komang suardika;0913021034;jurusan p. fisika; · pdf fileii. landasan teori ... (v), tekanan...

KOMANG SUARDIKA;0913021034;JURUSAN P. FISIKA; UNDIKSHA

1

PERCOBAAN HUKUM – HUKUM GAS

I. Tujuan Percobaan

Tujuan dari dari percobaan ini adalah sebagai berikut.

1. Memahami prinsip persamaan gas ideal.

2. Mempelajari persamaan gas ideal.

3. Membuktikan kebenaran hukum Boyle, hukum Charles, dan hukum Gay Lussac.

II. Landasan Teori

Gas ideal mengandung dua pengertian yaitu secara mikroskopik dan secara makroskopik.

Secara mikroskopik gas ideal diartikan dengan membuat anggapan – anggapan, sebagai berikut.

1. Gas ideal terdiri atas partikel-partikel yang dinamakan molekul-molekul. Bergantung

pada gas tersebut, setiap molekul akan terdiri dari sebuah atom atau kelompok atom.

2. Tidak ada gaya-gaya yang cukup besar yang bereaksi pada molekul-molekul kecuali

selama tumbukan. Dengan anggapan ini, maka sebuah molekul akan bergerak

dengan kecepatan tetap diantara tumbukan-tumbukan. Dengan demikian, karena

ukuran molekul sangat kecil, maka jarak rata-rata diantara melekul-melokul adalah

besar.

3. Ukuran partikel dibandingkan jarak antara partikel partikel sangat kecil sehingga

volumenya dapat diabaikan jika di bandingkan volume ruang yang ditempati seluruh

gas. Diameter partikel adalah 2,5 x 10-10

m, sedangkan jarak partikel sekitar 3 x 10-19

m.

4. Molekul-molekul gas bergerak secara acak dan mengikuti hukum-hukum gerak

Newton. Molekul-molekul bergerak bergerak di dalam semua arah dan dengan

berbagai laju.

5. Jumlah seluruh molekul adalah sangat banyak. Arah dan kelajuan molekul dapat

berubah secara tiba-tiba karena tumbukan dengan dinding atau molekul lainnya.


2

Setiap tumbukan yang terjadi baik antara partikel-partikel gas ataupun antara partikel

gas dengan dinding wadahnya, merupakan tumbukan lenting sempurna, sehingga

tidak ada energi yang hilang. Setiap molekul gas akan mengikuti sebuah jalan yang

berliku-liku karena tumbukan-tumbukan ini. Tetapi karena banyaknya molekul,

maka jumlah besar tumbukan yang terjadi akan mempertahankan distribusi

kecepatan molekul secara keseluruhan.

6. Tumbukan-tumbukan adalah elastik dan tumbukan-tumbukan terjadi di dalam waktu

yang sangat singkat. Tumbukan-tumbukan di antara molekul-molekul dan di antara

molekul dan dinding akan mempertahankan kekekalan momentum dan kekekalan

tenaga kinetik.

Sedangkan gas ideal secara makroskopik dapat lihat dari besaran-besaran yang terkait di

dalam perhitungan gas ideal, yaitu Volume (V), Tekanan (P),Temperatur (T). Dimana besaran-

besaran tersebut memilki suatu hubungan antara yang satu dengan yang lainnya, yang sering

disebut dengan persamaan keadaan. Mengenai perlakuan gas, terdapat beberapa hukum gas

diantaranya :

1) Hukum Boyle

2) Hukum Charles

3) Hukum Gay-lussac

Gambar 1.1 : tumbukan molekul gas pada dingding


3

4) Hukum Gas Ideal

1. Hukum Boyle

Hukum Boyle berbunyi ”bahwa suatu gas yang berada dalam bejana tertutup

dipertahankan konstan,maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya.”

seperti pada gambar 1.3 .,Jika piston digerakkan ke bawah, maka tekanan gas akan naik

sedangkan volumenya akan turun. Gerakan piston secara berlahan-lahan akan menyebabkan

gas tetap dalam keadaan kesetimbangan termal dengan resevoir, sehingga suhu gas selama

proses berlangsung dapat dipertahankan konstan. Pernyataan hukum Boyle, dapat dirumuskan

sebagai berikut.

V

CP 1

Atau 1CPV .....................................................................................................................(1)

Dimana P merupakan tekanan gas, V adalah volume gas, sedangkan C1 adalah konstanta

pembanding. Apabila pernyataan dari hukum boyle digambarkan dalam sebuah grafik, maka

grafiknya membentuk kurva isoterm(gambar 1.2)

Gambar 1.3 : gas ideal

P

P

1

V V1

T1

T2

T

3

T 1 > T 2 > T 3

Gambar 1.4 : Grafik P-V(

kurva isothermal)

Gambar 1.2 : Boyle


4

2. Hukum Charles

Hukum Charles mengatakan bahwa Jika tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup

dipertahankan konstan, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Apabila pada

gambar 1.2 , suatu gas ditempatkan dalam bejana tertutup. Pada saat bejana dipanaskan, mula-

mula tekanan naik sehingga piston pada bejana yang berpenampang kecil terdorong keatas

sampai tekanan gas dalam bejana sama dengan tekanan gas semula. sehingga tekanan gas

selama proses berlangsung dapat dipertahankan konstan. Pengukuran volume gas menunjukkan

bahwa volume gas bertambah sesuai dengan kenaikkan suhu. Dari hukum Charles. Secara

matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.

TCV 2

Atau 2CT

V .....................................................................................................................(2)

Dimana V merupakan volume gas, T adalah temperatur gas, C2 adalah konstanta

pembanding. Grafik dari hukum Charless membentuk kurva isobarik(gambar 1.3)

Gambar 2

V

T

P1>P2>P3

P1

P2

P3

Gambar 1.5

Grafik V-T(kurva isobarik)


5

3. Hukum Gay-lussacc

Pernyataan hukum Gay-lussacc menyatakan bahwa apabila volume gas yang berada dalam

bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.

Suatu gas ditempatkan di dalam bejana tertutup dimana perubahan volume bejana akibat

perubahan suhu dapat diabaikan. Sehingga pada saat bejana dipanaskan maka suhu dan tekanan

gas dalam bejana naik. Hukum gay-lussac dapat dirumuskan sebagai berikut.

TCP 3 atau

3CT

P …………………………………………………………………………………(3)

Dimana P merupakan tekanan gas, T adalah temperatur gas, C3 adalah konstanta

pembanding. Grafik dari hukum gay-lussac membentuk kurva isokhorik(gambar 1.4)

4. Hukum Gas Ideal

Hukum gas ideal merupakan perpanduan dari hukum boyle, hukum Charles, dan hukum

gay-Lussac. Dimana persamaan 1,2 .dan 3 digabungkan menjadi sebagai berikut

TCPV 4 atau

4CT

PV …………………………………………………………………………(4)

V1<V2<V3

V1

V2

V1

P

T Gambar 1.6

Grafik P-T( kurva isokhorik))


6

Dimana P merupakan tekanan gas, T adalah temperatur gas V adalah volume gas, C4

adalah konstanta yang tergantung pada banyaknya gas. Karena volume yang ditempati oleh suatu

gas pada tekanan dan temperatur sebanding dengan massanya, maka konstanta persamaan 5

haruslah sebanding dengan massa gas. Konstanta pada persamaan 4 dapat dituliskan sebagai n.R

dengan n adalah banyaknya mol dan R konstanta yang harus ditentukan secara eksperimen

untuk setiap gas. Sehingga persamaan 4 menjadi :

PV = nRT............................................................................................................................(5)

Atau

NkTpV ………………………………………………………………………….(6)

R =konstanta gas umum gas (8,324 x103 J/kmol K)

k = konstanta Boltzmann (1,38 x 10-23

J/K).

n = N/N0

N = Jumlah molekul total

N0 = Bilangan Avogadro( 6,02 x 1023

molekul/mol)

III. Alat dan bahan

1. 1. Barometer (Nst = 1 mm Hg)

2. 2. Termometer dengan( Nst = 20 C, ssp= 200

0C)

3. 3. Mistar dengan Nst = 0,1 cm

4. Jangka sorong (Nst = 0,05 mm)

5. Labu kaca dengan pipa penghubung

6. Statif lengkap dengan klemnya

7. Gelas ukur

8. Kompor listrik dan panci

9. Satu set peralatan hukum Boyle dengan nst millimeterblok 1 mm

10. Air secukupnya

11. Es secukupnya


7

12. Isolasi secukupnya

IV. Langkah-Langkah Percobaan

Langkah kerja dalam pratikum ini adalah sebagai berikut.

1. Mempersiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan dalam melakukan percobaan.

2. Mengukur tekanan udara (P0) dengan barometer dan mencatat hasilnya.

3. Mengukur temperatur kamar (T) dengan Termometer dan mencatat hasilnya.

4. Menyusun peralatan hukum Boyle seperti pada gambar 1.6 berikut ini

5. Mengukur diameter pipa dengan jangka sorong.

6. Membuka kran K dan menyamakan tinggi permukaan raksa pada kedua kaki dengan

menggerakkan (naik-turun) kaki pipa terbuka B.

Gambar 1.6

Peralatan hukum Boyle

Keterangan : d = tinggi kolom gas (udara)

A = kaki pipa tertutup

h = selisih tinggi raksa pada kedua

kaki

B = kaki pipa terbuka

K = kran penutup B

A

K

h

d


8

7. Menutup kran, kemudian menggerakan turun pipa B sehingga tekanan pada ruang

tertutup akan berkurang. Menunggu beberapa saat untuk memastikan apakah tidak ada

kebocoran.

8. Mengukur selisih ketinggian air raksa (h) pada kedua kaki dengan menggunakan mistar.

Tekanan dapat dihitung dengan menggunakan rumus P = P0 + gh , dengan adalah

massa jenis air raksa yang besarnya 1,36 gr/cm3

dan g adalah percepatan gravitasi bumi

yang besarnya 9,8 m/s2.

9. Mengukur ketinggian kolom udara pada ruang tertutup (d), kemudian menghitung

volume gas. dengan menggunakan rumus V = dr 2 , dengan r adalah jari-jari pipa.

10. Mencatat hasil pengukuran untuk suhu tetap pada jurnal praktikum.

11. Mengubah tekanan udara dalam ruang tertutup dengan jalan mengubah tinggi rendah kaki

pipa terbuka, kemudian mencatat perubahan tekanan dan volume udara dengan mengukur

h dan d seperti langkah 8,9 dan 10 sebanyak 10 kali

12. Membuka kran K dan menghubungkan labu gelas ke pipa dengan selang karet, kemudian

mengikatnya dengan isolasi agar tidak terjadi kebocoran.

13. Setelah itu, memasukan labu gelas ke dalam bejana yang telah diisi dengan air dan es

sampai labu terendam, seperti tampak pada gambar 1.7 berikut ini

Keterangan :

h = selisih tinggi raksa pada

kedua kaki

d = tinggi kolom gas (udara)

A = kaki pipa tertutup

B = kaki pipa terbuka

K = kran penutup

Y= kompor listrik

Gambar 1.7

Peralatan hukum Boyle

B A

d

h

K

Y


9

14. Melakukan pengukuran pada volume konstan dengan cara menaikkan atau menurunkan

kaki pipa terbuka sedemikian rupa sehingga kolom udara di atas raksa pada pipa A

tingginya tetap sebesar d.

15. Mencatat suhu gas dengan cara mengukur suhu campuran es dan air pada bejana.

menghitung serta mencatat tekanan dengan mengukur h.

16. Mengubah suhu gas dengan memanaskan bejana berisi es dan air sampai suhunya

beberapa 0 C.

17.Mengatur agar tinggi (d) tetap seperti pada langkah 14 dan melakukan kegiatan 15 dan 16

sebanyak 8 kali. Serta mencatat hasilnya dalam tabel.

18.Mencari hubungan antara suhu dan volume pada tekanan yang tetap. Tekanan tetap dapat

diperoleh dengan cara mengatur agar perbedaan tinggi kolom raksa pada kedua kaki (h)

selalu tetap.

19. Mencatat data volume untuk 10 nilai suhu yang berbeda.

20. Mengubah suhu seperti pada langkah 15 dan membaca volume dengan cara mengukur (d)

setelah (h) dibuat konstan.

21. Mencatat hasilnya dalam tabel.

V. Data Hasil Percobaan

Po = 734,6 mmHG = 73,46 cmHG

t = 26,1 0C

d = 0,68 cm, r = 0,34 cm

Tabel 1

Data Hasil Pengukuran P dan V untuk T tetap


10

T = 299,1 K

No. Perc h (cm) d (cm) P (cmHg) V (cm3) P.V

1 1,5 54,2

2 3,3 53,2

3 5,2 52,2

4 5,4 52,2

5 7,2 51,2

6 7,4 51,2

7 9,2 50,2

8 11,7 49,2

9 14,2 48,2

10 15,8 47,2

Tabel 2

Data Hasil Pengukuran P dan T untuk V tetap

D = 55,2 cm atau V = cm3

No. Perc h (cm) T (oC) P (cmHg) T(oK) P/T

1 2,0 24,0

2 1,0 70,0

3 1,0 82,0

4 2,0 86,0


11

5 1,0 90,0

6 1,0 92,0

7 2,0 94,0

8 2,0 94,0

Tabel 3

Data Hasil Pengukuran V dan T untuk P tetap

h = 2,0 mm atau P = cmHg

No. Perc d (cm) T (oC) V (cm3) T (oK) V/T

1 56,2 95,0

2 55,2 90,0

3 54,3 84,0

4 52,4 80,0

5 50,2 76,0

6 50,0 74,0

7 49,5 72,0

8 49,0 70,0

9 48,2 68,0


12

10 47,0 65,0

VI. Teknik Analisis data

Dalam percobaan ini kita tidak menentukan besarnya sesuatu,akan tetapi kita hanya

mempelajari hukum-hukum gas, sehingga analisis dilakukan secara kualitatif yaitu dengan

menjawab pertanyaan. Sedangkan untuk mengecek hukum-hukum gas, baik hukum Boyle,

hukum Charles, maupun hukum Gay Lussac dilakukan dengan membandingkan grafik yang

penulis peroleh dari hasil percobaan dengan grafik yang seharusnya diperoleh secara teori.

Langkah analisis yang lakukan adalah sebagai berikut.

Melengkapi tabel hasil pengamatan hingga kolom terakhir.

Membandingkan nilai data pada tabel 1, 2, dan 3. Nilai ini tidak lain adalah konstanta

pembanding. Apabila semua harga yang tercantum pada kolom terakhir besarnya tetap

dalam batas ketelitian percobaan, itu menunjukkan keberhasilan dalam memeriksa rumus

gas ideal dengan baik.

Melukis grafik P-V brdasarkan data pada tabel 1, grafik P-T berdasarkan data pada tabel

2, dan grafik V-T berdasarkan data pada tabel 3. Kemudian menganalisis grafik yang

dapatkan, apakah sesuai dengan teori atau tidak. Apabila sebaran data berada pada atau

disekitar kurva, maka dianggap berhasil mengecek hukum-hukum gas di atas.

Untuk dapat melukis grafik dengan baik, pertama-tama harus mengetahui cara melukis

grafik dengan benar terutama saat menarik garis ekstrapolasi dari sebaran data percobaan.

Untuk mengisi setiap kolom hasil percobaan, maka dilakukan beberapa perhitungan,

yaitu sebagai berikut.


13

Untuk Temperatur (T) Konstan

Karena temperaturnya dibuat konstan, maka disini yang dicari untuk melengkapi tabel 1

adalah V(volume) , P( tekanan), PV. Volumenya dapat dihitung dengan rumus :

V = dr 2 ………………………………………………………………………………(7)

dimana nilai r dan d sudah diukur diawal percobaan, sedangkan = 22/7 atau 3,14.

Sedangkan untuk menghitung tekanan gas digunakan persamaan :

P = P0 + gh ……………………………………………………………………………(8)

dimana nilai P0 sudah diuukur dengan menggunakan barometer, adalah massa jenis

air raksa yang besarnya 1,36 gr/cm3

=1360 kg/m3

dan g adalah percepatan gravitasi bumi

yang besarnya 9,8 m/s2.

Apabila nilai P dan V sudah didapatkan, maka nilai PV akan dapat ditentukan. Dimana

hasil dari PV tidak lain adalah konstanta pembanding, seperti yang telah dinyatakan pada

persamaan (1).

Untuk Volume (V) Konstan

Pengaturan volume konstan dilakukan dengan menaikkan atau menurunkan kaki pipa

terbuka sedemikian rupa sehingga kolom udara di atas raksa pada pipa A tingginya tetap

sebesar (d). Yang diamati adalah perbedaan ketinggian(h) air raksa (Hg) dari pipa A

Pada volume konstan yang dicari adalah temperature(T) ,tekanan gas(P), dan P/T untuk

melengkapi tabel 2. dimana temperature tersebut dapat diukur secara langsung dengan

mengukur suhu campuran es dan air pada bejana, sedangkan menghitung nilai P adalah

dengan menggunakan persamaan (8). Sehingga dari nilai T dan P yang telah diketahui,

kita dapat mencari nilai P/T.

Untuk Tekanan (P) Konstan

Untuk tekanan tetap dapat diperoleh dengan cara mengatur agar perbedaan tinggi kolom

raksa pada kedua kaki (h) selalu tetap, Setelah adanya peningkatan suhu atau penurunan

suhu nantinya air raksa akan bergerak sedikit demi sedikit, (h) dibuat konstan dengan


14

maksud agar tekanan (P) konstan. Perubahan tinggi kolom raksa (d) diukur dan hasilnya

dimasukkan ke dalam tabel data hasil pengamatan yang berisikan variabel d (cm) dan

temperatur (0C). Volume dicari dengan menggunakan rumus dr 2 . Sedangkan

temperatur didapat dengan cara melihat langsung skala yang ditunjukan oleh termometer.

Sehingga setelah V dan T diketahui, maka V/T dapat dihitung.

(keterangan : dalam melakukan perhitungan, dilakukan penyetaraan satuan, dimana

satuannya diubah menjadi satuan international.)

VII. Hasil Analisis Data

Tabel 1 : P dan V untuk T konstan

No. Perc h (m) d (m) P (Pa) V (m3) P.V

1 0,015 0,542 9,78 x 104 0,197 x 10-4 1,93

2 0,033 0,532 9,80 x 104 0,193 x 10

-4 1,83

3 0,052 0,522 9,83 x 104 0,189 x 10

-4 1,86

4 0,054 0,522 9,83 x 104 0,189 x 10

-4 1,86

5 0,072 0,512 9,86 x 104 0,186 x 10

-4 1,83

6 0,074 0,512 9,86 x 104 0,186 x 10

-4 1,83

7 0,092 0,502 9,88 x 104 0,182 x 10

-4 1,80


15

8 0,117 0,492 9,92 x 104 0,179 x 10

-4 1,76

9 0,142 0,482 9,95 x 104 0,175 x 10

-4 1,74

10 0,158 0,472 9,97 x 104 0,171 x 10

-4 1,71

Tabel 2 : P dan T untuk V tetap

No. Perc h (m) T (oC) P (Pa) T(oK) P/T

1 0,02 24,0 9,79 x 104 297 3,36 x 102

2 0,01 70,0 9,77 x 104 343 2,85 x 102

3 0,01 82,0 9,77 x 104 355 2,75 x 102

4 0,02 86,0 9,79 x 104 359 2,73 x 102

5 0,01 90,0 9,77 x 104 363 2,69 x 102

6 0,01 92,0 9,77 x 104 365 2,68 x 102

7 0,02 94,0 9,79 x 104 367 2,67 x 102

8 0,02 94,0 9,79 x 104 367 2,67 x 102

Tabel 3

Data Hasil Pengukuran V dan T untuk P tetap

h = 2,0 mm atau P = cmHg

No. Perc d (m) T (oC) V (m3) T (oK) V/T

1 56,2 95,0 0,204 x 10-4

368 5,54 x 10-8


16

2 55,2 90,0 0,200 x 10-4 363 5,51 x 10-8

3 54,3 84,0 0,197 x 10-4

357 5,52 x 10-8

4 52,4 80,0 0,190 x 10-4 353 5,38 x 10-8

5 50,2 76,0 0,182 x 10-4

349 5,21 x 10-8

6 50,0 74,0 0,181 x 10-4

347 5,22 x 10-8

7 49,5 72,0 0,179 x 10-4 345 5,19 x 10-8

8 49,0 70,0 0,178 x 10-4

343 5,19 x 10-8

9 48,2 68,0 0,175 x 10-4 341 5,13 x 10-8

10 47,0 65,0 0,171 x 10-4

338 5,06 x 10-8

Grafik yang diperoleh:

GRAFIK P - V


17

GRAFIK P - T


18

GRAFIK V - T


19

VIII. Pembahasan

a. Penyimpangan-penyimpangan yang diperoleh dan dugaan penyebabnya.

Dari analisis data yang telah dilakukan terdapat berbagai penyimpangan – penyimpangan

yang terjadi , terutama pada hasilnya. Hal ini disebabkan karena terjadi kesalahan-kesalahan

pada saat melakukan kegiatan pratikum. Bila dilihat dari hasil yang telah didapatkan yang tertera

pada tabel pada hasil analisis data, dan dibandingkan dengan hukum gas yang ada( hukum Boyle,

hukum Charles, hukum Gay – lussac), maka hasilnya tidaklah sesuai, akan tetapi ketidaksesuian


20

tersebut hanyalah kecil. Menurut hukum Boyle, gas yang berada pada bejana tertutup, jika

temperature dipertahankan konstan maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan

volumenya , yang ditulis PV = konstan. Dengan melihat ini maka, pada hasil analisis data untuk

temperature konstan, seharusnya pada kolom PV hasilnya adalah sama dari percobaan 1 sampai

percobaan ke -10. Pada kolom PV tersebut hasil yang didapatkan berbeda, , tetapi Selisih

perbedaan hasilnya masih dapat dibilang kecil. Sedangkan hukum Charles, mengatakan bahwa

Jika tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka volume gas

sebanding dengan suhu mutlaknya, yang ditulis V/T = konstan. Apabila kita lihat pada hasil

analisis data, pada kolom V/T seharusnya sama nilainya, tetapi hasil yang didapatkan berbeda

sedikit. Begitu pula pada hukum Gay lussac, dikatakan bahwa apabila volume gas yang berada

dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka tekanan gas sebanding dengan suhu

mutlaknya, yang ditulis P/T. Ini juga berarti bahwa pada hasil analisis data, seharusnya pada

kolom P/T nilainya adalah sama, tetapi dari pratikum yang dilakukan hasilnya berbeda.

Perbedaan hasil tersebut juga berpengaruh terhadap hasil grafik yang diperoleh, sehingga

grafiknya tidak sesuai dengan teori. Penyimpangan terhadap hasil yang telah diperoleh dari

kegiatan pratikum karena terjadi suatu kesalahan-kesalalahan. Yang dimaksud kesalahan-

kesalahan tersebut adalah sebagai berikut.

1. Kesalahan Umum

Kesalahan ini disebabkan karena kesalahan yang dilakukan oleh manusia(personal) itu

sendiri, seperti dalam pembacaan skala alat ukur serta kesalahan dalam penaksiran hasil-

hasil pengukuran. Kesalahan umum yang kami lakukan saat pratikum adalah : 1) tidak

tepatnya saat menyamakan tinggi permukaan raksa pada kedua kaki pipa. 2) ketika

mengukur selisih tinggi kolom raksa pada kedua kaki, dimana kesalahannya adalah

pembacaan skala pada millimeter blok. 3) kurang teliti dalam membaca skala maupun

penafsiran skalanya pada alat ukur yang digunakan( jangka sorong, thermometer).

2. Kesalahan Sistematis

Kesalahan yang disebabkan oleh alat ukur atau instrumen dan pengaruh lingkungan pada

saat melakukan percobaan. Kesalahan sistematis yang terjadi pada saat melakukan


21

kegiatan pratikum, diantaranya : alat yang digunakan saat mengukur diameter pipa adalah

jangka sorong, semestinya alat ukur yang digunakan adalah mikrometer. Karena

mikrometer memilki ketelitian yang tinggi dari pada jangka sorong, saat mikrometer

digunakan untuk mengukur benda yang kecil. Kesalahan sistematis yang lain terjadi

adalah ketika mengukur selisih tinggi kolom raksa pada kedua kaki pipa, dimana warna

raksa hampir mirip dengan warna pipa, sehingga mengalami kesulitan saat mengukurnya.

3. Kesalahan Acak, kesalahan yang tidak diketahui secara pasti penyebabnya, namun

berpengaruh besar terhadap percobaan. Seperti dalam pratikum yang dilakukan, Tekanan

di tempat praktikum tidak konstan sehingga dapat mempengaruhi hasil dalam praktikum.

b. Kendala yang dihadapi saat pratikum maupun dalam menganalisis data.

1. Kendala yang disebabkan karena kurang nya pengetahuan mengenai pratikum yang

akan dilakukan.

2. Kendala saat Pengukuran V dan T untuk P tetap, disini kami harus menunggu dalam

selang waktu tertentu agar temperature gas mengalami penurunan. Karena cukup lama

menunggu, maka pipa yang dipegang sering bergeser.

3. Dalam menganalis data terlalu banyak variable yang dihitung, seperti menghitung P1

sampai P10, V1 sampai V10, T1 sampai T10, P1V1 sampai P10V10, P1/T1 sampai

P10/T10 dan V1/T1 sampai V10/T10

IX . Jawaban pertanyaan

1. Perbedaan tinggi skala pada kedua kaki pipa dapat menyebabkan tekanan pada udara

yang terkurung di pipa tertutup, hal ini dapat kita ketahui melalui hukum tekanan

Hirostatik(Ph) , secara sistematis hukum ini ditulis : P = gh . dimana dalam hal ini P

merupakan tekanan gas, adalah massa jenis raksa( besarnya sudah diketahui) , g

merupakan percepatan gravitasi yang besarnya 9,8 m/s2, h adalah selisih tinggi kolom

raksa pada kedua kaki pipa. sehingga dapat disimpulkan bahwa tekanan terjadi karena

adanya agar perbedaan tinggi kolom raksa pada kedua kaki (h).


22

2. Dari grafik P-V, grafik P-T , dan grafik V-T , dapat diperoleh bahwa : 1) Pada grafik P-

V (T tetap) diperoleh grafik isotermal. Grafik itu menunjukkan bahwa tekanan gas

berbanding terbalik dengan volume gas, atau grafik P-V tersebut dapat dinyatakan bahwa

apabila tekanannya diperbesar maka volume gas menjadi lebih kecil dan sebaliknya(PV =

konstan). Pada grafik P-T (V konstan) diperoleh grafik isokorik, grafik ini menunjukan

bahwa apabila tekanan gas mengalami kenaikan ,maka temperaturnya juga mengalami

kenaikkan, begitu juga sebaliknya.( P/T = konstan). Sedangkan pada grafik V-T (P

konstan) diperoleh grafik isobarik, grafik V-T ini menunjukkan bahwa apabila olume gas

naik, maka temperatur gas juga naik, dan sebaliknya.

3. Hukum Boyle tidak berlaku secara tepat untuk gas ideal pada sembarang suhu, pada

tekanan sangat tinggi atau pada tekanan yang sangat rendah. Hal ini, terbukti dari grafik

yang terbentuk . jika kita meneruskan untuk membuat grafik sampai nilai P yang cukup

tinggi maka nilai volume(V) gas cenderung untuk tidak berubah,dengan kata lain

perubahan volume yang didapatkan adalah relatif kecil. Begitu pula bila grafik

dilanjutkan sampai pada tekanan (P) yang cukup rendah maka dengan sedikit penurunan

tekanan akan diimbangi perubahan volume yang sangat besar. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa hukum Boyle tidak berlaku lagi pada pengukuran tekanan yang

sangat tinggi dan tidak berlaku pula pada pengukuran tekanan yang sangat rendah.

X. Kesimpulan

1. Prinsip persamaan gas ideal, adalah keadaan suatu gas ideal tang dipengaruhi oleh tiga

besaran yang saling berhubungan satu sama lain yaitu tekanan (P), volume (V), dan

temperatur (T). Hubungan besaran yang satu dengan yang lainnya ini disebut dengan

persamaan keadaan.

2. Persamaan keadaan gas ideal diperoleh dengan menggabungkan persamaan PV = C1,

2CT

V , dan 3C

T

P , sehingga diperoleh 4C

T

PV . Persamaan ini dikenal dengan hukum


23

gas ideal, karena C4 sama dengan nR dan nR sama dengan Nk. Maka persamaan itu

menjadi : P V = n R T atau PV = NkT

3. Hukum Boyle, Hukum Charles, Hukum Gay Lussac pada penerapannya tidak berlaku

secara tepat untuk gas ideal pada sembarang suhu, pada tekanan sangat tinggi, dan

volume yang sangat besar.

LAMPIRAN


24

P0 = tekanan udara luar (73,46 cmHg = Pax 45 10.76,910.01,10,76

46,73 )

= massa jenis air raksa (1,36 gr/cm3 = 0,136 . 10

4 kg/m

3)

g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s2)

r = 0,34 cm = 3,4 x 10-3

m ( r adalah jari-jari pipa)

h dan d yang semula satuannya cm diubah menjadi meter

T yang semula satuannya celcius diubah menjadi K

A. Pengukuran P dan V untuk T konstan

Percobaan ke –

1. Menghitung P1, V1, dan P1V1

Penyelesaian :

P1= P0 + gh1

P1 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,015 m)

P1 = 9,76 . 104 Pa + 0,019992 . 10

4 Pa

P1= 9,78 x 104 Pa

V1= 1

2 dr

V1= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,542 m

V1 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,542 m

V1 = 0,197 x 10-4

m3

P1V1 = 9,78 x 104 Pa . 0,197 x 10

-4 m

3


25

P1V1 = 1,93 Pa. m3


penyelesain

P2= P0 + gh2

P2 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,033 m)

P2 = 9,76 . 104 Pa + 0,0439824 . 10

4 Pa

P2 = 9,80 x 104 Pa

V2= 2

2 dr

V2= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,532 m

V2 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,532 m

V2 = 0,193 x 10-4

m3

P2V2 = 9,80 x 104 Pa . 0,193 x 10

-4 m

3

P2V2 = 1,83 Pa. m3


penyelesain

P3= P0 + gh3

P3 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,052 m)

P3 = 9,76 . 104 Pa + 0,0693056 . 10

4 Pa

P3 = 9,83 x 104 Pa

V3= 3

2 dr


26

V3= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,522 m

V3 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,522 m

V3 = 0,189 x 10-4

m3

P3V3 = 9,83 x 104 Pa . 0,189 x 10

-4 m

3

P3V3 = 1,86 Pa. m3


Penyelesaian

P4= P0 + gh4

P4 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,054 m)

P4 = 9,76 . 104 Pa + 0,0719712 . 10

4 Pa

P4 = 9,83 x 104 Pa

V4= 4

2 dr

V4= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,522 m

V4 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,522 m

V4 = 0,189 x 10-4

m3

P4V4 = 9,83 x 104 Pa . 0,189 x 10

-4 m

3

P4V4 = 1,86 Pa. m3


penyelesaian

P5= P0 + gh5


27

P5 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,072 m)

P5 = 9,76 . 104 Pa + 0,0959616 . 10

4 Pa

P5 = 9,86 x 104 Pa

V5= 5

2 dr

V5= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,512 m

V5 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,512 m

V5 = 0,186 x 10-4

m3

P5V5 = 9,86 x 104 Pa . 0,186 x 10

-4 m

3

P5V5 = 1,83 Pa. m3


penyelesaian

P6= P0 + gh6

P6 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,074 m)

P6 = 9,76 . 104 Pa + 0,0986272 . 10

4 Pa

P6 = 9,86 x 104 Pa

V6= 6

2 dr

V6= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,522 m

V6 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,512 m

V6 = 0,186 x 10-4

m3

P6V6 = 9,86 x 104 Pa . 0,186 x 10

-4 m

3


28

P6V6 = 1,83 Pa. m3


penyelesaian

P7= P0 + gh7

P7 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,092 m)

P7 = 9,76 . 104 Pa + 0,1226176 . 10

4 Pa

P7 = 9,88 x 104 Pa

V7= 7

2 dr

V7= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,502 m

V7 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,502 m

V7 = 0,182 x 10-4

m3

P7V7 = 9,88 x 104 Pa . 0,182 x 10

-4 m

3

P7V7 = 1,80 Pa. m3


penyelesaian

P8= P0 + gh8

P8 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,117 m)

P8 = 9,76 . 104 Pa + 0,1559376 . 10

4 Pa

P8 = 9,92 x 104 Pa

V8= 8

2 dr


29

V8= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,492 m

V8 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,492 m

V8 = 0,179 x 10-4

m3

P8V8 = 9,92 x 104 Pa . 0,179 x 10

-4 m

3

P8V8 = 1,76 Pa. m3


penyelesaian

P9= P0 + gh9

P9 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,142 m)

P9 = 9,76 . 104 Pa + 0,1892576 . 10

4 Pa

P9 = 9,95 x 104 Pa

V9= 9

2 dr

V9= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,482 m

V9 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,482 m

V9 = 0,175 x 10-4

m3

P9V9 = 9,95 x 104 Pa . 0,175 x 10

-4 m

3

P9V9 = 1,74 Pa. m3


penyelesaian

P10= P0 + gh10


30

P10 = 9,76 . 104 Pa + (0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2 . 0,158 m)

P10 = 9,76 . 104 Pa + 0,2105824 . 10

4 Pa

P10 = 9,97 x 104 Pa

V10= 10

2 dr

V10= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,472 m

V10 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,472 m

V10 = 0,171 x 10-4

m3

P10V10 = 9,97 x 104 Pa . 0,171 x 10

-4 m

3

P10V10 = 1,71 Pa. m3

B. Pengukuran P dan T untuk V tetap

Percobaan ke –

1. Menghitung P1 , T1, P1/T1

Penyelesaian

P1 = P0 + 1gh

P1 = 9,76 x 104 Pa + 0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2. 0,02 m

P1 = 9,76 x 104 Pa + 0,026656 x 10

4 Pa

P1 = 9,79 x 104 Pa

T1 = (T0C + 273)K

T1 = 24 + 273 = 297 K


31

KPaxT

P

x

T

P

/1036,3

297

1097,9

2

1

1

4

1

1


Penyelesaian

P2 = P0 + 2gh

P2 = 9,76 x 104 Pa + 0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2. 0,01 m

P2 = 9,76 x 104 Pa + 0,013328 x 10

4 Pa

P2 = 9,77 x 104 Pa

T2 = (T0C + 273)K

T2 = 70 + 273 = 343 K

KPaxT

P

x

T

P

/1085,2

343

1077,9

2

2

2

4

2

2


Penyelesaian

P3 = P0 + 3gh

P3= 9,76 x 104 Pa + 0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2. 0,01 m

P3 = 9,76 x 104 Pa + 0,013328 x 10

4 Pa

P3 = 9,77 x 104 Pa


32

T3 = (T0C + 273)K

T3 = 82 + 273 = 355 K

KPaxT

P

x

T

P

/1075,2

355

1077,9

2

3

3

4

3

3


Penyelesaian

P4 = P0 + 4gh

P4=9,76 x 104 Pa + 0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2. 0,02 m

P4 = 9,76 x 104 Pa + 0,026656 x 10

4 Pa

P4 = 9,79 x 104 Pa

T4 = (T0C + 273)K

T4 = 86 + 273 = 359 K

KPaxT

P

x

T

P

/1073,2

359

1079,9

2

4

4

4

4

4


Penyelesaian

P5 = P0 + 5gh

P5= 9,76 x 104 Pa + 0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2. 0,01 m


33

P5 = 9,76 x 104 Pa + 0,013328 x 10

4 Pa

P5 = 9,77 x 104 Pa

T5 = (T0C + 273)K

T5 = 90 + 273 = 363 K

KPaxT

P

x

T

P

/1069,2

363

1077,9

2

5

5

4

5

5


Penyelesaian

P6 = P0 + 6gh

P6= 9,76 x 104 Pa + 0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2. 0,01 m

P6= 9,76 x 104 Pa + 0,013328 x 10

4 Pa

P6 = 9,77 x 104 Pa

T6 = (T0C + 273)K

T6 = 92 + 273 = 365 K

KPaxT

P

x

T

P

/1068,2

365

1077,9

2

6

6

4

6

6



34

Penyelesaian

P7 = P0 + 7gh

P7=9,76 x 104 Pa + 0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2. 0,02 m

P7 = 9,76 x 104 Pa + 0,026656 x 10

4 Pa

P7 = 9,79 x 104 Pa

T7 = (T0C + 273)K

T7 = 94 + 273 = 367 K

KPaxT

P

x

T

P

/1067,2

367

1079,9

2

7

7

4

7

7


Penyelesaian

P8 = P0 + 8gh

P8=9,76 x 104 Pa + 0,136 x 10

4 kg/m

3 . 9,8 m/s

2. 0,02 m

P8 = 9,76 x 104 Pa + 0,026656 x 10

4 Pa

P8 = 9,79 x 104 Pa

T8 = (T0C + 273)K

T8 = 94 + 273 = 367 K


35

KPaxT

P

x

T

P

/1067,2

367

1079,9

2

8

8

4

8

8

C. Pengukuran V dan T untuk P tetap

Percobaan ke –

1. Menghitung V1, T1, dan V1/T1

Penyelesaian :

V1= 1

2 dr

V1= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,562 m

V1 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,562 m

V1 = 0,204 x 10-4

m3

T1 = T(0C) + 273

T1 = 95,0 + 273

T1 (K) = 368 K

Kmxx

T

V/1054,5

368

10204,0 384

1

1


Penyelesaian :

V2= 2

2 dr


36

V2= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,552 m

V2 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,552 m

V2 = 0,200 x 10-4

m3

T2 = T(0C) + 273

T2 = 90,0 + 273

T2 (K) = 363 K

84

2

2 1051,5363

10200,0

xx

T

V m

3/K


Penyelesaian :

V3= 3

2 dr

V3= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,543 m

V3 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,543 m

V3 = 0,197 x 10-4

m3

T3 = T(0C) + 273

T3 = 84 + 273

T3 (K) = 357 K

84

3

3 1052,5357

10197,0

xx

T

Vm

3/K


Penyelesaian :


37

V4= 4

2 dr

V4= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,524 m

V4 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,524 m

V4 = 0,190 x 10-4

m3

T4 = T(0C) + 273

T4 = 80,0 + 273

T4 (K) = 353 K

84

4

4 1038,5353

10190,0

xx

T

Vm

3/K


Penyelesaian :

V5= 5

2 dr

V5= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,502 m

V5 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,502 m

V5 = 0,182 x 10-4

m3

T5 = T(0C) + 273

T5 = 76+ 273

T5 (K) = 349 K

84

5

5 1021,5349

10182,0

xx

T

Vm

3/K



38

Penyelesaian :

V6= 6

2 dr

V6= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,500 m

V6 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,500 m

V6 = 0,181 x 10-4

m3

T6 = T(0C) + 273

T6 = 74+ 273

T6 (K) = 347 K

84

6

6 1022,5347

10181,0

xx

T

Vm

3/K


Penyelesaian :

V7= 7

2 dr

V7= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,495 m

V7 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,495 m

V7 = 0,179 x 10-4

m3

T7 = T(0C) + 273

T7 = 72 + 273

T7 (K) = 345 K

84

7

7 1019,5345

10179,0

xx

T

Vm

3/K


39


Penyelesaian :

V8= 8

2 dr

V8= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,490 m

V8 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,490 m

V8 = 0,178 x 10-4

m3

T8 = T(0C) + 273

T8 = 70 + 273

T8 (K) = 343 K

84

8

8 1019,5343

10178,0

xx

T

Vm

3/K


Penyelesaian :

V9= 9

2 dr

V9= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,482 m

V9 = 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,482 m

V9 = 0,175 x 10-4

m3

T9 = T(0C) + 273

T9 = 68 + 273

T9 (K) = 341 K


40

84

9

9 1013,5341

10175,0

xx

T

Vm

3/K


Penyelesaian :

V10= 9

2 dr

V10= 3,14 x (3,4 x 10-3

m)2 x 0,470 m

V10= 3,14 x 11,56 . 10-6

m2 x 0,470 m

V10= 0,171 x 10-4

m3

T10 = T(0C) + 273

T10 = 65 + 273

T10 (K) = 338 K

84

10

10 1006,5338

10171,0

xx

T

Vm

3/K

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga

Pujani, Ni Made dan rapi. 2006. Petunjuk praktikum Fis lab II.Singaraja:Universitas Pendidikan

Ganesha.


41

komang suardika;0913021034;jurusan p. fisika; · pdf fileii. landasan teori ... (v), tekanan...

Documents