Rumus Pemuaian Zat Gas Beserta Contoh Soalnya – Gas adalah salah zat dasar paling mudah ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya saja udara, uap, asap atau partikel lain yang mengambang. Nah, pertanyaanya apakah ada cara menghitung pemuaian gas tersebut? tentu saja bisa. Pada dasarnya rumus pemuaian zat gas mulai diberikan pada siswa sejak SMA. Kalian dapat menemukan pembahasan mendetail beserta dengan teorinya pada mapel fisika.
Pengertian pemuaian dalam ilmu Fisika sendiri adalah pertambahan ukuran pada benda karena adanya suhu yang naik. Dalam proses pemuaian sendiri terdapat beberapa poin penting seperti kenaikan suhu, pertambahan ukuran, dan sifat zat atau bendanya. Maka dari itu terjadinya pemuaian ini diidentifikasikan dengan adanya pertambahan ukuran. Masalahnya tak semua siswa tau rumus pemuaian zat gas sehingga mereka kesulitan saat mengerjakan contoh soal pemuaian gas.
Selain pemuaian, adapula penyusutan yang merupakan proses pengurangan ukuran. Pertambahan ukuran atau pemuaian dapat dialami oleh semua benda, baik benda gas, padat maupun cair. Akan tetapi masing masing benda memiliki cara pemuaian yang berbeda beda. Seperti halnya rumus pemuaian zat gas dan cara menyelesaikan contoh soal pemuaian zat gas tersebut. Seperti yang telah kita ketahui bahwa penyebab utama terjadinya pemuaian tersebut ialah adanya suhu yang naik.
Rumus Pemuaian Zat Gas Beserta Contoh Soalnya
Naiknya suhu memang dapat menyebabkan pertambahan ukuran atau pemuaian. Ketika panas dari luar diperoleh oleh benda maka gerak partikel molekul yang dibentuk akan membuat semakin cepat sehingga ruang yang dibutuhkan lebih besar. Pada akhirnya akan membuat pertambahan ukuran pada bendanya. Lalu bagaimana pemuaian pada zat gas dapat terjadi? Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang rumus pemuaian zat gas beserta contoh soal pemuaian zat gas.
Pemuaian memang dapat terjadi pada zat gas, zat padat dan zat cair. Namun untuk zat gas dan cair tersebut memang tidak memiliki bentuk tetap sehingga menyebabkan terjadinya pemuaian volume. Kita dapat menggunakan sifat muai gas untuk membuat termometer gas. Penggunaan termometer gas tersebut biasanya untuk pengukuran suhu rendah seperti dalam laboratorium. Apabila dalam ruang dimasukkan reservoir gas, maka suhu di dalamnya akan lebih tinggi dibandingkan kondisi awanya. Untuk itu di dalam pipa U terdapat desakan raksa dam pemuaian gas tersebut.
Baca juga : Materi Besaran dan Satuan Pada Pengukuran Fisika
Di lain sisi, kalian juga bisa menghitungnya dengan memasukan rumus pemuaian zat gas dengan benar. Apabila terjadi pemanasan gas, maka pemuaian volume akan terjadi dan bahkan pemuaian tekanannya juga ikut terjadi. Maka dari itu berdasarkan proses pemanasannya akan menimbulkan beberapa persamaan dalam materi pemuaian zat gas. Berikut penjelasan mengenai rumus pemuaian gas dan contoh soal pemuaian zat gas yaitu meliputi:
Pemuaian Volume pada Tekanan Tetap (Isobarik)
Pemuaian zat gas yang pertama terjadi pada tekanan tetap atau isobarik. Ada banyak sekali contoh soal pemuaian gas yang mengusung konsep Isobarik. Ironisnya, tak sedikit siswa justru kesulitan mengerjakan soal itu karena tak tau rumus pemuaian zat gas pada tekanan tetap. Pemuaian volume tersebut dapat dijelaskan pada gambar seperti di bawah ini:
Dalam gambar (a) di atas kita dapat melihat gas yang bebas bergerak dalam ruang tertutup dengan tutup. Kemudian pada gambar (b) terlihat pemanasan gas pada ruang tertutup sehingga menyebabkan pemuaian volume gasnya sebanding dengan suhu mutlak dari gas itu sendiri. Maka dari itu volume gas pada tekanan tetap sebanding dengan suhu mutlak dari gas tersebut. Hal ini merupakan pernyataan dari hukuk Gay Lussac. Di bawah ini terdapat rumus pemuaian zat gas pada tekanan tetap secara matematik yaitu:
V ~ T
V / T = Tetap atau V₁ / T₁ = V₂ / T₂
Pemuaian Tekanan Gas pada Volume Tetap (Isokhorik)
Materi pemuaian zat gas selanjutnya terjadi pada volume tetap atau isokhorik. Pemuaian volume tersebut dapat dijelaskan pada gambar seperti di bawah ini:
Baca juga : Contoh Soal Gelombang Mekanik Beserta Pembahasan
Pada gambar di atas terdapat pemanasan gas dalam ruang tertutup yang rapat. Apabila akan dilakukan pemanasan terus, maka ledakan dapat terjadi. Hal ini dikarenakan adanya pemuaian tekanan gas dalam ruang tertutup selama proses pemanasan. Untuk itulah kenaikan suhu gasnya sebanding dengan pemuaian tekanan pada gas tersebut. Jadi suhu mutlak gas sebanding dengan volume tetap tekanan gas seperti pada pernyataan Gay Lussac. Di bawah ini terdapat rumus pemuaian zat gas secara matematik yaitu:
P ~ T
P / T = Tetap atau P₁ / T₁ = P₂ / T₂
Pemuaian Volume Gas pada Suhu Tetap (Isotermis)
Materi pemuaian zat gas selanjutnya terjadi pada suhu tetap atau isotermis. Mayoritas contoh soal pemuaian gas akan berfokus pada sifat Isotermis ini. Maka dari itu, dalam sesi ini saya ingin memberi penekanan pentingnya menghafal rumus pada suhu tetap. Pemuaian volume tersebut dapat dijelaskan pada gambar seperti di bawah ini:
Dalam gambar (a) di atas kita dapat melihat gas yang bebas bergerak dalam ruang tertutup dengan tutup. Kemudian pada gambar (b) terlihat volume gas diperkecil dengan suhu gas tetap dalam tabung dengan cara menggerakkan tutup tabung secara perlahan sehingga dalam tabung tersebut terdapat tekanan gas yang bertambah besar serta tekanan gas akan mengecil dalam tabung apabila volume gasnya diperbesar. Maka dari itu tekanan gasnya berbanding terbalik dengan volume gas pada suhu tetap. Hal ini tercantum dalam pernyataan hukum Boyle. Hukum Boyle ini pernah diterapkan dalam bentuk pompa sepeda. Untuk itu di bawah ini terdapat rumus pemuaian zat gas menurut hukum Boyle yaitu:
PV = tetap atau P₁V₁ = P₂V₂
Apabila dalam pemuaian gas terjadi perubahan suhu, perubahan tekanan dan perubahan volume, maka berdasarkan hukum Boyle Gay Lussac terdapat persamaan yang digunakan seperti di bawah ini:
PV / T = tetap atau P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂
Contoh Soal Pemuaian Zat Gas
Setelah menjelaskan tentang rumus pemuaian zat gas di atas. Selanjutnya saya akan membagikan contoh soal pemuaian gas terkait rumus tersebut. Berikut contoh soal dan pembahasannya yaitu:
Dalam ruang tertutup terdapat gas dengan tekanan 1 cmHg. Apabila dalam suhu tetap terdapat tekanan pada gas tersebut hingga volumenya menjadi ½ volume awal. Maka tentukan terjadinya tekanan gas tersebut?
Pembahasan.
Diketahui : P1 = 1 atm; V2 = ½V1
Ditanyakan : P2 = …?
Jawab :
Contoh soal pemuaian zat gas ini dapat diselesaikan dengan rumus seperti berikut:
P1V1 = P2V2
1V1 = P2(½V1)
V1 = ½V1P2
P2 = 2 atm
Jadi tekanan gas yang terjadi itu memiliki besar 2 atm.
Sekian penjelasan mengenai rumus pemuaian zat gas beserta contoh soal pemuaian zat gas. Dalam materi pemuaian zat gas ini terdapat beberapa jenis rumus berdasarkan tekanan tetap (isobarik), volume tetap (isokhorik) dan suhu tetap (isotermis). Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah berkunjung di blog ini.
