung salah satu dari empat besaran jika tiga lainnya diketahui.

Soal Contoh: Hukum Boyle

Suatu sampel gas oksigen memiliki volume 425 mL ketika tekanan gas sama dengan 387 kPa. Gas diperbolehkan untuk mengembang ke dalam wadah 1,75 L. Hitung tekanan baru gas.

Langkah 1: Daftar besaran yang diketahui dan merencanakan pemecahan masalah.

Diketahui

P1 = 387 kPa

V1 = 425 mL

V2 = 1,75 L = 1750 mL

Ditanyakan

P2 = … ? kPa

Gunakan Hukum Boyle untuk memecahkan tekanan yang tidak diketahui (P2). Adalah penting bahwa volume keduanya (V1 dan V2) dinyatakan dalam satuan yang sama, sehingga V2 telah dikonversi menjadi mL.

Langkah 2: Pemecahan.

Pertama, mengatur ulang persamaan aljabar untuk memecahkan P2.

p1

Sekarang menggantikan besaran yang diketahui ke dalam persamaan dan memecahkannya.

p2

Langkah 3: Pikirkan tentang hasil Anda.

Volume telah meningkat paling tidak di atas 4 kali dari nilai aslinya dan sehingga tekanan menurun sekitar 1/4. Tekanan dinyatakan dalam kPa dan nilainya memiliki tiga angka penting. Perhatikan bahwa tekanan atau volume setiap satuan dapat digunakan selama mereka konsisten di seluruh masalah.

Ringkasan

Volume gas berbanding terbalik dengan suhu.

0 Comments

Leave Your Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

*