Astronaut sebagai Contoh Hukum Boyle

Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan

Artikel ini membahas tentang rumus Hukum Boyle, contoh soal dan pembahasan Hukum Boyle, serta penerapan Hukum Boyle dalam kehidupan sehari-hari.

Howdy, Sobat Zenius! Pastinya udah tahu dong, kalau bernapas itu penting banget buat manusia? Tapi lo tahu nggak, ketika kita tarik napas itu volume paru-paru jadi mengembang sementara tekanannya menurun, begitu pun sebaliknya? Loh, emang bener ya? Coba lo coba tarik napas dulu deh sekarang hihi. Habis itu, lo juga bisa cari tahu penjelasan lebih lengkapnya yang berkaitan dengan Hukum Boyle berikut ini, ya!

Robert 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.

Robert Boyle
Sumber: Britannica

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.

Bunyi dan Rumus Hukum Boyle

Sederhananya nih, Sob. 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

Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 81

Keterangan:

P= Tekanan gas (atm, Hg, cm, Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 82, Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 83)

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:

Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 84

Keterangan:

P1 = Tekanan gas awal (atm, Hg, cm, Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 82, Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 83)

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

P2 = Tekanan gas akhir (atm, Hg, cm, Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 82, Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 83)

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

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

Manometer
Sumber: Chemistry God
Manometer
Sumber: Science Scope

Grafik Hukum Boyle

Grafik P dan V Boyle
Dok. Zenius

Grafik P, V, dan T Hukum Boyle
Sumber: Fisika Zone

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 dalam Kehidupan Sehari-Hari

  1. Pernapasan. Seperti yang udah sempet gue singgung sebelumnya, bahwa ketika lo menarik napas, paru-paru lo 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 lo 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. Lo 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 dan Pembahasan

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:

Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 84

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).

Hukum Boyle: Rumus, Contoh Soal, dan Penerapan 84

(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.

***

Itu dia pembahasan tentang Hukum Boyle kali ini. Kalau lo masih kepo atau belum paham, bisa langsung cek tautan-tautan di bawah ini ya, Sob!

Link Video

Hukum Boyle

Hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac