Kalkulator Hukum Boyle: P₁V₁ = P₂V₂
Hukum Boyle menyatakan bahawa pada suhu dan jumlah gas yang tetap, tekanan gas adalah berkadar songsang dengan isipadunya. Apabila tekanan meningkat dua kali, isipadu berkurang separuh, dan sebaliknya. Formula: P₁V₁ = P₂V₂.
Apakah Hukum Boyle?
Hukum Boyle ialah satu daripada hukum gas yang paling asas dalam kimia dan fizik. Dikemukakan oleh Robert Boyle pada tahun 1662, hukum ini menerangkan hubungan antara tekanan dan isipadu gas apabila suhu dan jumlah gas dikekalkan malar.
Secara ringkas: apabila tekanan meningkat, isipadu berkurang, dan sebaliknya.
Formula Hukum Boyle
P₁V₁ = P₂V₂
Di mana:
- P₁ = Tekanan awal (atm, Pa, atau unit tekanan lain)
- V₁ = Isipadu awal (liter, mL, atau unit isipadu lain)
- P₂ = Tekanan akhir
- V₂ = Isipadu akhir (yang ingin dicari)
Untuk mencari V₂: V₂ = (P₁ × V₁) ÷ P₂
Contoh Pengiraan
Soalan: Gas pada tekanan 1 atm mempunyai isipadu 10 L. Jika tekanan ditingkatkan kepada 2 atm pada suhu yang sama, berapakah isipadu barunya?
Penyelesaian: V₂ = (P₁ × V₁) ÷ P₂ V₂ = (1 × 10) ÷ 2 V₂ = 5 L
Isipadu berkurang separuh apabila tekanan berganda, ini adalah hubungan songsang yang menjadi asas Hukum Boyle.
Aplikasi dalam Kehidupan Seharian
- Menyelam scuba: Paru-paru penyelam dimampatkan apabila menyelam lebih dalam kerana tekanan air meningkat. Ini sebab penyelam perlu naik secara perlahan-lahan untuk mengelak penyakit dekompresasi.
- Jarum suntikan: Apabila picagari ditarik, tekanan dalam silinder berkurang dan isipadu meningkat, menyedut cecair masuk.
- Pernafasan: Diafragma berkontraksi, meningkatkan isipadu paru-paru dan mengurangkan tekanan, menyebabkan udara masuk.
Hubungan dengan Hukum Gas Lain
Hukum Boyle adalah sebahagian daripada Hukum Gas Gabungan (Combined Gas Law): (P₁V₁)/T₁ = (P₂V₂)/T₂. Apabila suhu (T) dikekalkan malar, formula ini menjadi Hukum Boyle.
| P₁ (atm) | V₁ (L) | P₂ (atm) | V₂ (L) |
|---|---|---|---|
| 1 | 10 | 2 | 5 |
| 1 | 10 | 5 | 2 |
| 2 | 5 | 1 | 10 |
| 1 | 20 | 4 | 5 |
| 3 | 6 | 1 | 18 |
| 0.5 | 8 | 2 | 2 |
| 1 | 100 | 10 | 10 |
Soalan Lazim
A Hukum Boyle menyatakan bahawa pada suhu dan jumlah gas yang tetap, tekanan gas adalah berkadar songsang dengan isipadunya. Apabila tekanan meningkat dua kali, isipadu berkurang separuh, dan sebaliknya. Formula: P₁V₁ = P₂V₂.
A Hukum Boyle ditemui oleh Robert Boyle, seorang ahli kimia dan fizikawan Ireland-British, pada tahun 1662. Beliau mendapati hubungan songsang antara tekanan dan isipadu gas melalui eksperimen menggunakan tiub berbentuk-J.
A Hukum Boyle digunakan dalam banyak aplikasi: menyelam scuba (tekanan air meningkat dengan kedalaman), pam basikal, pernafasan manusia (paru-paru mengembang untuk mengurangkan tekanan supaya udara masuk), dan industri pembuatan.
A Hukum Boyle hanya berlaku untuk gas unggul (ideal gas) pada suhu malar. Ia tidak tepat untuk tekanan yang sangat tinggi atau suhu yang sangat rendah, di mana gas nyata menyimpang daripada tingkah laku gas unggul.