Bunyi Hukum Gay-Lussac, Rumus, Contoh Soal dan Penjelasan Lengkap

Bunyi Hukum Gay-Lussac, Rumus, Contoh Soal dan Penjelasan Lengkap

Pada kesempatan kali ini kita akan belajar materi tentang Hukum Gay-Lussac, bunyi Hukum Gay-Lussac, Rumus Gay-Lussac dan Contoh Soalnya. Artikel ini bertujuan agar Anda dapat menyelesaikan kasus gas ideal pada suatu sistem terisolasi dan volume gas dijaga agar tetap konstan. Baik langsung saja kita mulai

Hukum Gay-Lussac (Volume Konstan atau keadaan Isokhorik atau Isovolumetrik)

Coba kita melalukan sebuah eksperimen sederhana. Ketika suatu gas di masukkan ke dalam suatu wadah dimana volume wadah tersebut dapat berubah, contohnya seperti sebuah piston. Jika kita membuat sistem piston tersebut terisolasi sehingga gas yang ditempatkan di dalam piston tidak dapat keluar ataupun gas yang berada di luar tidak dapat masuk ke dalam. Sehingga jumlah molekul gas yang berada di dalam tetap konstan. Berdasarkan hasil eksperimen diperoleh bahwa ketika volume gas konstan, maka tekanan gas akan berbanding lurus dengan suhu yang diberikan pada gas tersebut atau sebaliknya.


Baca Juga : Bunyi Hukum Charles, Rumus, Contoh Soal dan Penjelasan Lengkap

Contohnya, Jika Anda memiliki botol parfum dimana volume atau isi parfum tetap konstan kemudian Anda menaikkan suhu parfum tersebut dengan cara membakarnya. Ketika suhunya meningkat maka akan meningkatkan energi kinetik molekul parfum sehingga molekul parfum akan saling bertumbukan satu sama lain, hal ini menyebabkan tekanan pada gas meningkat. Jika Anda terus meningkatkan suhu parfum maka yang terjadi adalah molekul parfum akan mendorong dinding parfum dan mengakibatkan botol parfum tersebut meledak karena dinding parfum tidak mampu menahan besarnya tekanan gas tersebut.

Hukum Gay-Lussac

Bunyi Hukum Gay-Lussac : Jika volume gas dijaga agar tekanan konstan, maka besaran makroskopis gas yang lain, seperti tekanan dan suhu akan berubah ketika salah satu besaran diubah. Besarnya perubahan tekanan (P) gas akan berbanding lurus dengan besarnya perubahan suhu mutlak (T) gas tersebut.

P ∝ T

Persamaan Gas Ideal

PV = nRT     atau    PV/T = nR

Ketika gas ditempatkan pada sistem terisolasi, maka jumlah molekul (n) gas tersebut akan tetap konstan. Artinya gas yang berada di dalam tidak dapat keluar dan gas yang berada di luar tidak dapat masuk ke sistem tersebut.

PV/T = Konstan

Keterangan:

P adalah Tekanan Gas Ideal (Pa atau atm)

V adalah Volume Gas Ideal (m^3)

T adalah Suhu Gas Ideal (K)

Indeks i adalah keadaan awal (i : inersia)

Indeks f adalah keadaan akhir (f : final)

Ketika gas dijaga pada volume tetap atau konstan. Maka volume akhir sama dengan volume awal gas sehingga diperoleh

1. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

Sebuah gas pada sistem terisolasi memiliki tekanan awal P dan suhu T. Jika gas tersebut mengalami proses isokhorik kemudian tekanan gas dinaikkan menjadi 2 kali tekanan semula Maka tentukanlah berapa besar ke naikkan suhu gas tersebut?

Jawab:
Langkah 1 : Gambarkan ilustrasi gas pada sistem terisolasi (tertutup) pada volume konstan (atau keadaan Isokhorik)

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan

Diketahui:
Pi = P
Ti = T
Pf = 4P
Vi = Vf (Keadaan Isokhorik)
Ditanya : Tentukanlah berapa besar ke naikkan suhu gas tersebut = .... ?

Langkah Terakhir : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai dan substitusikan nilai yang diketahui:

Karena gas mengalami proses isokhorik atau volume konstan,  maka kita dapat gunakan rumus Hukum Gay-Lussac

Jadi, ketika tekanan gas dinaikkan dari P menjadi 4P maka suhu gas akan meningkat dari T menjadi 4T. Hal ini membuktikan bahwa suhu suatu gas berbanding lurus dengan tekanan yang diberikan pada gas tersebut.

Baca Juga : Rangkuman Besaran, Satuan, Dimensi, Vektor dan Skalar Materi Kelas 10 SMA

2. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

Suatu gas yang memiliki suhu 27 °C ditempatkan dalam sebuah bejana tertutup dan volume gas konstan. Jika tekanan gas tersebut dinaikkan menjadi 3 kali tekanan mula-mula gas, maka tentukanlah suhu gas tersebut?

Jawab:
Langkah 1 : Gambarkan sistem gas untuk mengilustrasikan keadaan gas tersebut pada volume konstan.

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan

Diketahui:
Pi = P
Ti = 27 °C = (27 + 273) K = 300 K
Pf = 3P
Vi = Vf (Keadaan Isokhorik)
Ditanya : Tentukanlah berapa suhu gas tersebut = .... ?

Langkah Terakhir : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai dan substitusikan nilai yang diketahui:

Karena volume gas konstan,  maka kita dapat gunakan konsep dan rumus Hukum Gay-Lussac

Jadi, suhu gas tersebut ketiga tekanan gas dinaikkan 3 kali lipat dari tekanan adalah 900 K atau 627 °C.

3. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

Sebuah gas ditempatkan dalam sebuah bejana yang terisolasi dan tekanan awal gas adalah 3 atm. Pada volume konstan tekanan gas tersebut berubah menjadi 4 atm setelah suhu gas dinaikkan menjadi 37 °C. Tentukan suhu awal gas tersebut ?

Jawab:
Langkah 1 : Gambarkan ilustrasi gas pada sistem terisolasi (tertutup) pada volume konstan (atau keadaan Isokhorik)

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan

Diketahui:
Pi = 3 atm
Pf = 4 atm
Tf = 37 °C = (37 + 273) K = 310 K
Vi = Vf (Volume Konstan)
Ditanya : Tentukan suhu awal gas tersebut = .... ?

Langkah Terakhir : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai dan substitusikan nilai yang diketahui:

Karena volume gas konstan,  maka kita dapat gunakan rumus Hukum Gay-Lussac

Jadi, suhu awal gas tersebut adalah -40,5 °C.

4. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

Ban sepeda motor memiliki tekanan ukur 3 atm pada suhu 27 °C. Setelah sepeda motor dikendarai, suhu di dalam ban berubah menjadi 47 °C. Jika pemuaian ban sangat kecil dan dapat diabaikan maka tekanan ukur ban tersebut saat ini? (tekanan atmosfer = 1 atm)

Jawab:
Langkah 1 : Gambarkan sistem gas untuk mengilustrasikan keadaan gas tersebut.

Karena pemuaian sangat kecil dan dapat abaikan maka volume akhir sama dengan volume awal (Vi = Vf)

Ketika Anda mengukur tekanan suatu ban, tekanan itu disebut dengan tekanan ukur. Tekanan ini tanpa memperhitungkan besar tekanan atmosfer. Karena tekanan ban dipengaruhi oleh tekanan atmosfer maka kita tidak dapat mengabaikan tekanan ini. Jadi besar tekanan absolut yang dirasakan oleh ban adalah

Tekanan absolut awal (Pi) = Tekanan yang terukur + Tekanan Atmosfer

Pi = 3 atm + 1 atm = 4 atm

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan

Diketahui:
Pi = 4 atm
Ti = 27 °C = (27 + 273) K = 300 K
Ti = 47 °C = (47 + 273) K = 320 K
Vi = Vf (Keadaan Isokhorik)
Ditanya : Tentukanlah tekanan ukur ban saat ini atau setelah suhu ban meningkat = .... ?

Langkah 3 : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai dan substitusikan nilai yang diketahui:

Karena pemuaian ban diabaikan artinya volume gas konstan,  maka kita dapat gunakan konsep dan rumus Hukum Gay-Lussac

Perhatikan, tekanan sebesar 4,3 atm adalah besar tekanan absolut akhir (Pf) yang di rasakan oleh ban. Tekanan ini terdiri dari tekanan ukur dan tekanan atmosfer. Karena yang ditanya adalah tekanan ukur, maka

Jadi, besar tekanan ukur ban setelah suhu ban meningkat adalah 3,3 atm

5. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

Pada awal perjalanan, ban mobil mempunyai tekanan 2,75 atm dan suhu 27 °C. Setelah melakukan perjalanan yang jauh tekanan ban mobil tersebut berubah menjadi 3,25 atm. Jika tekanan udara luar 1 atm dan pemuaian diabaikan, maka hitunglah besar ke naikkan suhu ban tersebut?

Jawab:
Langkah 1 : Gambarkan sistem gas untuk mengilustrasikan keadaan gas tersebut. Karena pemuaian ban diabaikan maka volume ban konstan.

Karena  2,75 atm adalah tekanan ban. Sedangkan gas di dalam terisi oleh udara dan tekanan udara yang berada di dalam ban dipengaruhi oleh tekanan atmosfer. Maka besar tekanan absolut mula-mula udara adalah

Pi = Tekanan ban mula-mula + Tekanan Atmosfer
Pi = 2,75 atm + 1 atm = 3,75 atm

Dengan cara yang sama maka diperoleh tekanan absolut udara akhir adalah

Pf = Tekanan ban akhir + tekanan atmosfer
Pf = 3,25 + 1 atm = 4,25 atm

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan

Diketahui:
Pi = 3,75
Ti = 27 °C = (27 + 273) K = 300 K
Pf = 4,25
Vi = Vf (Keadaan Isokhorik)
Ditanya : Hitunglah besar ke naikkan suhu ban tersebut = .... ?

Langkah Terakhir : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai dan substitusikan nilai yang diketahui:

Karena volume gas konstan,  maka kita dapat gunakan konsep dan rumus Hukum Gay-Lussac

Jadi, besar ke naikkan suhu ban tersebut adalah 67 °C.

6. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

Pada awal perjalanan tekanan udara di dalam ban mobil adalah 406 kPa dan memiliki suhu 15 °C. setelah berjalan dengan kecepatan tinggi ban tersebut menjadi panas mengakibatkan tekanan udara di dalam ban naik menjadi 461 kPa jika pemakaian ban diabaikan. Maka, tentukan suhu udara di dalam ban sekarang?

Jawab:
Langkah 1 : Gambarkan sistem gas untuk mengilustrasikan keadaan gas tersebut. Karena pemuaian ban diabaikan maka volume ban konstan.

Pada contoh 4 dan 5 tekanan yang diketahui adalah tekanan ban dan bukan tekanan udara yang berada di dalam ban sehingga tekanan udara di dalam ban harus ditambahkan dengan tekanan atmosfer. Sedangkan pada contoh 6 berbeda, tekanan 406 kPa dan 461 kPa sudah merupakan tekanan udara yang berada di dalam ban.

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan

Diketahui:
Pi = 406 kPa
Ti = 15 °C = (15 + 273) K = 288 K
Pf = 461 kPa
Vi = Vf (Keadaan Isokhorik)
Ditanya : Tentukan suhu udara di dalam ban sekarang = .... ?

Langkah Terakhir : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai dan substitusikan nilai yang diketahui:

Karena volume gas konstan,  maka kita dapat gunakan konsep dan rumus Hukum Gay-Lussac

Jadi, suhu udara di dalam ban sekarang adalah 54 °C.


Baca Juga : Bunyi Hukum Boyle, Rumus, Contoh Soal dan Penjelasan Lengkap Serta Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-Hari


Itulah artikel tentang Bunyi Hukum Gay-Lussac, Rumus, Contoh Soal dan Penjelasan Lengkap. Semoga artikel ini bermanfaat untuk anda. Terimakasih telah berkunjung dan jangan lupa untuk berikan komentaranya tentang artikel ini ataupun jika ada masukkan kami akan sangat senang hati menerima keritikan tersebut.

Advertisement