Pemuaian Volume Gas pada Tekanan Tetap

Pada umunya ketika benda padat dan benda cair jika dipanaskan atau diberikan sejumlah kalor, maka volume zat tersebut akan memuai. Persamaan untuk pemuaian volume pada zat padat akan sama seperti pemuaian volume pada zat cair. Bagaimana dengan pemuaian volume pada gas?

 Sama seperti zat padat dan cair, begitu juga gas jika dipanaskan volumenya akan memuai. Selain mengalami pemuaian volume, gas juga mengalami pemuaian tekanan. Berdasarkan hasil percobaan Jacques Charles pada tahun 1787 menunjukan bahwa semua gas memuai dengan koefesien muai yang sama yakni sebesar 1/273°C. Dengan demikian pada pemuaian gas terdapat beberapa persamaan, sesuai dengan proses pemanasannya. Pada kesempatan ini Materi Mafia Online akan memabahas tentang pemuaian volume pada gas dengan tekanan tetap (isobarik). Untuk membuktikan bahwa pada gas juga mengalami pemuaian volume dapat dilakukan dengan eksperimen sederhana seperti gambar di bawah ini.

Perhatikan gambar A. Sebuah tabung kaleng, tutupnya diberi pipa kecil yang ujungnya dipasangi balon kempes. Kemudian tabung tersebut dipanaskan dengan menggunakan bunsen, sehingga suhu gas di dalam tabung akan naik. Pada keadaan ini partikel-partikel gas akan bergerak saling berdesakan kesegala arah dan masuk ke dalam balon melalui pipa sehingga balon mengembang (membesar) seperti Gambar B. Percobaan tersebut membuktikan bahwa terjadi pemuaian gas di dalam tabung pada tekanan tetap (tekanan di dalam tabung kaleng sama dengan tekanan di luar tabung kaleng) jika suhunya dinaikan. Menurut Hukum Charles menyatakan bahwa jika tekanan gas tetap, volume gas berbanding lurus dengan suhunya. Secara matematis ditulis:

V = CT

V/T = C

V₁/T₁ = V₂/T₂

dengan:

V₁ = volume awal (m³)

V₂ = volume setelah pemanasan (m³)

T₁ = suhu awal (K)

T₂ = suhu setelah pemanasan (K)

Untuk memantapkan pemahaman Anda tentang pemuaian volume gas pada tekanan tetap, silahkan simak dan pahami contoh soal di bawah ini.

Contoh Soal 1

Gas dalam ruang tertutup sebanyak 5 L, suhunya diubah menjadi dua kali semula pada tekanan yang sama. Tentukan  volume akhir gas tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

V₁ = 5 L

T₂ = 2T₁

Ditanyakan: V₂ = ?

Jawab:

V₁/T₁ = V₂/T₂

5L/T₁ = V₂/2T₁

V₂ = 2 x 5L

V₂ = 10L

Contoh Soal 2

Gas dalam ruang tertutup bersuhu 27°C dengan volume 5 L, kemudian volumenya menjadi 5,5 L setelah suhunya dinaikan dalam tekanan yang tetap. Tentukan suhu akhir gas tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui:

T₁ = 27°C = 300 K

V₁ = 5L

V₂ = 5,5L

Ditanyakan: T = ?

Jawab:

V₁/T₁ = V₂/T₂

5L/300 K = 5,5L/T₂

T₂ = 5,5 x 300 K/5

T₂ = 330 K

T₂ = 57°C

Nah demikian materi tentang pemuaian volume gas pada tekanan tetap, jika ada permasalahan atau kendala dalam memahami materi ini, silahkan tanyakan pada kolom kometar. Kita pasti bisa.