Hukum Boyle-Gay Lussac & Rumus Persamaan Gas Ideal

Rumus persamaan gas ideal didapatkan dari Hukum Boyle-Gay Lussac yang berkaitan dengan tekanan, volume, dan suhu gas.

gambar ilustrasi hukum gas ideal, pada suhu yang sama, tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas

Tulisan ini menjawab pertanyaan:
Apa bunyi hukum Boyle-Gay Lussac?
Bagaimana persamaan umum gas ideal?

Bunyi Hukum Boyle dan Hukum Gay Lussac menjadi dasar dari rumus persamaan gas ideal. Kedua hukum tersebut berbicara tentang hubungan antara volume, tekanan, dan suhu pada gas ideal.

Bunyi Hukum Boyle

Hukum boyle berkenaan dengan hubungan antara volume gas dan tekanan gas pada suhu tetap.  Hukum Boyle berbunyi:

Tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya asalkan suhunya tetap

Dalam bentuk persamaan, hukum Boyle dapat dirumuskan dengan:

pV = konstan, atau
p1V1 = p2V2

Dimana p menunjukkan tekanan dan V menunjukkan volume gas. Dalam suhu dan ruang tetap, jika tekanan naik maka volume akan turun, dan sebaliknya, jika tekanan turun maka volume akan naik. Hal ini bisa dilihat pada pompa sepeda, jika kita mendorong pompa ke bawah, maka volume udara dalam pompa akan mengecil dan tekanan udara dalam pompa akan naik sehingga mampu meniupkan udara ke dalam ban sepeda.

Gambar pompa sepeda, jika volume dikecilkan maka tekanan akan naik

Bunyi Hukum Gay Lussac

Hukum Gay Lussac berbicara tentang hubungan antara volume gas dan suhu gas pada tekanan yang sama. Hukum Gay Lussac berbunyi:

    Volume gas sebanding dengan suhunya asalkan tekanannya tetap

Dalam bentuk persamaan, hukum Gay Lussac dapat dirumuskan dengan:

V/T = konstan, atau
V1/T1 = V2/T2

Dimana V menunjukkan Volume dan T menunjukkan suhu. Pada tekanan tetap, udara yang dipanaskan akan mengembang, dan sebaliknya, udara yang didinginkan akan menyusut. Hal ini dapat dilihat pada balon udara. Udara pada balon udara dibuat panas supaya udaranya mengembang sehingga lebih ringan dari udara sekitar, oleh karena itu balon udara bisa terbang.

Anak-anak bermain balon udara dari plastik yang disambung-sambung

Untuk percobaan, silakan letakkan botol plastik kosong bekas air mineral yang tipis ke dalam kulkas. Tutup rapat dan diamkan dalam beberapa jam. Jika sudah dingin, makan botol akan menjadi penyok dan kisut. Kenapa? Karena udara dalam botol volumenya menyusut. Coba letakkan botol tersebut di luar kulkas, maka lama-lama botol tersebut akan kembali normal.

Hukum Boyle-Gay Lussac

Hukum Boyle-Gay Lussac merupakan sintesis dari Hukum Boyle dan Hukum Gay Lussac, sehingga kedua rumus tersebut dapat disatungan menjadi:

P.V/T = konstan, atau
P1.V1/T1 = P2.V2/T2

Sedangkan dalam kondisi ideal, rumus persaamaan gas ideal menurut Hukum Boyle-Gay Lussac adalah:

p.V = N.k.T

Dimana:
k = konstanta Boltzmann (1,38 . 10-23 J.K-1)
N = jumlah partikel gas

Persamaan Umum Gas Ideal

Berdasarkan Hukum gas yang disampaikan dalam Hukum Boyle dan Hukum Gay Lussac, maka didapatkan persamaan umum gas ideal sebagai berikut:

p.V = n.R.T

Dimana:
p = tekanan gas
V = volume gas
n = jumlah mol gas
R = tetapan gas = 8,314 kJ.mol-1.K-1 = 0,08205 liter.atm.mol-1.K-1
T = suhu gas (K)

Sedangkan jumlah mol dapat dicari dengan rumus:

N = m/M = gr/Mr

Dimana:
n = jumlah mol
m = massa total gas
M = massa molekul relatif partikel