Friday, May 5, 2017
B A B I
P
E N D A H U L U A N
I.1
Latar Belakang
Gas terdiri atas molekul-molekul yang bergerak menurut
jalan-jalan lurus ke segala arah, dengan kecepatan yang sangat tinggi.
Molekul-molekul gas ini selalu bertumbukan dengan molekul yang lain dengan dinding
bejana. Tumbukan terhadap dinding bejana ini menyebabkan adanya tekanan.Volume
dari molekul-molekul sangatlah kecil bila dibandingkan dengan volume yang
teramati oleh gas tersebut sehingga sebenarnya banyak ruangan kososng antara
molekul yang menyebabkan gas mempunyai rapat yang kecil daripada zat cair
maupun zat padat. Hal ini menyebabkan gas bersifat kompresibel.
I.2
Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari hubungan
tekanan dan volume gas terhadap suhu yang konstan.
I.3
Permasalahan
Permasalahan yang
dihadapi pada percobaan ini, yaitu bagaimana perbandingan perubahan tekanan
yang terjadi pada (2) persamaan yang ada. Dan bagaimana juga hubungan antara
perubaan tekanan dengan perubahan volume.
I.4
Sistematika Laporan
Dalam
laporan ini disusun dengan menggunakan sistematika sebagai berikut : Pertama
adalah Bab I yang merupakan pendahuluan
yang terdiri atas atas belakang percobaan , Tujuan dilakukan percobaan dan
Permasalahan yang dihadapi dalam percobaan ini serta Sitematika laporan ini.
Bab II berisi dasar teori dari percobaan yang dilakukan. Bab III, berisi
peralatan yang digunakan dan cara kerja percobaan ini(metode percobaan). Bab IV
, merupakan analisa data dan pembahasan dari hasil percobaan yang telah dilakukan. Bab V, merupakan
kesimpulan akhir dari percobaan yang telah dilakukan.
BAB
II
DASAR
TEORI
Robert Boyle
menyatakan tentang sifat gas bahwa massa
gas (jumlah mol) dan temperatur
suatu gas dijaga konstan, sementara volume gas diubah ternyata tekanan yang
dikeluarkan gas juga berubah sedemikian hingga perkalian antara tekanan (P) dan
volume (V) , selalu mendekati konstan. Dengan demikian suatu kondisi bahwa gas
tersebut adalah gas sempurna (ideal).
Kemudian hukum ini
dikenal dengan Hukum Boyle dengan persamaan :
RUMUS :
P1V1 = selalu konstan
Atau , jika P1
dan V1 adalah tekanan awal dan volume awal,sedangkan P2
dan V2 adalah tekanan dan volume akhir, maka :
RUMUS :
P1.V1 = P2.V2
= konstan
Dengan gabungan dari hukum Boyle dan Gay Lussac, maka dengan
keadaan massa gas konstan, berlaku :
RUMUS :
=konstan
Dimana P1,V1
dan T1 adalah tekanan, volume dan temperatur pada keadaan awal
dan P2, V2 dan T2 adalah tekanan, volume dan
temperatur pada gas dimana sistem pada keadaan akhir.
Syarat berlakunya hukum Boyle adalah bila gas berada dalam
keadaan ideal (gas sempurna), yaitu gas yang terdiri dari satu atau lebih
atom-atom dan dianggap identik satu sama lain. Setiap molekul tersebut tersebut
bergerak swcara acak, bebas dan merata serta memenuhi persamaan gerak Newton.
Yang dimaksud gas sempurna (ideal) dapat didefinisikan bahwa gas yang
perbangdingannya PV/nT nya dapat idefinisikan sama dengan R pada setiap besar
tekanan. Dengan kata lain, gas sempurna pada tiap besar tekanan bertabiat sama
seperti gas sejati pada tekanan rendah.
Persaman gas sempurna :
P.V
= n.R.T
Keterangan : P :
tekanan gas
V : volume gas
n : jumlah mol gas
T : temperatur mutlak ( Kelvin)
R : konstanta
gas universal
(0,082liter.atm.mol-1.K-1)
Ada beberapa proses yang dapat terjadi pada gas, yaitu:
1.
Proses Isothermis
adalah proses perubahan keadaan gas
pada suhu konstan.
P2
|
||||
|
||||
P1
|
V1 V2
Grafik 1 : Grafik
Isothermis
2.
Proses Isobaris
adalah proses perubahan keadaan gas pada
tekanan konstan.
|
P
V1 V2
Grafik
2 : Grafik Isobarik
3.
Proses Isokhoris
adalah proses
perubahan keadaan gas pada volume konstan.
 |
P1
|
 |
|||
P2 |
V
Grafik
3 : Grafik Isokhoris
4.
Proses Adiabatis
adalah proses
perubahan keadaan gas pada saat tidak ada kalor/panas yang
keluar masuk
sistem.
P2 
P1 |
V1 V2
Garfik
4 : Grafik Adiabatik
BAB
III
PERALATAN
DAN CARA KERJA
III.1 Peralatan
Peralatan
yang akan dipergunakan pada percobaan ini adalah peralatan Hukum Boyle dengan
diameter 8 mm satu set.
III.4 Cara Kerja
Dalam melaksanakan
percobaan ini, diperlukan beberapa langkah agar percobaan ini dapat
dilaksanakan.
1. Merangkai alat untuk
melakukan percobaan seperti pada gambar.1.
2. Mengatur tinggi permukaan
air raksa pada kolom kiri dan kanan sama, kemudian tutup keran sampai rapat.
Mencatat Volume udara pada kolom kiri dan tekanan yang sama dengan udara luar.
3. Mengubah tekanan udara
kolom kiri dengan menaikan kolom kanan.
4. Mencatat volumeudara pada
kolom kiri dan mencatat perbedaan tinggi air raksa pada kolom kanan.
5. Mengulangi serangkaian
percobaan diatas sebanyak 10 kali.
 |
|
||||||||||
 |
|||||||||||
 |
|||||||||||
 |
 |
||||||||||
 |
|||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||
|
 |
 |
|||||||||||||||
 |
|
 |
|||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||
P1 V1 P2 V2 h  |
 |
|
|||||||||||
 |
|
|
|||||||||||
 |
|||||||||||||
 |
|||||||||||||
 |
|||||||||||||
 |
|||||||||||||
Gambar
1 : Gambar Rangkaian Percobaan
BAB
IV
ANALISA
DATA DAN PEMBAHASAN
IV.1 Analisa data
Percobaan untuk menentukan besarnya tekanan gas / udara pada
kolom raksa dengan menggunakan Hukum Boyle dan Paradoks Hidrostatik yakni
tekanan akhir setelah kolom sebelah kanan dinaikkan (P2). Sekaligus
membandingkan hasilnya.
Percobaan I
No
|
V11
(cm3)
|
V21(cm3)
|
Dh
(cm)
|
Dh - Dh
|
(Dh-Dh)2
|
1
|
30
|
44
|
3,2
|
-5,1
|
26,01
|
2
|
30
|
43
|
6,3
|
-2
|
4
|
3
|
30
|
42
|
8,8
|
0,5
|
0,25
|
4
|
30
|
41
|
10,8
|
2,5
|
6,25
|
5
|
30
|
40
|
12,4
|
4,1
|
16,81
|
Dh =
8,3
|
å =
53,32
|
||||
Tabel 1 : Tabel Percobaan
I
Ralat h
untuk percobaan 1 :
Ralat Mutlak = ( å ((Dh-Dh)2 )1/2 =
7,30 = 1,632
( n ( n –1 ) )1/2
4,472
Ralat Nisbi =
Ralat Mutlak X 100 %
= 19,6 %
Dh
Keseksamaan = 100 % - 19,6 % = 80,4 %
Besarnya h1
adalah ( 8,3 + 1,632 ) cm
Percobaan II
No
|
V12
(cm3)
|
V22(cm3)
|
Dh
(cm)
|
Dh -
Dh
|
(Dh-Dh)2
|
1
|
35
|
34
|
3
|
-4,9
|
24,01
|
2
|
35
|
33
|
5
|
-2,9
|
8,41
|
3
|
35
|
32
|
8
|
0,1
|
0,01
|
4
|
35
|
31
|
10
|
2,1
|
4,41
|
5
|
35
|
30
|
13,5
|
5,6
|
31,36
|
Dh =
7,9
|
å =
68,2
|
||||
Tabel 1 :
Tabel Percobaan II
Ralat h
untuk percobaan 2 :
Ralat Mutlak = ( å ((Dh-Dh)2 )1/2 =
8,26 = 1,847
( n ( n –1 ) )1/2
4,472
Ralat Nisbi =
Ralat Mutlak X 100 %
= 23,37 %
Dh
Keseksamaan = 100 % - 23,37 % = 76,63 %
Besarnya h2
adalah ( 7,9 + 1,847 ) cm
Percobaan III
No
|
V13
(cm3)
|
V23(cm3)
|
Dh
(cm)
|
Dh -
Dh
|
(Dh-Dh)2
|
1
|
40
|
39
|
1,5
|
-5,14
|
26,42
|
2
|
40
|
38
|
3,3
|
-3,34
|
11,16
|
3
|
40
|
37
|
7,2
|
0,56
|
0,31
|
4
|
40
|
36
|
9,8
|
3,16
|
9,99
|
5
|
40
|
35
|
11,4
|
4,76
|
22,65
|
Dh =
6,64
|
å =
74,53
|
||||
Tabel 1 :
Tabel Percobaan III
Ralat h
untuk percobaan 3 :
Ralat Mutlak = ( å ((Dh-Dh)2 )1/2 =
8,63 = 1,93
( n ( n –1 ) )1/2
4,472
Ralat Nisbi =
Ralat Mutlak X 100 %
= 29,07 %
Dh
Keseksamaan = 100 %
- 19,6 % = 70,93 %
Besarnya h3
adalah ( 6,64 + 1,93 ) cm
No
|
V21
(cm3)
|
V21-V21
|
(V21-V21)2
|
1
|
44
|
2
|
4
|
2
|
43
|
1
|
1
|
3
|
42
|
0
|
0
|
4
|
41
|
-1
|
1
|
5
|
40
|
-2
|
4
|
V21 = 42
|
å =
10
|
Tabel Ralat V21 pd percobaan I
Untuk V21
besarnya :
Ralat Mutlak = ( å ((V21-V21)2)1/2 =
3,16 = 0,707
( n ( n –1 ) )1/2
4,472
Ralat Nisbi = Ralat
Mutlak X 100 %
= 1,68 %
Dh
Keseksamaan = 100 %
- 1,68 % = 98,32 %
Besarnya V21
adalah ( 42 + 0,707 ) cm
No
|
V22
(cm3)
|
V22-V22
|
(V22
-V22)2
|
1
|
34
|
2
|
4
|
2
|
33
|
1
|
1
|
3
|
32
|
0
|
0
|
4
|
31
|
-1
|
1
|
5
|
30
|
-2
|
4
|
V22 = 32
|
å =
10
|
Tabel Ralat V22 pd percobaan II
Untuk V22
besarnya :
Ralat Mutlak = ( å ((V21-V21)2)1/2 =
3,16 = 0,707
( n ( n –1 ) )1/2
4,472
Ralat Nisbi =
Ralat Mutlak X 100 %
= 1,68 %
Dh
Keseksamaan = 100 %
- 1,68 % = 98,32 %
Besarnya V22
adalah ( 32 + 0,707 ) cm
No
|
V23
(cm3)
|
V23 - V23
|
(V23-V23)2
|
1
|
39
|
2
|
4
|
2
|
38
|
1
|
1
|
3
|
37
|
0
|
0
|
4
|
36
|
-1
|
1
|
5
|
35
|
-2
|
4
|
V23 = 37
|
å =
10
|
Tabel Ralat V23 pd percobaan III
Untuk V22
besarnya :
Ralat Mutlak = ( å ((V21-V21)2)1/2 =
3,16 = 0,707
( n ( n –1 ) )1/2
4,472
Ralat Nisbi =
Ralat Mutlak X 100 %
= 1,68 %
Dh
Keseksamaan = 100 %
- 1,68 % = 98,32 %
Besarnya V23
adalah ( 37 + 0,707 ) cm
IV.2
Pembahasan
Dalam melakukan perhitungan diatas
kami menggunakan dua cara untuk mendapatkan besarnya nilai P2 ,
yaitu :
P1
. h1 = P2 . h2 , dimana :
P1 : Tekanan
udara luar (76 cmHg)
h1 : Tinggi
awal kolom kiri
P2 : Tekanan
udara pada pipa 2
h2 : Tinggi akhir kolom kiri
(setelah kran dibuka)
P2 = P1 + r.g.Dh , dimana :
P2 : Tekanan
udara pada pipa 2
P1 : Tekanan
udara luar (76 cmHg)
r : Massa jenis air raksa (13,6gr/cm3)
g : gaya gravitasi (10 m/s2)
.
Dh : Beda tinggi permukaan
air raksa pada kedua pipa.
Dari
perhitungan nilai-nilai yang diperoleh
dari percobaan ,ternyata terdapat perbedaan nilai P2 apabila
dihitung dengan menggunakan Persamaan Hidrostatik dan persamaan Boyle. Perbedaan tersebut
kemungkinan disebabkan oleh kurang telitinya praktikan dalam mengukur tinggi
kolom tabung air raksa (h1, h2, dan Dh) yang sangat kecil, kurang
baiknya peralatan yang dipergunakan, Tetapi secara umum perbedaan hasil yang
telah diperoleh dari kedua cara tersebut tidaklah jauh menyimpang satu sama
lain. Dari analisa yang telah kita dilakukan diatas terlihat bahwa :
1. Tekanan
dipengaruhi oleh volume serta suhu.
2. Volume
berbanding terbalik dengan tekanan.
Hal ini sesuai
dengan Hukum Boyle “ Jika Temperatur gas yang berada dalam bejana tertutup
dijaga tetap (konstan), maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan
volumenya”
P V = konstan
P1 V1 = P2 V2
P21
( cmHg)
|
|
1
|
77,7
|
2
|
79,5
|
3
|
81,4
|
4
|
83,4
|
5
|
85,5
|
P21
= 81,5
|
Tabel
perhitungan P21
P21 = P1 X V11 X DV21 =
76 X 30 X 0,707 =
38,38
V21 42
Harga dari P21 adalah (
81,5 + 3,838 ) cmHg
P22
( cmHg)
|
|
1
|
78,23
|
2
|
80,6
|
3
|
83,13
|
4
|
85,8
|
5
|
88,6
|
P22
= 83,27
|
Tabel
perhitungan P22
P22 = P1 X V21 X DV22 =
76 X 35 X 0,707 =
50,82
V22 37
Harga dari P22 adalah (
83,27 + 5,082 ) cmHg
P23
( cmHg)
|
|
1
|
77,95
|
2
|
80
|
3
|
82,16
|
4
|
84,44
|
5
|
86,86
|
P23
= 82,28
|
Tabel
perhitungan P23
P23 = P1 X V21 X DV23 =
76 X 40 X 0,707 =
51,17
V23 42
Harga dari P23 adalah (
82,28 + 5,117 ) cmHg
No
|
P21
|
P21
– P21
|
(P21
– P21)2
|
1
|
79,2
|
26,01
|
|
2
|
82,3
|
-2
|
4
|
3
|
84,8
|
0,5
|
0,25
|
4
|
86,8
|
2,5
|
6,25
|
5
|
88,4
|
4,1
|
16,81
|
P21 = 84,3
|
å = 53,32
|
Untuk P21 :
Ralat Mutlak = (å(P21
– P21)2)1/2 = 7,302 = 1,632
( n ( n - 1) )1/2 4,472
Ralat Nisbi = Ralat Mutlak = 1,632
* 100 % = 1,93 %
P21 84,3
Keseksamaan = 100 % - 1,93 % = 88,07 %
Jadi besarnya P21 adalah
: ( 84,3 + 1,632 ) cmHg
No
|
P22
|
P22–
P22
|
(P22
– P22)2
|
1
|
79
|
19,36
|
|
2
|
81
|
-2,4
|
5,76
|
3
|
84
|
0,6
|
0,36
|
4
|
86
|
2,6
|
6,76
|
5
|
89,5
|
6,1
|
37,21
|
P22= 83,4
|
å = 69,45
|
Untuk P22 :
Ralat Mutlak = (å(P22
– P22)2)1/2 = 8,33 = 1,86
( n ( n - 1) )1/2 4,472
Ralat Nisbi = Ralat Mutlak = 1,86 *
100 % = 2,23 %
P21 83,4
Keseksamaan = 100 % - 2,23 % = 97,77 %
Jadi besarnya P22 adalah
: ( 83,4 + 1,86 ) cmHg
No
|
P23
|
P23–
P23
|
(P23
– P23)2
|
1
|
77,5
|
28,3
|
|
2
|
79,3
|
- 3,52
|
12,39
|
3
|
83,2
|
0,38
|
0,144
|
4
|
86,8
|
3,98
|
15,84
|
5
|
87,4
|
4,58
|
20,97
|
P23= 82,82
|
å = 77,64
|
Untuk P23 :
Ralat Mutlak = (å(P23
– P23)2)1/2 = 8,812 = 1,97
( n ( n - 1) )1/2 4,472
Ralat Nisbi = Ralat Mutlak = 1,97 *
100 % = 2,379 %
P21 82,82
Keseksamaan = 100 % - 2,379 % = 97,621 %
Jadi besarnya P23 adalah
: ( 82,82 + 1,97 ) cmHg
Hubungan antara p dan V dapat
dinyatakan dengan cara regresi linier :
Persamaan regresi linier : Y = AX +
B
Dalam hal ini, Y = p dan X = ( 1/ V )
Dimana, p = p2 – p2
dan V = V2 – V1
Regresi Liniernya :
no
|
X
|
Y
|
X.Y
|
X2
|
1
|
-3,7
|
4,14
|
-15,32
|
13,69
|
2
|
-1,29
|
6,34
|
-8,18
|
1,66
|
3
|
-1,3
|
6,4
|
-8,32
|
1,69
|
å X = -6,29
|
å = 16,88
|
å = -31,82
|
å = 17,04
|
A = n. å (X.Y) - åX. åY =
-7,28
n. å2
- åX2
B = å Y – A.
åX = -5,78
n
Jadi persamaan regresi linier : =y = -7,28X – 5,78
Grafik
Y = -7,28 X – 5,78
 |
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BAB V
KESIMPULAN
Dari analisa data dan pembahasan diatas dapat disimpulkan,
sebagai berikut :
Percobaan 1 :
Harga dari P21
adalah ( 81,5 + 3,838 ) cmHg
Jadi besarnya P21
adalah : ( 84,3 + 1,632 ) cmHg
Percobaan 2 :
Jadi besarnya P22 adalah : (
83,4 + 1,86 ) cmHg
Harga dari P22 adalah (
83,27 + 5,082 ) cmHg
Percobaan 3 :
Harga dari P23 adalah (
82,28 + 5,117 ) cmHg
Jadi besarnya P23 adalah : (
82,82 + 1,97 ) cmHg
DAFTAR PUSTAKA
1. Sears,Zemansky; Fisika
untuk Universitas 1.Jilid 1;Bina Cipta;Jakarta;1994.
2. Halliday Resnick;
Fisika Dasar 1;Erlangga;Jakarta;1977
3. Dosen-Dosen Fisika;
Fisika I; ITS; Surabaya; 1996
Subscribe to:
Post Comments (Atom)
0 comments:
Post a Comment
SIlahkan berkomentar, mari berdiskusi. Untuk bantuan atau permintaan bisa email kami. Semoga bermanfaat :)