Bunyi Hukum Charles, Rumus, Contoh Soal Serta Penjelasan Lengkap

Bunyi Hukum Charles, Rumus, Contoh Soal serta Penjelasan Lengkap

Pada kesempatan kali ini kita bakal belajar materi tentang Hukum Charles, bunyi hukum, rumus serta contoh soalnya. Artikel ini bertujuan agar Kalian dapat menyelesaikan kasus gas ideal pada suatu sistem terisolasi serta tekanan gas dijaga agar tetap konstan.

Hukum Charles – (Tekanan Konstan atau keadaan Isobarik)

Coba kita melalukan sebuah eksperimen sederhana. Ketika suatu gas di masukkan ke dalam suatu wadah yang mana volume wadah dapat berubah, contohnya seperti piston. kalau kita mengasumsikan kalau piston tersebut enggak bocor, artinya piston terisolasi maka gas enggak dapat keluar serta masuk ke dalam piston tersebut atau jumlah mol gas tetap konstan. Kemudian tekanan gas dalam piston dijaga agar tetap konstan, berdasarkan hasil eksperimen diperoleh kalau volume (V) gas bakal sebanding dengan suhu (T). Artinya saat suhu gas dinaikkan pada tekanan konstan maka volume gas bakal meningkat, hal ini terjadi sebab gas mengalami pemuaian yang sebanding dengan besar perubahan suhu gas atau disebut sebagai ekspansi volum. Sebaliknya saat suhu gas diturunkan pada tekanan konstan maka molekul-molekul gas tersebut bakal mengalami penyusutan sehingga volume gas bakal berkurang atau kompresi volum.

Eksperimen Charles

Bunyi Hukum Charles : Ketika suatu gas yang mana tekanan gas tersebut dijaga agar tetap konstan, maka volume gas bakal sebanding dengan suhu yang diberikan kepada gas tersebut. Persoalan ini didapatkan saat gas ditempatkan dalam sistem terisolasi sehingga jumlah mol gas konstan.

V∝T

Persamaan Gas Ideal

PV=nRT     atau    PV/T=nR

Pada sistem terisolasi, jumlah molekul (n) gas bakal tetap atau konstan. Sehingga enggak ada gas yang keluar ataupun masuk ke sistem. Artinya keadaan akhir gas ideal bakal sama dengan keadaan awal.

PV/T=Konstan

Keterangan:

P yaitu Tekanan Gas Ideal (Pa atau atm)

V yaitu Volume Gas Ideal (m^3)

T yaitu Suhu Gas Ideal (K)

Indeks i yaitu keadaan awal (i : inersia)

Indeks f yaitu keadaan akhir (f : final)

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

1. Contoh Soal Hukum Charles pada Gas Ideal

Suatu gas yang mempunyai volume 6 L serta suhu gas 27 °C di tempatkan pada sebuah sistem terisolasi serta tekanan gas dijaga agar tetap konstan. Tentukan volum gas tersebut jika suhu gas dinaikkan menjadi 127 °C!

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan sistem gas buat mengilustrasikan keadaan gas tersebut

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Ingat satuan suhu haruslah dalam satuan Kelvin, maka kita perlu konversi suhu dari Celsius ke Kelvin dengan menambahkan 273 K

Ti = 27 °C = (27 + 273) K = 300 K

Tf = 127 °C = (127 + 273) K = 400 K

Vi = 6 L

Pi = Pf

Ditanya : Tentukan volum gas tersebut jika suhu gas dinaikkan menjadi 127 °C = .... ?

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

Karena tekanan gas dijaga tetap konstan, maka kita dapat gunakan rumus Hukum Charles

Jadi, saat volum gas tersebut jika suhu gas dinaikkan menjadi 127 °C maka volume gas bakal meningkat menjadi 8 L. Persoalan ini sesuai dengan bunyi hukum Charles yang menjelaskan volume berbanding lurus dengan suhu yang diberikan kepada gas tersebut.

2. Contoh Soal Hukum Charles pada Gas Ideal

Suatu gas pada sistem terisolasi mempunyai suhu mula-mula To serta Volume Vo. Diketahui kalau suhu gas tersebut berubah menjadi 2 kali suhu mula-mula setelah mengalami proses isobarik, maka tentukanlah volume akhir gas tersebut?

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan sistem gas buat mengilustrasikan keadaan gas tersebut.

Ingat proses isobarik yaitu proses dimana tekanan gas dijaga tetap konstan.

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Vi = Vo

Ti = To

Tf = 2 To

Pi = Pf (Mengalami Proses Isobarik atau tekanan konstan)

Ditanya : tentukanlah volume akhir gas tersebut = .... ?

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

Karena mengalami proses isobarik, maka kita dapat gunakan rumus Hukum Charles

Jadi, volume akhir gas tersebut yaitu 2 Vo. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan kalau volume gas sebanding dengan suhu gas. Ketika gas dinaikkan menjadi n kali suhu mula-mula, maka volume gas tersebut bakal meningkat pula menjadi n kali volume mula-mula.

3. Contoh Soal Hukum Charles pada Gas Ideal

Dalam suatu wadah tertutup gas mengalami proses isobarik. Ketika suhu gas dinaikkan maka volume gas tersebut berubah menjadi 4 kali volume mula-mula. kalau volume mula-mula gas yaitu V serta suhunya yaitu T. Maka tentukanlah berapa besar ke naikkan suhu gas tersebut?

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan sistem gas buat mengilustrasikan keadaan gas tersebut.

Ingat isobarik adalah keadaan gas pada tekanan konstan.

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Vi = Vo

Ti = To

Vf = 4 Vo

Pi = Pf (Mengalami Proses Isobarik atau tekanan konstan)

Ditanya : tentukanlah berapa besar ke naikkan suhu gas tersebut = .... ?

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

Karena mengalami proses isobarik, maka kita dapat gunakan rumus Hukum Charles

Jadi, berapa besar ke naikkan suhu gas tersebut yaitu 4 kali suhu mula-mual

4. Contoh Soal Hukum Charles pada Gas Ideal

Di dalam sebuah wadah tertutup terdapat suatu gas yang mempunyai volume sebesar 2 L serta suhu 27 °C. kalau volume gas di ekspansi menjadi 3 L serta tekanan gas konstan maka suhu gas tersebut bakal menjadi?

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan sistem gas buat mengilustrasikan keadaan gas tersebut.

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Vi = 2 L

Vf = 3 L

Ti = 27 °C = (27 + 273) K = 300 K

Pi = Pf

Ditanya : tentukanlah berapa besar suhu gas tersebut = .... ?

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

Karena tekanan gas konstan, maka kita dapat gunakan rumus Hukum Charles

Jadi, saat volume gas tersebut di ekspansi dari 2 L menjadi 3 L maka suhu gas yang awalnya 27 °C bakal menjadi 177 °C.

5. Contoh Soal Hukum Charles pada Gas Ideal

Suatu gas ditempatkan dalam suatu sistem terisolasi, saat suhu gas tersebut diturunkan pada tekanan konstan dari 127 °C menjadi 27 °C maka volumenya menjadi 6 L. Tentukanlah volume gas sebelum suhunya diturunkan?

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan sistem gas buat mengilustrasikan keadaan gas tersebut.

Perhatikan, saat suhu gas diturunkan maka volumenya menjadi 6 L artinya ini yaitu keadaan akhir gas serta volume sebelum diturunkan yaitu keadaan awal, maka kita dapat gambarkan sistemnya sebagai berikut

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Vf = 6 L

Ti = 127 °C = (127 + 273) K = 400 K

Tf = 27 °C = (27 + 273) K = 300 K

Pi = Pf

Ditanya : Tentukanlah volume gas sebelum suhunya diturunkan = .... ?

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

Karena tekanan gas konstan, maka kita dapat gunakan rumus Hukum Charles

Jadi, volume gas sebelum suhunya diturunkan yaitu 8 L. Perhatikan kalau suhu gas mula-mula yaitu 8 L serta suhu gas saat suhu diturunkan yaitu 6 L, artinya gas mengalami proses penyusutan akibat turunnya suhu gas.

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

Itulah artikel tentang bunyi hukum charles, rumus, contoh soal serta penjelasan lengkap. Semoga artikel ini bermanfaat buat anda. Terimakasih telah berkunjung serta jangan lupa buat berikan komentaranya tentang artikel ini ataupun jika ada masukkan kami bakal sangat senang hati menerima keritikan tersebut.

Bagikan Artikel ini