Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan

Halo, Sobat Zenius! Elo pernah denger, nggak, sih, gimana bunyi hukum yang satu ini? Kira-kira membicarakan soal apa? Nah, dalam artikel ini gue mau ngajak elo semua buat membahas materi Hukum Boyle, mulai dari bunyi, rumus, contoh soal hingga penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Elo pasti udah tahu, dong, kalau bernapas itu penting banget buat manusia? Tapi elo tahu nggak, ketika kita tarik napas itu volume paru-paru jadi mengembang sementara tekanannya menurun, begitu pun sebaliknya? 

Loh, emang bener ya? Coba elo tarik napas dulu deh sekarang hihi. 

Dalam artikel ini, gue nggak cuman mau ngasih tahu rumus dan bunyinya, melainkan contoh soal Hukum Boyle supaya elo makin mudah memahaminya. Yuk, disimak bersama-sama!

Pencetus Hukum Boyle

Robert Boyle merupakan seorang filsuf dan kimiawan, yang juga berkontribusi besar di bidang alkemi, fisika, dan masih banyak lagi. Boyle lahir di County Waterford, Irlandia, pada 25 Januari 1627 dan wafat di London, Inggris, pada 32 Desember 1691.

Pada tahun 1662, Boyle dan rekannya, Robert Hooke, mempublikasikan hasil penemuan mereka mengenai hubungan keterbalikan antara volume gas dan tekanan, yang kemudian kita kenal dengan sebutan “Hukum Boyle”.

Tidak hanya berhenti sampai di situ, pada tahun 1660 Boyle juga menjadi salah satu pendiri Royal Society of London. Kemudian pada 1680, ia mendapatkan tawaran untuk melanjutkan presidensi klub tersebut, namun sayangnya tidak ia terima.

Menarik, kan, cerita di balik sosok hukum ini? Nah, sebelum berlanjut ke pembahasan selanjutnya, gue mau ngasih tahu ke Sobat Zenius kalau aplikasi Zenius bisa diunduh secara gratis, lho!

Lewat aplikasi, elo bakal menemukan fitur-fitur belajar menarik, mulai dari ribuan contoh soal dan video pembelajaran sampai simulasi ujian try out.

Klik banner di bawah ini buat download aplikasinya, ya!

Rumus dan Bunyi Hukum Boyle

“Sebutkan bunyi Hukum Boyle!”

Nah, lho, kalau ada soal kayak gitu, elo mau jawab gimana, nih, Sobat Zenius?

Sederhananya nih, Hukum Boyle itu membahas mengenai hubungan antara tekanan, volume, dan suhu yang ada di dalam suatu ruang tertutup.

“Apabila suhu dari suatu gas yang ada di sebuah ruangan tertutup dijaga konstan (isotermal), maka tekanan gas tersebut akan berbanding terbalik dengan volumenya.”

Persamaan Hukum Boyle

Keterangan:

P= Tekanan gas (atm, Hg, cm, , )

V = Volume gas (m^3, cm^3)

k = jumlah konstan dari tekanan dan volume di dalam sistem terkait

Selain itu, ada juga rumus berikut ini:

Keterangan:

P1 = Tekanan gas awal (atm, Hg, cm, , )

V1 = Volume gas awal (m^3, cm^3)

P2 = Tekanan gas akhir (atm, Hg, cm, , )

V2 = Volume gas akhir (m^3, cm^3)

Elo tahu nggak nih, apa alat yang dipake buat mengukur tekanan gas di ruang tertutup? Yap, namanya adalah manometer. Bentuknya kayak gini:

Grafik Hukum Boyle

Kita udah belajar tentang rumus dan bunyinya. Lalu, kira-kira ada pertanyaan seperti ini, “buatlah sebuah grafik garis yang menggambarkan Hukum Boyle tersebut”, apa yang ada di benak Sobat Zenius?

Nah, buat elo yang belum punya gambaran sama sekali mengenai grafik garisnya, berikut gue mau ngasih grafiknya buat elo:

Nah, seperti yang bisa lo lihat di atas, grafik tersebut menghasilkan kurva yang memiliki suhu yang sama atau yang sering disebut dengan istilah kurva isotermal.

Penerapan Hukum Boyle dalam Kehidupan Sehari-Hari

1. Pernapasan. Seperti yang udah sempet gue singgung sebelumnya, bahwa ketika elo menarik napas, paru-paru elo akan mengembang karena dipenuhi oleh udara. Hal itu menyebabkan volume naik, sedangkan tekanan turun. Begitu pun sebaliknya.
2. Jarum suntik. Kalau yang satu ini, ketika elo narik plunger ke atas spuit, hal tersebut menyebabkan volume meningkat, sementara tekanannya menurun sehingga menghasilkan ruang hampa.
3. Meniup gelembung di dalam air sehingga menyebabkan adanya peningkatan ukuran gelembung saat naik ke permukaan.
4. Pakaian luar angkasa. Elo tahu kan, kalau para astronaut pake pakaian khusus selama ada di antariksa? Pakaian tersebut mencegah darah dan cairan astronaut untuk mendidih dan akhirnya terluka. Pakaian tersebut juga dirancang sesuai dengan Hukum Boyle, dimana pakaian tersebut akan mengembang tanpa batas ketika suatu tekanan gas memasuki wilayah ruang hampa atau vakum seperti antariksa.
5. Dekompresi (Bend) yang dilakukan para penyelam.
6. Meniup Balon.
7. Pompa sepeda.
8. (dan masih banyak lagi) Hayooo, coba tebak ada apa lagi!

Contoh Soal Hukum Boyle dan Pembahasannya

Contoh Soal 1

Diketahui pada awalnya jumlah suatu gas ideal memiliki tekanan sejumlah P dan volume sejumlah V. Kemudian, tekanan gas tersebut berubah menjadi 2 kali tekanan awal. Berapakah volume gas tersebut sekarang?

Pembahasan:

P. V = 2P. V2

V = 2. V2

1/2 V = V2

Jadi, volume gas tersebut sekarang menjadi 1/2 volume gas awal.

Contoh Soal 2

Diketahui tekanan gas dalam suatu wadah tertutup adalah 4 atm, sementara volumenya adalah 1 liter. Beberapa saat kemudian, tekanan gas berubah menjadi 6 atm. Hitunglah berapa volume gas tersebut sekarang?

Pembahasan:

a). P1 = 4 atm

P1 = 4×10^5 Pa

b). P2 = 6 atm

P2 = 6×10^5 Pa

c). V1 = 1 liter

V1 = 1×10^-3 m^3

d).

(4×10^5)(1×10^-3) = (6×10^5) V2

4×10^2 = (6×10^5) V2

2/3×10^-3 = V2

2/3×10^-3 dm^3 = V2

0,67 liter = V2

Jadi, volume gas tersebut sekarang adalah 0,67 liter.

Demikian penjelasan mengenai bunyi Hukum Boyle beserta contoh soal dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Bagi Sobat Zenius yang mau belajar mengenai materi ini lewat video pembelajaran, elo bisa banget mengaksesnya melalui Zenius.

Video pembelajaran Zenius dibawakan oleh tutor yang terpercaya sehingga materinya akan dikemas dengan sangat menarik. Ditambah, ada contoh soal dan pembahasan yang bikin elo makin mudah dalam memahami materinya.

Klik banner di bawah ini buat mulai belajar, ya!

Kemudian, buat Sobat Zenius yang butuh contoh soal dan pembahasan dari berbagai mata pelajaran, elo bisa banget berlangganan paket Zenius Aktiva Sekolah.

Selain adanya ribuan contoh soal, elo juga berkesempatan buat ikut ujian try out sekolah serta sesi live class per minggunya.

Tunggu apa lagi? Yuk berlangganan dari sekarang!

Originally published: September 10, 2021
Updated by: Maulana Adieb