 |
| Hukum Charles |
tugassains.com – Berbagai pengamatan gas dalam dunia fisika dilakukan
oleh berbagai ilmuwan, yang mana ditemukakan berbagai sifat gas di alam
semesta ini, salah satunya yaitu pengamatan hukum charles mengenai hubungan
antara suhu gas dengan voluem gas.
Lebih lanjut mengenai pengamatan hukum charles kita akan membahas mulai dari
sifat, bunyi hukumnya dan contoh soal pembahasan.
Hukum Charles
Hukum Charles merupakan salah satu persamaan fisika pada gas yang dikemukakan
oleh ilmuwan dari Francis bernama Jacques Charles César Charles.
Melalui pengamatannya pada tahun 1787 pada lima buah balon yang diisi dengan
gas berbeda-beda, kemudian ia menaikkan suhu hingga 80°C dan mengamati bahwa
kelima balon tersebut memiliki kenaikan perubahan volume yang sama.
 |
| Sifat Hukum Charles |
Sehingga berdasarkan pengamatan yang dilakukan, volume gas akan bertambah
apabila terjadi kenaikan suhu dan sebaliknya volume gas akan berkurang apabila
terjadi penurunan suhu dengan catatan bahwa tekanan dijaga tetap.
Bunyi hukum charles dinyatakan sebagai “ketika tekanan gas dijaga secara
konstan, maka perubahan suhu akan berbanding lurus dengan perubahan volume
gas”.
Rumus Hukum Charles
Berdasarkan bunyi hukum charles yang telah kita pelajari dapat kita tuliskan
hukum charles sebagai perbandingan antara volume terhadap suhu bernilai
konstan, sehingga dituliskan sebagai persamaan:
V/T = Konstan
atau:
V1/T1 = V2/T2
keterangan:
V1 : Volume mula-mula dalam meter kubik
(m3)
T1 : Suhu mula-mula dalam Kelvin(K)
V2 :
Volume akhir dalam meter kubik (m3)
T2 : Suhu
akhir dalam Kelvin(K)
Selanjutnya kita akan melatih pemahaman kita dengan contoh soal yang disertai
pembahasan terkait dengan materi hukum charles yang telah kita pelajari.
Contoh Soal Hukum Charles
1. Sebuah ban mobil diisi udara hingga memiliki volume sebesar 3
m3, saat kondisi tersebut pada suhu 27°C. Setelah mobil
dioperasikan terjadi perubahan volume ban menjadi 3,15 m3,
berdasarkan hukum charles berapakah besar suhu ban saat mobil dioperasikan?
diketahui:
V1 = 3 m3
T1 =
27°C (ubah dalam kelvin)
= 27 + 273
= 300 K
ditanya: Besar suhu ban saat mobil sedang dioperasikan (V2)?
penyelesaian:
Hitung besar suhu dengan menghitung kedalam
persamaan rumus.
T2 = (T1/V1) × V2
=
(300/3) × 3,15
= 315 K
Ubah lagi kedalam celcius
T2 = 315 – 273
= 42°C
Jadi besar suhu ban saat sedang dioperasikan sebesa 42°C.
2. Sebuah balon dalam kondisi dingin pada temperatur 25°C diisi
dengan gas Helium sebanyak 2 m3, kemudian balon itu diterbangkan.
Hitunglah berapa volume gas pada balon saat terbang apabila terjadi kenaikan
temperatur udara menjadi 40°C!
diketahui:
V1 = 2 m3
T1 =
25°C (ubah dalam kelvin)
= 25 + 273
= 298 K
T2 = 40°C
= 40 + 273
= 313 k
ditanya: Volume balon udara saat diterbangkan (V2)?
penyelesaian:
Pada permasalahan tersebut kita akan menghitung
volume akhir pada balon saat diterbangkan dan terjadi kenaikan temperatur,
sehingga berdasarkan persamaan hukum charles dapat diselesaikan.
V1/T1 = V2/T2
V2 =
(V1/T1) × T2
= (2/298) ×
313
= 2,1 m3
Jadi besar volume balon udara setelah dibesarkan menjadi sebesar 2,1
m3.
3. Sebuah stasiun pemantauan cuaca menerbangkan balon helium, pada
suhu 300 K saat balon belum diterbangkan diisikan gas helium dengan
volume 50 m3. Kemudian setelah diterbangkan volume balon menjadi 48
m3, hitunglah suhu balon saat terbang!
diketahui:
T1 = 300 K
V1 = 50
m3.
V2 = 48 m3.
ditanya: suhu balon saat diterbangkan (T2)?
penyelesaian:
Hitung suhu balon saat terbang dengan menghitung
menggunakan persamaan charles.
T2 = (T1/V1) × V2
=
(300/50) × 48
= 288 K
Jadi besar suhu balon saat kondisi terbang sebesar 288 K.
Semoga bermanfaat.