Hukum Boyle Penerapan Hukum Dasar Fluida Dinamis dalam Kehidupan Keseharian

Fisika Kelas XI 242 Gambar 7.1 Pompa sepeda terdiri atas tabung udara dan klep yang bisa digerak- kan. Tabung udara Klep C o n t o h atm V m 3 A B T tetap P A P B V A V B F 1 10 cm klep 7 cm 5 cm

a. Hukum Boyle

Hukum Boyle menjelaskan hubungan tekanan dengan volume. Con- toh sederhana yang menggambarkan hubungan volume dengan tekanan adalah pompa sepeda. Pompa sepeda terdiri dari sebuah tabung, selang dan klep. Klep ini berfungsi mendorong udara keluar dari tabung, sekali- gus menarik udara luar agar masuk tabung. Perhatikan Gambar 7.1. Ketika kalian menekan klep berarti memperbesar tekanan, yang meng akibatkan volume udara di dalam tabung mengecil. Sementara, jika menarik klep berarti mengurangi tekanan dan volume udara dalam tabung bertambah besar. Contoh ini menandakan adanya hubungan antara tekan- an dan vo lume. Seorang ilmuwan yang menyelidiki hubungan volume dengan tekanan gas adalah Robert Boyle 1627-1691. Boyle telah menyelidiki hubungan tekanan dan volume gas dalam wadah tertutup pada tempera- tur tetap. Boyle menemukan bahwa hasil kali tekanan dan volume gas pada temperatur tetap adalah konstan. Hukum ini kemudian dikenal sebagai Hukum Boyle. Secara matematis, Hukum Boyle dituliskan dalam bentuk, PV = konstan Atau, P 1 V 1 = P 2 V 2 Keterangan: P 1 = tekanan gas awal Nm 2 V 1 = volume gas awal m 3 P 2 = tekanan gas akhir V 2 = volume akhir Dari persamaan Hukum Boyle tersebut, hubungan tekanan dan volume pada temperatur tetap dapat digambarkan dalam bentuk grafik se perti Gambar 7.2. Berdasarkan grafik tersebut, ketika tekanan dinaik- kan dua kali, volumenya akan turun setengah kali semula. Ini menanda- kan bahwa, jika salah satu variabel berubah, maka variabel lainnya ikut berubah. Perhatikan contoh berikut. Sebuah tabung dengan diameter 7 cm diberi klep yang dapat bergerak bebas. Perhatikan gambar. Jika klep ditekan dengan gaya 5 N, posisi piston berada 10 cm dari dasar tabung. Tentukan tekanan udara di dalam tabung, jika piston berada 5 cm dari dasar tabung. Penyelesaian: Diketahui: lihat gambar F 1 = 5 N d = 7 cm h 1 = 10 cm h 2 = 5 cm Gambar 7.2 Grafik hubu ngan tekanan dan volume pada temperatur tetap. Di unduh dari : Bukupaket.com V T ∝ Di unduh dari : Bukupaket.com V T V T V T = konstan = 1 1 2 2 Di unduh dari : Bukupaket.com P T = koonstan = 1 1 2 2 P T P T Di unduh dari : Bukupaket.com Fisika Kelas XI 246 dok. PIM M o z a i k Joseph Louis Gay Lussac 1778-1850 adalah ahli fisika dan kimia dari Pran- cis. Ia melakukan pelbagai penelitian tentang sifat gas. Ia juga menyempur- nakan hukum Boyle dan mengatakan bahwa untuk sejumlah gas tertentu, per- bandingan antara tekanan dan suhu pada volume konstan akan selalu tetap. wikimedia.org Setyawan, Lilik H. 2004 hlm 66

d. Hukum Boyle-Gay Lussac