Dalam kehidupan sehari-hari, tanpa sadar kita biasanya sering menggunakan penerapan Hukum Gay-Lussac. Hukum Gay-Lussac adalah salah satu dari dua hukum yang ditemukan oleh Joseph Louis Gay-Lussac.
Gay-Lussac punya Hukum Perbandingan Volume dan juga Hukum Tekanan-Temperatur atau yang lebih dikenal dengan nama Hukum Gay-Lussac. Lalu sebenarnya, apa itu Hukum Gay-Lussac? Mari simak penjelasan, bunyi, dan contoh soal-soalnya berikut ini!
Profil Joseph Louis Gay-Lussac
Joseph Louis Gay-Lussac adalah seorang ilmuan asal Prancis yang lahir pada 6 Desember 1778 dan meninggal pada 9 Mei 1850. Ia dikenal sebagai penemu bahwa air terdiri dari dua bagian Hidrogen dan satu bagian Oksigen bersama Alexander von Humboldt, selain juga dua hukum tentang gas, salah satunya Hukum Gay-Lussac.
Berkat sumbangsihnya jadi salah satu ilmuwan terdepan asal Prancis, namanya jadi satu dari 72 nama yang diukir di Menara Eiffel saat ini. Seorang ateis, Gay-Lussac bersekolah di Politeknik Ecole mulai 1798 sampai menjadi profesor kimia dan fisika di sekolah tersebut.
Pada tahun 1802, ia mulai merumuskan Hukum Gay-Lussac yang mengatakan bahwa seluruh gas yang mengalami peningkatan suhu akan memiliki volume yang sama pula. Dua tahun berselang, ia dan Jean-Baptiste Biot membuat balon udara hidrogen dan terbang hingga 7,016 meter untuk menginvestigasi atmosfer bumi. Ia mengumpulkan sampel udara di ketinggian berbeda untuk mencatat perbedaan temperatur dan kelembaban.
Ia kemudian menemukan Hukum Perbandingan Volume pada tahun 1808 dan menjadi satu dari dua hukum yang ia temukan seputar gas. Gay-Lussac menikahi Genevieve-Marie-Joseph Rojot pada 1809 dan punya lima anak, termasuk anak tertuanya, Jules, yang mengikuti jejak sang ayah sebagai peneliti.
Kini, namanya juga diabadikan sebagai nama jalan dan hotel di dekat Sorbonne, Paris, dekat dengan tempat kelahirannya di Saint-Leonard-de-Noblat.
Bunyi Hukum Gay-Lussac
Antara tahun 1800 dan 1802, Gay-Lussac menemukan hubungan antara tekanan dan suhu suatu gas yang punya volume tetap. Ia menemukan hubungan ini saat sedang membuat termometer udara. Lalu bagaimana bunyi Hukum Gay-Lussac ini?
Hukum Gay-Lussac berbunyi, “Tekanan suatu gas akan berbanding lurus dengan suhu absolutnya pada keadaan volume yang konstan”.
Artinya, jika suhu gas meningkat, maka tekanannya juga akan meningkat jika massa dan volume gas tersebut tetap konstan tak berubah. Hukum ini kemudian bisa dijelaskan dengan sebuah rumus matematika sederhana.
Rumus Hukum Gay-Lussac dan Hukum Gas Ideal
Hukum Gay-Lussac akan lebih mudah jika suhu diukur dengan skala absolut seperti kelvin.
Secara matematis, Hukum Gay-Lussac bisa dituliskan berikut ini:
P = kT
dengan P adalah tekanan gas, T adalah suhu gas (dalam kelvin), dan k bilangan konstan atau tetap.
Kini, hukum ini biasanya digabungkan dengan Hukum Boyle, Hukum Charles, dan Hukum Avogadro menjadi Hukum Gas Ideal.
Secara matematis, Hukum Gas Ideal bisa ditulis sebagai berikut:
PV = nRT
dengan P adalah tekanan gas, V adalah volume gas, n adalah banyaknya substansi, R adalah bilangan konstan gas, dan T merupakan suhu atau temperatur gas (dalam kelvin)
Penerapan Hukum Gay-Lussac pada Kehidupan Sehari-Hari
Ada banyak penerapan Hukum Gay-Lussac dalam kehidupan sehari-hari. Saat memasak menggunakan rice-cooker, kita juga menggunakan penerapan hukum ini. Saat memasak nasi, suhu di dalam rice-cooker akan mengalami peningkatan, yang berbanding lurus dengan tekanan gas di dalamnya.
Hukum ini juga digunakan dalam kaleng soda. Jumlah gas yang larut dalam minuman bersoda akan berbanding lurus dengan tekanan gas terhadap cairan minuman tersebut di dalamnya. Lalu ada botol atau kaleng aerosol. Jika dibakar atau dilempar ke dalam api, tekanan gas di dalamnya akan meningkat, membuatnya jadi meledak.
Baca juga: Pengertian Molekul Senyawa, Atom, dan Penerapannya
Contoh Soal Hukum Gay-Lussac dan Pembahasan
Soal-soal tentang hukum ini biasanya sudah ditemui sejak jenjang SMA atau sederajat di Indonesia.
Soal-soal ini juga biasanya muncul dalam ujian seleksi masuk perguruan tinggi di Indonesia.
Berikut ini adalah contoh soal Hukum Gay-Lussac dan pembahasannya:
- Tekanan awal sebuah gas adalah P, suhu awalnya T. Kemudian terjadi perubahan tekanan gas tersebut menjadi 6P. Berapa suhu gas sekarang?
Soal ini bisa diselesaikan dengan mudah menggunakan rumus Hukum Gay-Lussac dengan mengganti k menjadi keadaan gas setelah mengalami perubahan tekanan.
Artinya, bisa diselesaikan dengan rumus P1/T1=P2/T2
Angka-angka yang ada pada soal bisa dimasukkan ke dalam rumus ini sehingga menemukan jawaban T2.
P1/T1=P2/T2
P/T=6P/T2
T2=6P.T / P
T2=6T
Dari penyelesaian soal tersebut, kini diketahui bahwa suhu gas tersebut menjadi 6T setelah mengalami perubahan tekanan menjadi 6P.
- Suatu gas dengan volume konstan punya tekanan awal 2atm dan tekanan akhirnya 4atm. Suhu akhir gas adalah 30 derajat celcius, berapa suhu awal gas tersebut.
Soal ini juga bisa diselesaikan dengan rumus P1/T1=P2/T2
Akan tetapi, sebelum itu suhu harus diubah terlebih dahulu dari celcius menjadi kelvin sebagai hitungan standar untuk gas.
Angka-angka kemudian bisa dimasukkan ke dalam rumus untuk bisa mendapatkan jawaban suhu awal gas.
30 derajat celcius = (30+273) K = 303 kelvin
P1/T1=P2/T2
2atm / T1 = 4 atm / 303K
T1 = 2atm. 303K / 4 atm
T1 = 151,5K
T1 = (151,5-273) derajat celcius = -121,5 derajat celcius
Dari penyelesaian ini, bisa diketahui bahwa suhu awal gas tersebut adalah -121,5 derajat celcius.
- Suatu gas memiliki suhu awal 27 derajat celcius dan punya suhu akhir 87 derajat celcius setelah mengalami perubahan tekanan menjadi 6 atm. Berapa tekanan awal gas tersebut?
Soal ini juga bisa diselesaikan dengan rumus P1/T1=P2/T2
Akan tetapi, sebelum itu suhu harus diubah terlebih dahulu dari celcius menjadi kelvin sebagai hitungan standar untuk gas.
Angka-angka kemudian bisa dimasukkan ke dalam rumus untuk bisa mendapatkan jawaban suhu awal gas.
27 derajat celcius = 300 kelvin
87 derajat celcius = 360 kelvin
P1/T1=P2/T2
P1 / 300K = 6 atm / 360K
P1 = 6 atm. 300K / 360K
P1 = 5 atm
Dari penyelesaian ini, bisa diketahui bahwa tekanan awal gas tersebut 5 atm.
Itu merupakan beberapa contoh soal, penyelesaian, dan pembahasan dari Hukum Gay-Lussac, semoga membantu!
Demikian penjelasan mengenai hukum Gay Lussac yang akan lebih dalam dipelajari di mata pelajaran fisika. Di Sampoerna Academy mengadopsi metode berbasis STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Math) yang diterapkan di Amerika. Metode ini membantu mempersiapkan siswa dengan landasan global dan kualifikasi akademik yang diakui secara internasional.
Lingkungan kami diciptakan untuk mendorong budaya inovasi dan kolaborasi. Selain itu, integrasi komunikasi, kecakapan atas berbagai macam bahasa, dan kolaborasi dalam kerja tim membuat kami berbeda dari kebanyakan sekolah lain di Asia Tenggara.
Referensi
