Laboratorium Fisika ( Hukum Boyle )

HUKUM BOYLE
I. TUJUAN
Menemukan hubungan antara volume dan tekanan pada suhu konstan
II. ALAT DAN BAHAN
1. Bekas penyuntik tinta (Tabung berpiston)
2. Set alat manometer pipa U
3. Jangka sorong
4. Mistar
5. Barometer
III. DASAR TEORI
Jika pada suhu gas dijaga tetap, perhatikan gambar dibawah ini :



l1 l2 l3



Misalkan volume dan tekanan mula-mula V1 dan P1. Piston digerakkan kebawah menjadi ½ V1, ternyata tekanan gas bertambah menjadi 2P1 dan jika piston digerakkan lagi ke bawah sehingga volume menjadi ¼ V1 maka takanannya menjadi 4P1, begitu seterusnya. Dari hasil ini diperoleh kesimpulan bahwa :
“ Dalam sebuah sistem yang tertutup dan bersuhu tetap, besar tekanan gas akan berbanding terbalik dengan besar volumenya
Secara matematik dapat dinyatakan :
P ~ 1/V

PV = Konstan atau P1V1=P2V2=…=PnVn

Dengan :
P1 = Tekanan mutlak mula-mula gas dalam ruang
P2 = Tekanan mutlak akhir dalam ruang
V1 = Volume mula-mula gas dalam ruang
V2 = Volume akhir dari dalam ruang
Dalam persamaan gas ideal, selai suhu mutlak maka tekanan juga dinyatakan dalam tekanan mutlak. Adapun persamaan tekanan pada keadaan gas ideal adalah sebagai berikut :
P = PA + PG
Dengan :
P = Tekanan Mutlak,satuannya pascal (Pa)
PA = Tekanan Atmosfer atau tekanan udara luar sebesar 76 cmHg(101 kPa)
Po = Tekanan Ukur, satuannya Pa atau N/m2

IV. PROSEDUR KERJA
1. Menyusun alat seperti gambar dibawah ini









2. Menarik piston pada ujung atas sehingga volume tabung maksimum, dan mengamati selisih kolom raksa pada pipa U
3. Menekan piston sampai posisi piston setengah panjang tabung dan mengamati selisih kolom raksa pada pipa U
4. Mengulangi langkah 3 untuk posisi piston ¼ dan 1/8 panjang tabung

V. HASIL PENGAMATAN



No Panjang tabung
Lx10-2 (m) Tinggi kolom hx10-2 (m)
Jari-jari tabung r(m)x10-2


1
2
3
4

2,0
1,0
0,5
0,2

4,0
5,0
5,0
2,0
1,36
1,41
1,41
1,36


Po = 1023 mBar = 1,02300.105 N/m2
Nst jangka sorong = 0,05 mm
Nst Mistar = 0,1 cm



VI. ANALISA DATA
A. Perhitungan Umum
 Volume Udara (Volume Tabung)

V = A . l dimana A = πr2




































 Tekanan Udara
P = Po + ρgh
Dimana Po = 102300 N/m2
ρ = 13600 kg/m3
g = 9,8 m/s2
1.
2.
3.
4.

• Hasil kali volume dan tekanan pada setiap keadaan

1.
2.
3.
4.














VII. PEMBAHASAN
Pada percobaan ini kita diharapkan dapat menemukan hubungan antara volume dan tekanan pada suhu yang konstan dengan menerapkan Hukum Boyle. Tekanan diperoleh dengan mengukur ketinggia raksa (h) ketika piston ditekan dan nilai h dimasukkan kedalam persamaan P = Po + ρgh, sedangkan volume diperoleh melalui pengukuran diameter tabung dan tinggi tabung (l) pada setiap keadaan dan volume dapat dihitung dengan menggunakan persamaan V = A.l. Dari hasil analisa data dan grafik hubungan P-V, maka di peroleh bahwa besar tekanan pada sistem tertutup dalam hal ini berupa tabung berpiston, akan berbanding terbalik dengan besar volumenya, dimana jika volume diperkecil maka tekanannya semakin besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Hukum Boyle. Pada prinsipnya hukum Boyle menyatakan, jika piston digerakkan ke bawah menjadi ½ V1, ternyata tekanan gas bertambah menjadi 2P1 dan jika piston digerakkan lagi kebawah sehingga volumenya menjadi ¼ V1 maka tekanannya menjadi 4P1.
Berdasarkan hasil percobaan dan dilanjutkan dengan analisa data, dapat disimpulkan bahwa jika volumenya dijadikan setengah dari volume mula-mula maka tekanannya menjadi 2 kali tekanan semula dan ini berarti pernyataan Hukum Boyle dapat di buktikan melalui percobaan ini. Adapun data hasil percobaan yang menunjukkan hubungan volume dan tekanan pada suhu yang konstan adalah sebagai berikut :
No P x 105 (N/m2) V x 10-6(m3) PV
1.
2.
3.
4. 1,07631
2,12595
3,25559
4,30524 11,66
6,28
3,14
1,45 1,255
1,36
1,02
0,62

Dari data hasil kali perkalian antara volume dan tekanan, seharusnya diperoleh nilai yang sama untuk setiap keadaan, namun kenyataanya terjadi penyimpangan nilai, walaupun hanya berkisar antara 0,02 - 0,4. Penyimpangan data tersebut mungkin disebabkan oleh keterbatasan alat yang digunakan karena alat tersebut merupakan hasil rancangan sendiri yang masih banyak memiliki kekurangan.

VIII. KESIMPULAN
• Berdasarkan hasil percobaan untuk menemukan hubungan anatara volume dan tekanan pada suhu konstan, maka dapat disimpulkan bahwa besar tekanan akan berbanding terbalik dengan volumenya.
• Dan secara matematis dapat dituliskan :
PV = Konstan atau P1V1=P2V2=…=PnVn