Hukum Boyle

Saka Wikipédia, Bauwarna Mardika abasa Jawa / Saking Wikipédia, Bauwarna Mardika abasa Jawi
Langsung menyang: pandhu arah, pados
Sawijining animasi kang nuduhaké hubungan antarané tekanan lan volume ing endi cacah lan suhu tetep ajeg

Hukum Boyle (asring direferensiké minangka Hukum Boyle-Mariotte) yaiku salah sawijiné hukum kimia lan minangka prakara khusus saka hukum kimia ideal. Hukum Boyle njlèntrèhaké kuwalikan hubungan proporso antarané tekanan absolut lan volume hawa yèn suhu tetep ajeg ing sistem katutup.[1][2] Hukum iki dijenengi sawisé kimiawan lan fisikawan Robert Boyle kang nerbitaké hukum asliné ing taun 1662.[3]

Isi[sunting | sunting sumber]

Isi hukum Boyle yaiku:

Untuk jumlah tetap gas ideal tetap di suhu yang sama, P [tekanan] dan V [volume] merupakan proporsional terbalik (dimana yang satu ganda, yang satunya setengahnya).

[2]

"Kanggo cacah tetep gas ideal tetep ing suhu kang padha, P tekanan lan V volume minangka proporsional kuwalik (ing endi sing siji rangkep, sing sijiné setengahé)."

Sujarah[sunting | sunting sumber]

Grafik ing data asli Boyle

Hubungan antarané tekanan lan volume sepisanan dicathet dèning èlmuwan amatir Richard Towneley lan Henry Power. Boyle mesthèkaké panalitiyan lan parcobaané sakloron lan nerbitaké asilé. Miturut katrangan saka Robert Gunther lan otoritas liya kang nalika kuwi dadi asisten Boyle yaiku Robert Hooke kang bisa nggawé alat parcobaan. Hukum Boyle yaiku miturut parcobaan karo hawa, ing endi Boyle mratimbangaké anané partikel fluida ing tengah sumber banyu kang ora bisa didelok. Nalika kuwi, hawa isih kétok minangka siji saka patang elemen, nanging Boyle ora sarujuk. Miturut Boyle yaiku kanggo mangertèni yèn hawa kuwi bagéyan wigati ing panguripan. [4] Boyle ngandharaké minangka tuladha tuwuhé tetanduran tanpa hawa.[5] Fisikawan Perancis, Edme Mariotte (1620-1684) uga nemokaké hukum kang padha kanthi kepisah karo Boyle ing taun 1676, nanging Boyle wis ngandharaké hukum kasebut taun 1662. Banjur ing taun 1687, ing Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Newton nuduhaké kanthi cara matematis yèn fluida elastis kuwi isiné sisa partikel ing tengah kekuwatan repulsif kanthi proporsional kang kuwalik tumrap jaraké. Kepadhetané kanthi proporsional langsung tumrap tekanan.[6] Nanging risalah matematis dudu panjlèntrèhan kanthi èlmu fisika tumrap hubungan pengamatan. Tinimbang teori statis, teori kinetis dibutuhaké ing endi ditemokaké dèning Maxwell lan Boltzmann.

Persamaan[sunting | sunting sumber]

Persamaan matematis kanggo Hukum Boyle yaiku:

\qquad\qquad pV = k

katrangan:

p tegesé sistem tekanan.
V tegesé volume hawa.
k yaiku cacah ajeg tekanan lan volume saka sistem kasebut.

Nalika suhu tetep ajeg, cacahé ènèrgi kang padha mènèhi sistem padha plek sasuwéné operasi. Kanthi teoritis, gunggungé k bakal tetep ajeg. Nanging, amarga penyimpangan kang arahé jejeg lurus ditrapaké, bisa waé kekuwatan probabilistik tabrakan karo pertikel liya, kayata teori tabrakan, aplikasi kekuwatan permukaan ora bisa ajeg kanthi ora ana watesé kaya gunggungé k. Nanging bakal nduwé batas ing endi perbedaan gunggung kasebut tumrap a. Kekuwatan volume v saka kuantitas tetep hawa munggah, netepaké hawa saka suhu kang wis diukur, tekanan p kudu mudhun kanthi pas. Yèn diowahi, ngudhunaké volume hawa padha karo ngundhakaké tekanan.

Padatan Hukum Boyle digunakaké kanggo ngira-ngira kasil ngenalaké éwah-éwahan ing volume lan tekanan tumrap kahanan kang padha karo kahanan tetep hawa. Sadurungé lan sawisé volume lan tekanan tetep minangka gunggung saka hawa, ing endi sadurungé lan sawisé suhu tetep (panas lan adhem bisa dibutuhaké kanggo kahanan iki), hubungan persamaané yaiku :

p_1 V_1 = p_2 V_2. \,

Hukum Boyle, Hukum Charles, dan Hukum Gay-Lusaac ngasilaké hukum kombinasi udara. Telung hukum hawa kasebut berkombinasi karo Hukum Avogadro lan dipadhaké karo hukum udara ideal.

Hubungan karo teori kinetis lan udara ideal[sunting | sunting sumber]

Hukum Boye nyatakaké déné ing suhu tetep kanggo massa kang padha, tekanan absolut lan volume hawa kuwalik kanthi proporsional. Hukum iki uga bisa dinyatakaké minangka: kanthi rada béda, kasil saka tekanan absolut lan volume mesthi ajeg. Akèh-akèhé hawa mlaku kaya hawa ideal nalika tekanan lan suhu cukup. Teknologi ing abad kaping 17 ora bisa ngasilaké tekanan dhuwur utawa suhu cendhak. nanging, hukum ora mungkin slénco nalika dipublikasikaké. Minangka kemajuan ing bidhang teknologi, ngidini tekanan lan volume mung bisa pas (akurat), dijlèntrèhaké minangka teori hawa kang sebenerè.[7] Penyimpangan ini disebut sebagai faktor kompresibilitas.

Robert Boyle lan Edme Mariotte ngandharaké déné hukum kasebut asalé saka parcobaan kang ditindakaké dèning kekaroné. Hukum iiki uga bisa saka teori, miturut anggepan yèn atom lan molekul sarta anggepan babagan obah lan elastis sampurna. Anggepan kasebut ditemokaké kanthi resisten apik ing komunitas èlmiah positif nalika kuwi. Nanging, nalika kétok, anggepan kasebut minangka konstruksi teoritis murni kang ora ana buktiné.

Ing taun 1738, Daniel Bernoulli ngrembakaké teori Boyle nggunakaké Hukum Newton karo aplikasi tingkat molekul. Iki tetep ora digatèkaké nganti kira-kira ing taun 1845, ing endi John Waterston nerbitaké bangunan kertas kanthi presepsi utama yaiku teori kinetis, nanging uga oraa digatèkaké dèning Royal Society of England. Banjur James Prescott Joule, Rudolf Clausius, lan Ludwig Boltzmann nerbitaké teori kinetis hawa lan naraik kawigatèn teori Bernoulli lan Waterston.[8]

Debat antarané proponen energetika lan atomisme ngeteraké Boltzman kanggo nulis buku ing taun 1898, ing endi ngasilaké kritik lan njalari dhèwèké lampus dhiri ing taun 1906.[8] Albert Einstein, ing taun 1905 nuduhaké kepriyé teori kinetis bisa lumaku ing Gerakan Brown kanthi partikel kang isiné fluida, dipastèkaké ing taun 1908 dèning Jean Perrin.[8]

Tuladha penggunaan[sunting | sunting sumber]

  1. Pergantian tekanan ing alat suntik
  2. Nyebul plendhungan
  3. Ningkataké ukuran gelembung naika munggah ing permukaan
  4. Matiné makhluk segara amarga ana owah-owahan tekanan
  5. Masalah ing kuping naika ing papan kang dhuwur


Galeri[sunting | sunting sumber]

Deleng uga[sunting | sunting sumber]

Cathetan Suku[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Levine, Ira. N (1978). "Physical Chemistry" University of Brooklyn: McGraw-Hill
  2. ^ a b Levine, Ira. N. (1978), p12 gives the original definition.
  3. ^ J Appl Physiol 98: 31-39, 2005. Free download at Jap.physiology.org
  4. ^ The Boyle Papers BP 9, fol. 75v-76r at BBK.ac.uk
  5. ^ The Boyle Papers, BP 10, fol. 138v-139r at BBK.ac.uk
  6. ^ Principia, Sec.V,prop. XXI, Theorem XVI
  7. ^ Levine, Ira. N. (1978), p11 notes that deviations occur with high pressures and temperatures.
  8. ^ a b c Levine, Ira. N. (1978), p400 -- Historical background of Boyle's law relation to Kinetic Theory
Sumber artikel punika saking kaca situs web: "http://jv.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_Boyle&oldid=837762"