Penjelasan Tentang Rumus Hukum Boyle, Penerapan, dan Contoh Soal

Hukum Boyle berhubungan dengan volume dan tekanan gas alam di ruang tertutup. Hukum Boyle digunakan dalam kehidupan sehari-hari contohnya penggunaan cat pilox, obat nyamuk kaleng, dan hairspray.

Contoh batang diatas memanfaatkan tekanan udara di ruang tertutup. Seperti zat cair, gas didalam ruang tertutup mendapat tekanan ke segala arah dan sama besar.

Ketika menekan obat nyamuk akan muncul zat cair yang keluar di dalamnya. Penyebabnya karena tekanan udara dalam botol lebih besar dari tekanan udara di luar. Selain itu ada alat untuk mengukur tekanan gas di ruang tertutup. Alat tersebut adalah manometer.

Hukum Boyle ditemukan oleh ilmuwan fisika dari Inggris, Robert Boyle pada 1662. Robert Boyle menemukan keterkaitan antara tekanan dan volume gas di ruang tertutup pada suhu tetap.

Bunyi Hukum Boyle

Percobaan Boyle menemukan dua kesimpulan yaitu:

• Jika tekanan diperbesar, volume udara semakin kecil. Tetapi hasil kali tekanan dengan volume harganya selalu konstan.
• Jika tekanan dinaikkan dua kali tekanan semula, maka volume gas menjadi setengah volume mula-mula. Jika volume menjadi sepertiga volume mula-mula, maka tekanan naik menjadi tiga kali lipat.

Dalam buku Rumus Pocket Fisika, Boyle menyampaikan pernyataan dalam hukum Boyle. Bunyi hukum Boyle yaitu, pada suhu tetap tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya.

Rumus Hukum Boyle

Rumus hukum Boyle adalah hasil kali tekanan gas dan volume di ruang tertutup pada suhu konstan adalah tetap. Dari rumus tersebut kemudian dilakukan persamaan yaitu:

P₁ x V₁ = P₂ x V₂

Keterangan:

P₁ = tekanan gas di ruang 1 (N/m² atau Pa)

V₁ = volume gas di ruang 1 (m³)

P₂ = tekanan gas di ruang 2 (N/m² atau Pa)

V₂ = volume gas di ruang 1 (m³)

Rumus Hukum Boyle Lain

P x V = k

Keterangan:

P = tekanan gas (atm, Hg, cm, Pa, N/m2)
V = volume gas
k = jumlah konstan dari tekanan dan volume dalam sistem

Contoh Soal Hukum Boyle

1. Sejumlah gas di ruang tertutup yang volumenya 40 ml memiliki tekanan 60 cmHg. Berapa besar tekanan gas jika volumenya diubah menjadi 8 ml?

Jawab

Diketahui:

V1 = 40 ml
P1 = 60 cmHg
V2 = 8 ml

Jadi tekanan akhir gas adalah

P₁ V₁ = P₂ V₂

P₂       = V₁/V₂ x P₁

P₂       = 40 ml/8 ml x 60 cmHg

P₂       = 300 cmHg

2. Diketahui awalnya jumlah suatu gas ideal memiliki tekanan sejumlah P dan volume sejumlah V. Kemudian, tekanan gas berubah menjadi 2 kali tekanan awal. Berapa volume gas tersebut?

Pembahasan:

P₁ V₁ = P₂ V₂
P. V = 2P. V2

V = 2. V2

1/2 V = V2

Jadi, volume gas tersebut sekarang menjadi 1/2 volume gas awal.