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

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

Pada kesempatan kali ini kita bakal belajar materi tentang Hukum Gay-Lussac, bunyi Hukum Gay-Lussac, Rumus Gay-Lussac serta Contoh Soalnya. Artikel ini bertujuan agar Ente dapat menyelesaikan kasus gas ideal pada suatu sistem terisolasi serta 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. kalau kita membuat sistem piston tersebut terisolasi sehingga gas yang ditempatkan di dalam piston tak dapat keluar ataupun gas yang berada di luar tak dapat masuk ke dalam. Sehingga jumlah molekul gas yang berada di dalam tetap konstan. Berdasarkan hasil eksperimen diperoleh kalau saat volume gas konstan, maka tekanan gas bakal berbanding lurus dengan suhu yang diberikan pada gas tersebut atau sebaliknya.


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

Contohnya, kalau Ente memiliki botol parfum dimana volume atau isi parfum tetap konstan kemudian Ente menaikkan suhu parfum tersebut dengan cara membakarnya. Ketika suhunya meningkat maka bakal meningkatkan energi kinetik molekul parfum sehingga molekul parfum bakal saling bertumbukan satu sama lain, hal ini menyebabkan tekanan pada gas meningkat. kalau Ente terus meningkatkan suhu parfum maka yang terjadi yaitu molekul parfum bakal mendorong dinding parfum serta mengakibatkan botol parfum tersebut meledak sebab dinding parfum tak 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 serta suhu bakal berubah saat salah satu besaran diubah. Besarnya perubahan tekanan (P) gas bakal 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 bakal tetap konstan. Artinya gas yang berada di dalam tak dapat keluar serta gas yang berada di luar tak dapat masuk ke sistem tersebut.

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 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 serta suhu T. kalau 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 dikenal serta 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 serta substitusikan nilai yang diketahui:

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

Jadi, saat tekanan gas dinaikkan dari P menjadi 4P maka suhu gas bakal meningkat dari T menjadi 4T. Perkara ini membuktikan kalau suhu suatu gas berbanding lurus dengan tekanan yang diberikan pada gas tersebut.

Baca Juga : Rangkuman Besaran, Satuan, Dimensi, Vektor serta 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 serta volume gas konstan. kalau tekanan gas tersebut dinaikkan menjadi 3 kali tekanan mula-mula gas, maka tentukanlah suhu gas tersebut?

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

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang dikenal serta 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 serta substitusikan nilai yang diketahui:

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

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

3. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

Sebuah gas ditempatkan dalam sebuah bejana yang terisolasi serta tekanan awal gas yaitu 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 dikenal serta 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 serta substitusikan nilai yang diketahui:

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

Jadi, suhu awal gas tersebut yaitu -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. kalau pemuaian ban sangat kecil serta dapat diabaikan maka tekanan ukur ban tersebut saat ini? (tekanan atmosfer = 1 atm)

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

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

Ketika Ente 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 tak 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 dikenal serta 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 sekarang atau setelah suhu ban meningkat = .... ?

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

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

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

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

5. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

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

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

Karena  2,75 atm yaitu tekanan ban. Sedangkan gas di dalam terisi oleh udara serta 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 dikenal serta 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 serta substitusikan nilai yang diketahui:

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

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

6. Contoh Soal Hukum Gay-Lussac pada Gas Ideal

Pada awal perjalanan tekanan udara di dalam ban mobil yaitu 406 kPa serta 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 buat mengilustrasikan keadaan gas tersebut. Karena pemuaian ban diabaikan maka volume ban konstan.

Pada contoh 4 serta 5 tekanan yang dikenal yaitu tekanan ban serta bukan tekanan udara yang berada di dalam ban sehingga tekanan udara di dalam ban perlu ditambahkan dengan tekanan atmosfer. Sedangkan pada contoh 6 berbeda, tekanan 406 kPa serta 461 kPa Telah adalah tekanan udara yang berada di dalam ban.

Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang dikenal serta 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 serta substitusikan nilai yang diketahui:

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

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


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


Itulah artikel tentang Bunyi Hukum Gay-Lussac, 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