Hukum Tekanan Zat Gas

Sumber : Azzahra Rahman



Seorang ahli Fisika berkebangsaan Inggris bernama Robert Boyle (1627-1691) melakukan percobaan pemampatan udara. Hasil percobaan menyatakan bahwa :

“Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap, asalkan suhu gas tidak berubah”

Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Boyle. Hukum Boyle dapat ditulis dalam bentuk rumus berikut ini :

p.V = c

Keterangan :
P adalah tekanan
V adalah volume
c adalah bilangan tetap (konstanta)

Karena p.V=c, berarti

p1.V1 = p2.V2

Keterangan :
p1 adalah tekanan udara mula-mula
V1 adalah volume udara mula-mula
p2 adalah tekanan udara akhir
V2 adalah volume udara akhir

Rumus Tekanan Zat Gas

Untuk menghitung tekanan zat gas pada ketinggian tertentu digunakan persamaan sebagai berikut ini :

h= (76 cmHg- Pbar) x100 m
Pgas = (Pbar ± h) cmHg

Dimana :
Pgas adalah tekanan gas
Pbar adalah tekanan pada barometer
h adalah ketinggian tempat (m)

Tekanan zat gas dalam ruang terbuka dipakai barometer, Sedangkan tekanan gas dalam ruang tertutup dapat diukur dengan manometer. Manometer dibedakan menjadi dua jenis yakni manometer raksa dan manometer logam.

Alat Untuk Mengukur Tekanan Zat Gas

Alat untuk mengukur tekanan zat gas dibagi menjadi 3 jenis yakni sebagai berikut ini :

Manometer Raksa Terbuka

Manometer raksa terbuka ialah sebuah tabung U yang kedua ujungnya terbuka. Salah satu kaki manometer raksa terbuka dibiarkan terbuka agar berhubungan dengan udara luar sedangkan kaki lainnya dihubungkan ke suatu ruang yang akan diukur tekanan gasnya. Untuk menghitung tekanan gas memakai manometer terbuka digunakan persamaan :
Pgas = Pbar + h

Manometer Raksa Terbuka
Manometer Raksa Terbuka

Jika permukaan raksa dalam kaki yang terbuka lebih tinggi dari pada permukaan kaki lainnya, maka tekanan gasnya adalah :

pgas=(pu+ h) cmHg.

Jika permukaan raksa dalam kaki terbuka lebih rendah dari pada permukaan kaki lainnya maka tekanan gasnya adalah :
pgas=(pu-h)cmHg

Keterangan :

pgas adalah tekanan gas dalam ruang reservoir
pu adalah tekanan udara luar
h adalah selisih tinggi permukaan raksa pada kedua kaki pipa

Manometer Raksa Tertutup

Manometer raksa tertutup ialah sebuah tabung U yang salah satu ujungnya tertutup. Sebelum dipakai permukaan raksa pada kedua kaki sama tinggi, ujung pipa yang terbuka dihubungkan keruang yang akan diukur tekanan gasnya.

Manometer Raksa Tertutup
Manometer Raksa Tertutup

Dengan demikian dapat disusun persamaan :

Pgas adalah selisih tinggi raksa+ tekanan udara dalam tabung
Pgas adalah h + h1/h2.pu

Keterangan :

Pgas adalah tekanan gas dalam ruang reservoir
h adalah selisih tinggi permukaan antara kedua kaki pipa
h1 adalah tinggi kolom udara sebelum kran terbuka
h2 adalah tinggi kolom udara sesudah kran terbuka
pu adalah tekanan udara luar

Contoh Soal:
Suatu ruangan tertutup mengandung gas dengan volume 200 m3. Jika tekanan ruangan tersebut adalah 60 cmHg, hitunglah tekanan gas pada ruangan jika volumenya menjadi 150 m3?

Penyelesaian:
Diketahui :
V1 = 200 m3
P1 = 60 cmHg
V2 = 150 m3

Ditanyakan:
P2………….?
Dijawab:
P1V1 = P2V2
Maka
P2 = (P1 x V1) / V2
= (200 m3 x 60 cmHg) / 150 m3
= 80 cmHg
Jadi, tekanan gas pada ruangan yang volumenya 150 m3 adalah 80 cmHg.