p6 - hukum gas ideal - labdasar dan sentral UNAND

MEKANIKA, FLUIDA, PANAS DAN OPTIK
P6 - HUKUM GAS IDEAL
TUJUAN
1. Mempelajari hukum gas ideal
2. Menentukan hubungan antara tekanan dan suhu pada gas ideal
I. LANDASAN TEORI
Hukum-hukum gas Boyle, Charles dan Gay-Lussac diperoleh dari suatu teknik, yaitu menjaga satu atau
lebih variabel tetap konstan untuk melihat akibat dari perubahan satu variabel saja. Hukum-hukum ini dapat
digabungkan menjadi satu hubungan yang lebih umum antara tekanan, volume dan suhu dari gas ideal dengan
jumlah tertentu.
∝
(1)
Hubungan ini menunjukkan bagaimana besaran P tekanan [N/m2], V volume [m3] dan T suhu [K] akan
berubah ketika yang lainnya berubah.
Hukum Gas Boyle, Charles dan Gay-Lussac sebenarnya hanya merupakan pendekatan untuk gas ideal,
sepanjang tekanan dan massa jenis (kerapatan) gas tidak terlalu tinggi dan gas tidak mengalami kondensasi.
Jika dipanaskan, gas akan berekspansi. Akibat dari ekspansi ini, tekanan gas akan meningkat pada volume
yang sama, yang sesuai dengan Hukum Gay-Lussac :
=
(2)
Maka dari sistem percobaan ini besarnya tekanan gas adalah :
=
+
(3)
Berdasarkan Hukum Archimedes, diperoleh tekanan air pada tabung pipa U sebesar :
dengan
=
ℎ
(4)
adalah massa jenis air [cm3/g], g percepatan gravitasi [m/s2] dan h perbedaan tinggi kolam air [cm].
II. PROSEDUR KERJA
II.1 Alat dan Bahan
1. Bejana pemanas
2. Tabung Erlenmeyer 500 ml
3. Pipa U dengan penggaris
4. Termometer
Laboratorium Fisika Dasar - UNAND
5. Selang
6. Batang statip dan penjepit
7. Kompor listrik
39
MEKANIKA, FLUIDA, PANAS DAN OPTIK
II.2 Cara Kerja
1. Susunlah peralatan seperti Gambar 1.
Gambar 1 : Susunan peralatan percobaan hukum gas ideal
2. Masukkan tabung Erlenmeyer ke dalam bejana pemanas, isi bejana pemanas dengan air hingga
setengahnya.
3. Hubungkan tabung Erlenmeyer dengan pipa U menggunakan selang. Dinginkan air di dalam
tabung pemanas dengan menggunakan es batu hingga suhu mencapai 20 0C.
4. Catat ketinggian awal kolom kiri (h10) dan kolom kanan (h20) pada pipa U, pada suhu 20 0C.
5. Panaskan air di dalam bejana pemanas dengan menyalakan kompor listrik pada daya 300 Watt
(saat percobaan, atur pemanasan dengan cara menyalakan / mematikan daya listrik kompor).
6. Untuk kenaikkan suhu sebesar 1 0C, atur ketinggian air pada kolom pipa U sebelah kiri (h1)
dengan cara mengatur selang pada pipa U bagian bawah sehingga sama dengan ketinggian awal
(h10).
7. Catat ketinggian pipa U sebelah kanan.
8. Teruskan pemanasan hingga air pada pipa U sebelah kanan (h2) tidak dapat terbaca pada skala
penggaris.
9. Matikan kompor listrik.
PERTANYAAN
1. Jelaskan bunyi Hukum Boyle, Hukum Charles dan Hukum Gay-Lussac tentang gas!
2. Berapa besar kenaikan kerapatan udara bila dipampatkan hingga setengahnya?
3. Apa yang terjadi pada tekanan udara di dalam sebuah balon bila ditekan menjadi setengahnya pada
suhu yang sama?
4. Apakah yang dimaksud dengan gas ideal?
5. Apakah yang menyebabkan tekanan atmosfir?
6. Mengapa gas dan air disebut fluida?
7. Apakah satuan SI untuk tekanan udara?
EVALUASI
1.
2.
3.
4.
Buatlah grafik hubungan tekanan P terhadap suhu T!
Hitung gradient dari hasil grafik tersebut, apakah makna dari gradient tersebut!
Apakah yang akan terjadi jika air di dalam tabung pipa U diganti dengan air raksa?
Buatlah analisis dan beri kesimpulan dari hasil percobaan ini!
Laboratorium Fisika Dasar - UNAND
40