Hukum Boyle - Guy Lussac

Fisika SMA Kelas XI 126

A. Sifat-sifat Gas Ideal

Gambar 8.1. Keadaan partikel gas monoatomik. Gambar 8.2. Tekanan volume gas berbanding terbalik. a b F p 1 V 1 p 2 V 2 1. Pengertian gas ideal Seperti yang telah diketahui fase zat ada tiga yaitu padat, cair dan gas. Udara merupakan contoh dari fase gas. Gas ideal merupakan kumpulan dari partikel-partikel suatu zat yang jaraknya cukup jauh dibandingkan dengan ukuran partikelnya. Lihat Gambar 8.1. Partikel-partikel itu selalu bergerak secara acak ke segala arah. Pada saat partikel-partikel gas ideal itu bertumbukan antar partikel atau dengan dinding akan terjadi tumbukan lenting sem- purna sehingga tidak terjadi kehilangan energi. Apa yang dinamakan gas monoatomik? mono berarti satu atomik berarti atom. Jadi gas monoatomik berarti gas yang partikel-partikelnya berupa atom tung- gal. Lihat kembali Gambar 8.1. Contoh gas monoatomik adalah gas helium, neon, dan argon. Untuk kelas XI SMA ini masih dibatasi gas monoatomik. Sebenarnya ada gas yang lain, seperti gas diatomik; oksigen O 2 , Nitrogen N 2 , dan ada lagi gas triatomik; Karbondioksida CO 2 dan uap air H 2 O. Untuk mengetahui sifat-sifat lain tentang gas mono- atomik dapat kalian cermati penjelasan berikut. 2. Persamaan umum gas Pernah melihat atau mendengar alat masak Pre- swere Cooler Presto? Alat tersebut digunakan untuk memasak dengan memanfaatkan tekanan gas. Tekanan gas dapat diatur dengan mengatur suhu dan volumenya. Dari penjelasan ini dapat diketahui bahwa gas memiliki besaran-besaran diantaranya adalah tekanan P, volume V dan suhu T. Hubungan ketiga besaran inilah yang di- pelajari dalam bagian ini.

a. Hukum Boyle - Guy Lussac

Keadaan tekanan, volume dan suhu gas dimulai penjelasannya oleh Boyle. Boyle mengalami keadaan gas yang suhunya tetap. Pada saat gas ditekan ternyata volumenya mengecil dan saat volumenya diperbesar tekanannya kecil. Keadaan di atas menjelaskan bahwa pada suhu yang tetap tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya. PV = tetap ......................................8.1 Termodinamika 127 Gambar 8.3 Gas yang dipanaskan dapat menggeser pistornya sehingga volumenya membesar. Persamaan 8.1 ini yang kemudian dikenal sebagai hukum Boyle. Keadaan berikutnya dijelaskan oleh Guy Lussac. Menurut Guy Lussac, pada gas yang tekanannya tetap maka volumenya akan sebanding dengan suhunya. Coba lihat Gambar 8.3. Jika ada gas dalam ruang tertutup den- gan P = teta p dipanaskan maka volumenya akan berubah. Hubungan ini dapat dir umuskan sebagai berikut. = tetap .....................................8.2 Persamaan 8.1 dan persamaan 8.2 di atas jika digabung akan menjadi satu persamaan yang dapat menggambarkan keadaan perubahan P, V dan T tidak ada yang tetap. Persamaan gabungan itulah yang dina- makan hukum Boyle-Guy Lussac. Persamaannya dapat kalian lihat di bawah. = tetap .....................................8.3 Persamaan 8.3 ini akan berlaku jika perubahan keadaan gas terjadi pada ruang tertutup dan jumlah par- tikelnya tetap. CONTOH 8.1 Dalam ta bung yang te rt ut up, volumenya dapat berubah-ubah dengan tutup yang dapat bergerak mula-mula memiliki volume 1,2 lt. Pada saat itu tekanannya diukur 1 atm dan suhunya 27 O . Jika tutup tabung ditekan sehingga tekanan gas menjadi 1,2 atm ternyata volume gas menjadi 1,1 lt. Berapakah suhu gas tersebut? Penyelesaian V 1 = 1,2 lt P 1 = 1 atm T 1 = 27 O + 273 = 300 K V 2 = 1,1 lt P 2 = 1,2 atm T 2 = ? Fisika SMA Kelas XI 128 Dari persamaan 8.3 dapat ditentukan suhu T 2 pada gas tertutup itu. = = T 2 = 300 . 1,1 = 330 K atau T 2 = 330 - 273 = 57 O C Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut. 1. Pada sebuah pistor diisi gas dengan volume 2,2 lt dan tekanannya 2.10 5 pa. Jika tekanan gas tersebut ditambah menjadi 6.10 5 pa pada suhu tetap maka berapakah volume gas seharusnya? 2. Gas dalam ruang tertutup memiliki volume 0,8 liter, tekanan 3,2 atm dan suhu 57 O C. Berapakah tekanan gas tersebut agar volumenya menjadi 2,4 liter dan suhunya 87 O C?

b. Persamaan umum gas