Hukum Boyle dalam Kehidupan Sehari-hari
Apa Itu Hukum dan Persamaan Boyle?
Pada 1662, Robert Boyle menemukan volume dan tekanan gas berbanding terbalik pada suhu konstan. Sederhananya, ketika volume naik, tekanan turun, dan sebaliknya.
Persamaan matematika sama sederhananya.
 PV = k
Dalam persamaan ini, (P) mewakili tekanan, (V) mewakili volume, dan (k) adalah konstanta.
Ini telah menjadi prinsip dasar dalam kimia, yang sekarang disebut “hukum Boyle,” dan dimasukkan sebagai kasus khusus dalam hukum gas ideal yang lebih umum.
Bagaimana Boyle Menghasilkan Hukumnya?
Menggunakan pompa vakum yang ditemukan oleh Otto von Guericke pada 1654, Boyle melakukan percobaan menyelidiki sifat-sifat udara dan ruang hampa udara.
Selama eksperimennya, ia menemukan pencapaian terbesar dalam hidupnya. Dengan menggunakan tabung kaca berbentuk J yang memiliki udara di ujung kurva, Boyle mengubah berat udara menggunakan merkuri dan, saat ia melakukannya, ia melihat bahwa ruang udara di ujung kurva menjadi lebih kecil. Dia menemukan bahwa ketika kita meningkatkan tekanan pada gas, volume gas yang diprediksi menyusut.
Mengapa Hukum Boyle Penting?
Hukum Boyle penting karena memberi tahu kita tentang perilaku gas. Hukum ini menjelaskan, dengan pasti, bahwa tekanan dan volume gas berbanding terbalik satu sama lain. Jadi, jika kita menekan gas, volumenya menjadi lebih kecil dan tekanannya menjadi lebih tinggi.
Contoh Hukum Boyle dalam Kehidupan
Kita mungkin sudah terbiasa dengan hukum Boyle hampir sepanjang hidup tanpa kita menyadarinya. Sebagai contoh ketika kita mengisi ban dengan udara terkompresi antara 30 hingga 35 PSI (pon per inci persegi). Ini adalah pengukuran tekanan. Saat kita memasukkan lebih banyak udara ke dalam ban, kita memaksa semua molekul gas untuk dikemas bersama, mengurangi volumenya dan meningkatkan tekanan yang mendorong dinding ban. Selama suhu udara tetap sama, kita mengalami contoh nyata dari hukum ini.
Aplikasi lainya dari Hukum Boyle antara lain
Cat semprot
Jarum suntik
Kaleng Soda
Dekompresi (bend)
1. Cat Semprot
Walaupun ada beberapa jenis kaleng aerosol yang berbeda, beberapa di antaranya sedikit lebih rumit daripada yang lain, semuanya bergantung pada prinsip dasar yang sama yaitu: hukum Boyle.
Sebelum kitaa menyemprotkan kaleng cat, kita harus mengocoknya untuk sementara waktu saat bola bertebaran di dalam. Ada dua zat di dalam kaleng: satu adalah produk (cat), dan yang lainnya adalah gas yang bisa sangat bertekanan sehingga tetap dalam keadaan cair, bahkan ketika dipanaskan melewati titik didihnya.
Gas cair ini memiliki titik didih jauh di bawah suhu kamar. Karena kaleng itu disegel, gasnya dicegah agar tidak mendidih dan berubah menjadi gas. Begitulah, sampai kita menekan nozzle.
Saat nozzle cat semprot bisa turun, segel rusak dan propelan langsung mendidih, mengembang menjadi gas, dan menekan cat. Di bawah tekanan tinggi, cat dipaksa keluar dari nosel saat berupaya menjangkau area dengan tekanan lebih rendah.
2. Jarum Suntik
Mekanisme ini jauh lebih sederhana daripada kaleng cat semprot. Jarum suntik dari semua jenis menggunakan hukum Boyle pada tingkat yang sangat dasar.
Saat kita menarik plunger ke atas spuit, ini menyebabkan volume di dalam bilik meningkat. Seperti yang kita ketahui, ini menyebabkan tekanan untuk melakukan yang sebaliknya, yang kemudian menciptakan ruang hampa. Ketika jarum suntik kosong, ruang hampa di dalam ruangan menghisap cairan melalui jarum.
3. Botol atau kaleng Soda
Biasanya ketika kita membuka botol soda, kita perlahan-lahan memutar tutupnya untuk memungkinkan udara keluar sebelum kita benar-benar melepaskan tutupnya. Kita melakukan ini karena kami telah belajar dari waktu ke waktu bahwa memelintirnya terbuka terlalu cepat menyebabkannya meletus dan tumpah. Ini terjadi karena cairan dipompa penuh dengan karbon dioksida, menyebabkannya menggelembung saat CO2 melepaskan diri.
Ketika botol soda diisi, botol itu juga diberi tekanan. Sama seperti aerosol yang dapat disebutkan sebelumnya, ketika kita perlahan membuka tutupnya, gas mampu meningkatkan volumenya dan tekanannya berkurang.
Biasanya kita dapat membiarkan gas keluar dari kaleng atau botol terlepas, tetapi jika botol terguncang dan gas dicampur ke dalam cairan, maka kita mungkin mendapat tumpahan di tangan. Ini karena gas yang mencoba keluar tercampur ke dalam fluida, jadi ketika gas itu lepas, ia mengeluarkan cairan berbusa. Tekanan dalam botol turun, volume gas naik.
Setiap penyelam yang terlatih dengan baik tahu kapan mereka naik dari perairan yang dalam, kenaikan lambat sangat penting. Tubuh kita dibangun untuk dan terbiasa hidup dalam tekanan normal atmosfer kita yang lebih rendah. Saat penyelam masuk ke dalam air yang lebih dalam, tekanan itu mulai meningkat. Bagaimanapun, air itu berat. Dengan meningkatnya tekanan yang menyebabkan penurunan volume, gas nitrogen mulai diserap oleh darah penyelam.
Ketika penyelam mulai pendakiannya dan tekanan berkurang, molekul gas ini mulai berkembang kembali ke volume normal. Dengan pendakian yang lambat, atau melalui penggunaan ruang depressurization, gas-gas itu dapat bekerja kembali dari aliran darah secara perlahan dan normal. Tetapi jika penyelam itu naik terlalu cepat, darah di vena mereka menjadi kacau dan berbusa. Hal yang sama terjadi pada soda busa adalah apa yang terjadi pada aliran darah penyelam selama “bend”. Selain itu, nitrogen yang terbentuk di antara sendi penyelam juga akan mengembang, menyebabkan penyelam “bend” atau terdekompresi mengalami rasa sakit yang hebat. Dalam kasus terburuk, penurunan tekanan tiba-tiba pada tubuh ini dapat membunuh seseorang secara tiba-tiba.
Demikian Contoh Hukum Boyle dalam Kehidupan Sehari-hari