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.
 |
| Hukum Charles |
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”.
Baca juga: Rumus Hukum Coulomb dan Contoh Soal
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.
Baca juga: Pengertian, Rumus dan Contoh Soal Pembagi Arus
Semoga bermanfaat.