Hukum-hukum tentang Gas Ideal (Hukum Boyle, Hukum Gay Lussac, Hukum Boyle-Gas Lussac)

Teoriilmukimia - 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

1. Hukum Boyle

Pada abad ketujuh belas, Robert Boyle, seorang fisikawan dari Inggris, mempelajari perilaku gas secara sistematis dan kuantitatif. Robert Boyle melakukan penelitian mengenai hubungan antara tekanan terhadap volume dari sampel gas. Hasil percobaan Boyle menyatakan bahwa

Tekanan dari Sejumlah Tetap Suatu Gas Pada Suhu yang Dijaga Konstan adalah Berbanding Terbalik dengan Volumenya.

Sehingga dapat 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 1. 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.

2. 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

Sehingga  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 2 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.

3. 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

Sehingga  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 3 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.

3. 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.