4 Hukum Tentang Gas dan Persamaannya

Hukum tentang gas ideal meliputi empat hukum yang terdiri dari Hukum Boyle, Hukum Charles, Hukum Gay Lussac, Hukum Boyle-Gay Lussac. Dari setiap hukum tentang gas tersebut memuat persamaan yang berlaku sesuai bunyi hukum. Gas ideal adalah gas yang memenuhi beberapa anggapan-anggapan yang membahas sifat-sifat gas. Di mana ada enam sifat gas ideal yang menerangkan bagaimana jumlah, ukuran, dan gerak partikel-partikel gas.

Sifat gas pertama adalah gas terdiri atas partikel-partikel yang jumlahnya sangat banyak. Kedua, partikel-partikel gas bergerak dengan laju dan arah yang beraneka ragam serta memenuhi Hukum Gerak Newton. Ketiga, partikel gas tersebar merata pada seluruh bagian ruangan yang ditempati. Keempat, tidak ada gaya interaksi antarpartikel kecuali ketika partikel bertumbukan. Sifat gas ideal yang kelima adalah tumbukan yang terjadi antar partikel atau antara partikel dengan dinding wadah adalah lenting sempurna. Dan keenam, ukuran partikel sangat kecil dibandingkan jarak antara partikel sehingga volumenya dapat diabaikan terhadap volume ruang yang ditempati.

Sifat- Sifat Gas Ideal

Gas merupakan zat yang volume dan bentuknya selalu berubah-ubah yang menempati suatu ruang dengan jarak antar partikel yang jauh. Kondisi tersebut membuat daya tarik antar partikel menjadi lemah.

Ada empat hukum tentang gas ideal dan menerangkan persamaan yang berlaku untuk gas ideal. Bagaiamana bunyi dari masing-masing hukum tentang gas? Apa saja persamaan yang berlaku sesuai hukum tentang gas ideal? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.

Table of Contents

Baca Juga: Hukum Newton I, II, III

Hukum Boyle

Volume gas dalam suatu ruang tertutup sangat bergantung pada tekanan (P) dan suhu (T). Ketika suhu dijaga dalam keadaan tetap atau konstan, besar tekanan yang diberikan akan memperkecil nilai volumenya. Hubungan antara tekanan (P) dan volume (V) tersebut dikenal dengan Hukum Boyle.

Bunyi Hukum Boyle:
“Apabila suhu gas yang berada dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya”.

Berdasarkan hukum tersebut dapat dikatakan bahwa besar tekanan berbanding terbalik dengan besar volume. Semakin besar tekanan yang diberikan pada gas akat membuat nilai volume gas semakin kecil. Sebaliknya, semakin kecil tekanan yang diberikan akan membuat nilai volume gas semakin besar.

Persamaan dari Hukum Boyle secara matematis dinyatakan melalui persamaan di bawah.

Hukum Boyle

Hukum Charles

Volume gas dalam ruang tertutup dipengaruhi oleh besar suhu dan tekanan. Jika suhu gas dinaikkan maka gerak partikel-partikel gas akan semakin cepat sehingga volume gas bertambah. Sementara apabila tekanan tidak terlalu tinggi dan dijaga konstan (proses isobaris) maka volume gas akan bertambah terhadap kenaikan suhu. Hubungan antara volume dan suhu dikenal dengan Hukum Charles.

Bunyi hukum Charles:
“Apabila tekanan gas yang berada dalam ruang tertutup dijaga konstan maka volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya”.

Pernyataan dalam hukum tentang gas tersebut memiliki pengertian bahwa kenaikan suhu akan menyebabkan kenaikan volume. Begitu juga sebaliknya, penurunan suhu akan menyebabkan penurunan volume. Secara matematis, pernyataan yang terdapat pada Hukum Charles dinyatakan dalam persamaan berikut.

Bunyi Hukum Charles

Baca Juga: Hukum Avogadro dan Penerapannya

Hukum Gay Lussac

Sebuah botol berisi gas yang berada dalam keadaan tertutup dapat meledak saat diberi tambahan suhu. Kondisi tersebut terjadi karena tekanan gas dalam botol meningkat karena adanya kenaikan suhu. Tekanan dan suhu juga memiliki hubungan yang ditetapkan dalam hukum Gay Lussac.

Kesimpulan dari peristiwa tersebut adalah kenaikan suhu akan membuat besar tekanan gas meningkat dan penurunan suhu akan membuat tekanan gas menurun. Pernyataan yang sesuai dengan kondisi tersebut terdapat dalam bunyi Hukum Gay Lussac.

Bunyi hukum Gay Lussac:
“Apabila volume gas yang berada pada ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya”.

Secara matematis pernyataan yang sesuai dengan hukum tentang gas berdasarkan bunyi hukum Gay Lussac dinyatakan melalui persamaan berikut.

Hukum Gay Lussac

Baca Juga: Hukum Perbandingan Volume – Gay Lussac

Hukum Boyle–Gay Lussac

Tiga hukum yang telah dibahas di atas menyatakan bahwa ada hubungan antara tekanan (P), volume (V), dan suhu (T) gas. Hukum Boyle-Gay Lussac merangkum ketiga hukum tersebut dalam sebuah persamaan. Secara matematis, hubungan tekanan, volume, dan suhu gas dinyatakan melalui persamaan di bawah.

4 Hukum Tentang Gas dan Persamaannya

Contoh Soal dan Pembahasan

Beberaoa soal berikut dapat sobat idschool gunakan untuk mengukur pemahaman materi terkait bahasan di atas. Setiap contoh soal gas ideal di bawah dilengkapi dengan pembahasan bagaimana penggunaan hukum tentang gas. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih

Contoh 1 – Sifat Gas Ideal Berdasarkan Hukum Tentang Gas

Perhatikan pernyataan berikut!
(1) Partikel gas tidak tersebar merata dalam ruangan
(2) Partikel-partikel gas bergerak dengan bebas
(3) Tumbukan antar partikel lenting sebagian
(4) Ukuran partikel sangat dibandingkan ruang yang ditempati
(5) Gerakan partikel memenuhi Hukum Newton

Pernyataan yang benar tentang sifat gas ideal disebutkan oleh nomor ….
A. (1), (2), dan (3)
B. (1), (3), dan (5)
C. (2), (3), dan (4)
D. (2), (4), dan (5)
E. (3), (4), dan (5)

Pembahasan:
Pada gas ideal memenuhi sifat-sifat:

  • Partikel gas tersebar merata dalam ruangan
  • Partikel-partikel gas bergerak dengan bebas (2)
  • Jenis tumbukan antar partikel atau tumbukan partikel dengan dinding wadah adalah lenting sempurna
  • Ukuran partikel sangat dibandingkan ruang yang ditempati (4)
  • Gerakan partikel memenuhi Hukum Newton (5)

Jadi, pernyataan yang benar tentang sifat gas ideal disebutkan oleh nomor (2), (4), dan (5).

Jawaban: D

Baca Juga: Persamaan Umum Gas Ideal (PV = nRT)

Contoh 2 – Penggunaan Persamaan Sesuai Hukum Tentang Gas

Suatu gas yang suhunya 127oC dipanaskan menjadi 227oC pada tekanan tetap. Volume gas sebelum dipanaskan adalah V. Volume gas setelah dipanaskan adalah .…
A. 1/2 V
B. 1/3 V
C. 3/4 V
D. 4/5 V
E. 5/4 V

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.

  • Suhu pertama: T1 = 127o + 273o = 400oK
  • Suhu kedua: T2 = 227o + 273o = 500oK
  • Tekanan tetap
  • Volume gas sebelum dipanaskan: V1 = V

Menghitung volume gas setelah dipanaskan (V2):
V1/T1 = V2/T2
V/400 = V2/500
400·V2 = 500·V
V2 = 500/400·V = 5/4·V

Jadi, volume gas setelah dipanaskan adalah 5/4 V.

Jawaban: E

Contoh 3 – Penggunaan Persamaan Sesuai Hukum Tentang Gas

Enam mol gas oksigen di dalam suatu tabung tertutup pada suhu kamar bertekanan 4 atm. Jika 1,5 mol gas tersebut telah digunakan maka tekanan gas di dalam tabung tersebut menjadi ….
A. 0,25 atm
B. 0,5 atm
C. 1,0 atm
D. 2,0 atm
E. 3,0 atm

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan pada soal dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.

  • Jumlah mol pada kondisi pertama: n1 = 6 mol
  • Tekanan pada kondisi pertama: P1 = 4 atm
  • Jumlah mol pada kondisi kedua: n2 =6 –1,5 = 4,5 mol

Menghitung tekanan gas oksigen di dalam tabung pada kondisi kedua:

Contoh Soal Gas Ideal

Jadi, tekanan gas di dalam tabung tersebut menjadi 3,0 atm.

Jawaban: E

Contoh 4 – Penggunaan Persamaan Sesuai Hukum Tentang Gas

Volume suatu gas ideal sebanyak 4 liter memiliki tekanan 1,5 atmosfer pada suhu27oC. Besar tekanan sebanyak 3,2 liter gas tersebut pada suhu 47oC adalah ….
A. 0,2 atm
B. 1 atm
C. 1,5 atm
D. 2 atm
E. 3 atm

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.

  • Volume gas pada kondisi pertama: V1 = 4 liter
  • Tekanan gas pada kondisi pertama: P1 = 1,5 atm
  • Suhu gas pada kondisi pertama: T1 = 27o + 273o = 300oK
  • Volume gas pada kondisi kedua: V2 = 3,2 liter
  • Suhu gas pada kondisi kedua: T2 : 47o + 273o = 330oK

Menghitung tekanan gas pada kondisi kedua (P2):

Hukum Boyle Gay - Lussac

Jadi, besar tekanan sebanyak 3,2 liter gas tersebut pada suhu 47oC adalah 2 atm.

Jawaban: D

Demikianlah tadi ulasan materi empat hukum tentang gas dan persamaannya yang meliputi hukum Boyle, Charles, Gay Lussac, dan Boyle–Gay Lussac. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: Hukum Kekekalan Massa – Lavoisier

Leave a Comment

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

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.