Penerapan Hukum Charles, rumus, bunyi, contoh

Sangat menarik bahwa banyak zat yang berbeda berperilaku sama persis. Penjelasan yang diterima, yang dikemukakan James Clerk Maxwell sekitar tahun 1860, adalah jumlah ruang yang digunakan gas murni bergantung pada pergerakan molekul gas. Dalam kondisi normal, molekul gas sangat jauh dari tetangga mereka, dan mereka sangat kecil sehingga volumenya sendiri dapat diabaikan. Hukum Charles adalah hukum gas yang menyatakan bahwa gas mengembang ketika dipanaskan. Hukum ini juga dikenal sebagai hukum volume.

Apa itu hukum Charles?

Hukum Charles adalah hukum yang memberi tahu kita bahwa ketika jumlah gas dan tekanan dijaga konstan, rasio antara volume dan suhu akan selalu memiliki nilai yang sama.

Hukum Charles adalah salah satu hukum yang terkait dengan gas. Ini terdiri dari hubungan yang ada antara volume dan suhu jumlah tertentu dari gas ideal, yang dipertahankan pada tekanan konstan, dengan menggunakan konstanta proporsionalitas yang diterapkan secara langsung. Jacques Charles mengatakan bahwa untuk jumlah gas tertentu pada tekanan konstan, ketika suhu meningkat, volume gas meningkat dan ketika suhu menurun, volume gas berkurang karena suhu berhubungan langsung dengan energi gerakan yang mereka miliki molekul gas. Jadi, untuk jumlah gas tertentu pada tekanan tertentu, akan ada kecepatan molekul yang lebih tinggi dan volume gas yang lebih besar.

Sejarah

Hukum Charles diberlakukan oleh Jacques Alexandre Charles, seorang ahli fisika dan kimiawan Perancis yang terkenal. Dia adalah profesor fisika di Paris Conservatory of Arts and Crafts dan bersama Robert Brothers, membangun balon bertenaga hidrogen pertama. Pada tahun 1787 ia menemukan hubungan antara volume dan suhu gas yang berada di bawah tekanan konstan. Pada 1802 ia menerbitkan hasil-hasilnya, yang dikenal sebagai “Hukum Charles dan Gay-Lussac”.

Siapa yang mengusulkannya

Hukum ini mengambil namanya dari ilmuwan dan penemu Perancis Jacques Charles, yang merumuskannya pada tahun 1780. Bagian ironisnya dari cerita ini adalah Charles tidak pernah menerbitkan karya yang dia ingat, juga bukan dia yang pertama atau yang terakhir melakukan Penemuan ini. Faktanya, Guillaume Amontons telah melakukan jenis eksperimen yang sama 100 tahun sebelumnya, dan Joseph Gay-Lussac pada 1808 yang melakukan pengukuran akhir dan menerbitkan hasil yang menunjukkan bahwa setiap gas yang dia uji mematuhi generalisasi ini.

Bunyi hukum Charles

Hukum Charles menetapkan postulat berikut: “Pada tekanan konstan, volume yang ditempati oleh sampel gas berbanding lurus dengan suhu absolut yang didukungnya“,

Rumus

Menurut pernyataan hukum Charles, dapat dinyatakan secara matematis sebagai berikut:

V1 · T2 = V2 · T1

Dimana:

  • V = digunakan untuk merepresentasikan Volume.
  • T = dengan huruf ini mewakili Suhu

Eksperimen

Pada hari yang dingin ketika Anda mengambil balon helium, balon itu mengkerut. Tetapi ketika kembali ke suhu hangat, balon akan kembali ke bentuk aslinya. Menurut hukum Charles, situasi ini terjadi karena gas, dalam hal ini, helium, mengambil lebih banyak ruang ketika panas.

Sebuah obor yang digunakan untuk memanaskan molekul udara di dalam balon, mereka bergerak lebih cepat dan menyebar ke ruang. Gas di dalam balon membutuhkan lebih banyak ruang, menjadi lebih padat daripada udara di sekitarnya. Jadi udara panas di dalam balon naik karena kepadatannya berkurang dan membuat balon melayang.

Termometer masak bekerja dengan hukum Charles. Termometer ditempatkan di kalkun dan saat suhu naik, udara di termometer mengembang yang menyemburkan plunger. Termometer dikalibrasi sehingga ketika mencapai suhu internal yang benar, tutup termometer muncul, menunjukkan bahwa kalkun siap.

Saat bermain ping pong, bola mungkin penyok. Jika air dipanaskan dengan lembut sambil diaduk dan bola ditempatkan di dalam, udara di dalam bola akan mengembang saat memanas. Udara yang mengembang akan mendorong penyok dan mengembalikan kebulatan bola.

Penerapan Hukum Charles

Hukum Charles dapat digunakan dalam aplikasi berikut:

  • Balon udara panas
  • Kantung udara
  • Panci presto.

Pentingnya

Pentingnya terletak pada kenyataan bahwa menurut hukum ini, gas mengembang ketika dipanaskan. Karena massa gas tetap sama, jumlah molekul per satuan volume berkurang saat pemanasan. Dengan kata lain, ini menjelaskan bahwa udara panas kurang padat daripada udara dingin. Ini memungkinkan balon udara panas naik menggantikan udara dingin di atmosfer.

Contoh

Contoh soal hukum Charles yang sudah dipecahkan adalah sebagai berikut:

Pada 1,5 atmosfer dan 25 ° C volume gas adalah 600 cm3, jika tekanannya tidak berubah, berapakah volume gas pada 20 ° C?

Langkah pertama: data yang diberikan dalam pernyataan harus diidentifikasi

P1 = 1,5 atm

T1 = 25 ° C

V1 = 600 cm3

T2 = 20 ° C

Langkah kedua: tahu apa yang tidak diketahui.

V2 =?

Langkah ketiga: V2 harus dihapus dari ekspresi: V1 · T2 = V2 · T1, rubah seperti ini:

V2 = V1 · T2/t1

Langkah keempat: ubah ° C menjadi K, sebagai berikut:

T1: K = ° C + 273 T2: K = ° C + 273

K = 25 + 273 = 298 K K = 20 + 273 = 293 K

Akhirnya, nilai-nilai diganti dan perhitungan matematis dilakukan.

V2 = 600 cm3. 293 K/298 K

dan hasilnya diperoleh: V2 = 589,93 cm3


Tinggalkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *