Hukum-hukum gas ideal diantaranya Hukum boyle, Hukum Charles, Hukum Gay lussac. Teori kinetik gas memberikan jembatan antara tinjauan gas secara mikroskopik dan makrokospik. Hukum-hukum gas seperti hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac, menunjukkan hubungan antara besaran-besaran makrokospik dari berbagai macam proses serta perumusannya. Kata kinetik berasal dari adanya anggapan bahwa molekul-molekul gas selalu bergerak.

Hukum-Hukum Gas Ideal

Hukum Boyle

Hukum Boyle dikemukakan oleh fisikawan Inggris yang bernama Robert Boyle. Hasil percobaan Boyle menyatakan bahwa apabila suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya. Untuk gas yang berada dalam dua keadaan keseimbangan yang berbeda pada suhu konstan, diperoleh persamaan sebagai berikut.

p1V1 = p2V2

Keterangan:

p1 : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)p2 : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)V1 : volume gas pada keadaan 1 (m3)V2 : volume gas pada keadaan 2 (m3)

Grafik hubungan volume dan tekanan gas pada suhu konstan (isotermal).

Jika dibuat grafik, maka akan menghasilkan sebuah kurva yang disebut kurva isotermal. Perhatikan gambar diatas. Kurva isotermal merupakan kurva yang bersuhu sama.

Contoh Soal Terkait Hukum Boyle

Suatu ruangan tertutup mengandung gas dengan volume 200 ml. Jika tekanan ruangan tersebut adalah 60 cmHg, hitunglah tekanan gas pada ruangan yang volumenya 150 ml?

Diketahui: V1 = 200 mL ; P1 = 60 cmHg ; V2 = 150 ml

Ditanya : P2 ?

Jawab :

Jadi, tekanan gas pada ruangan yang volumenya 150 ml berdasarkan hukum boyle adalah 80 cmHg.

Hukum Charles

Hukum Charles dikemukakan oleh fisikawan Prancis bernama Jacques Charles. Charles menyatakan bahwa jika tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Untuk gas yang berada dalam dua keadaan seimbang yang berbeda pada tekanan konstan, diperoleh persamaan sebagai berikut.

Keterangan:

V1 : volume gas pada keadaan 1 (m3)V2 : volume gas pada keadaan 2 (m3)T1 : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)T2 : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)

Grafik hubungan volume dan suhu gas pada tekanan konstan (isobarik)

Apabila hubungan antara volume dan suhu pada hukum Charles kita lukiskan dalam grafik, maka hasilnya tampak seperti pada gambar diatas. Kurva yang terjadi disebut  kurva isobarik yang artinya bertekanan sama.

Hukum Gay Lussac

Hukum Gay Lussac dikemukakan oleh kimiawan Perancis bernama Joseph Gay Iussac. Gay Lussac menyatakan bahwa jika volume gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Untuk gas yang berada dalam dua keadaan seimbang yang berbeda pada volume konstan, diperoleh persamaan sebagai berikut.

Keterangan:

T1 : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)T2 : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)p1 : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)p2 : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)

Grafik hubungan tekanan dan suhu gas pada volume konstan (isokhorik)

Apabila hubungan antara tekanan dan suhu gas pada hukum Gay Lussac dilukiskan dalam grafik, maka hasilnya tampak seperti pada gambar diatas. Kurva yang terjadi disebut kurva isokhorik yang artinya volume sama.

1. Sejumlah gas pada mulanya mempunyai tekanan P dan suhu T. Jika gas tersebut mengalami proses isokhorik sehingga tekanannya menjadi 4 kali tekanan semula maka suhu gas berubah menjadi…PembahasanDiketahui :Tekanan awal (P1) = PTekanan akhir (P2) = 4PSuhu awal (T1) = TDitanya : suhu akhir (T2)Jawab :Hukum Gay-Lussac (proses isokhorik atau volume konstan) :

Suhu gas berubah menjadi 4 kali suhu awal.

2. Gas berada di dalam bejana tertutup pada mulanya bersuhu 27°C. Agar tekanannya menjadi 2 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah…PembahasanDiketahui :Tekanan awal (P1) = P

Tekanan akhir (P2) = 2PSuhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 KDitanya : suhu akhir (T2)Jawab :

Suhu ruangan adalah 327oC.

3. Ban sepeda motor mempunyai tekanan ukur 2 atm pada suhu 27oC. Setelah sepeda motor dikendarai, suhu di dalam ban berubah menjadi 47oC. Jika pemuaian diabaikan maka tekanan udara di dalam ban berubah menjadi…PembahasanUbah tekanan ukur menjadi tekanan mutlak. Tekanan mutlak = tekanan ukur + tekanan atmosfirDiketahui :Tekanan atmosfir = 1 atm = 1 x 105 PascalTekanan ukur awal = 2 atm = 2 x 105 PascalTekanan mutlak awal (P1) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 105 PascalSuhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 KSuhu akhirl (T1) = 47oC + 273 = 320 KDitanya : Tekanan ukur akhirJawab :

Tekanan ukur akhir = tekanan mutlak akhir – tekanan atmosfirTekanan ukur akhir = 3,2 atm – 1 atmTekanan ukur akhir = 2,2 atm

Hukum Boyle-Gay Lussac

Apabila hukum Boyle, hukum Charles, dan hukum Gay Lussac digabungkan, maka diperoleh persamaan sebagai berikut.

Persamaan di atas disebut hukum Boyle-Gay Lussac. Kita telah mempelajari hukum-hukum tentang gas, yaitu hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac. Namun, dalam setiap penyelesaian soal biasanya menggunakan hukum Boyle-Gay Lussac. Hal ini disebabkan hukum ini merupakan gabungan setiap kondisi yang berlaku pada hukum-hukum gas ideal.