Kalkulator Hukum Gas Gabungan

Hasil

Cara Menggunakan Kalkulator Hukum Gas Gabungan

1. 1. Pilih hukumnya. Gunakan hukum gas gabungan ketika tekanan, volume, dan suhu semuanya berubah. Jika salah satunya tetap, pilih hukum sederhana yang sesuai — Boyle, Charles, Gay-Lussac — dan kalkulator akan menghapus variabel yang saling meniadakan. Hukum Avogadro menghubungkan volume dengan jumlah gas.
2. 2. Pilih yang dicari. Nilai awal atau akhir mana pun dapat menjadi jawabannya, bukan hanya volume akhir.
3. 3. Masukkan nilai lainnya dan pilih satuannya. Setiap variabel memiliki satu satuan yang dipakai bersama oleh kedua keadaan. Tekanan, volume, dan jumlah saling meniadakan dalam rasio, jadi satuan apa pun dapat digunakan; suhu dikonversi ke kelvin terlebih dahulu.
4. 4. Periksa pengerjaannya. Kalkulator mencetak hukumnya, persamaan yang disusun ulang, konversi suhu apa pun, dan angka Anda yang disubstitusikan, sehingga terbaca seperti penyelesaian yang dikerjakan.

Hukum Gas dalam Satu Tabel

Semuanya berasal dari hukum gas ideal, PV = nRT. Disusun ulang menjadi PV/T = nR, ruas kanannya bernilai konstan untuk jumlah gas tertentu, sehingga PV/T memiliki nilai yang sama sebelum dan sesudah perubahan apa pun. Tahan T konstan dan Anda mendapatkan hukum Boyle; tahan P atau V konstan dan Anda mendapatkan hukum Charles atau Gay-Lussac. Karena R saling meniadakan, Anda tidak pernah memerlukan nilainya di sini — gunakan Ideal Gas Law Calculator ketika Anda membutuhkan R, atau ketika jumlah gas adalah yang dicari.

Contoh Kasus

Hukum gabungan (masukan awal default). Sebuah gas menempati 5,00 L pada 1,00 atm dan 20,0 °C. Berapa volumenya pada 2,00 atm dan 100. °C? Konversikan suhunya: T₁ = 293,15 K dan T₂ = 373,15 K. Lalu V₂ = (P₁ × V₁ × T₂) ÷ (T₁ × P₂) = (1,00 × 5,00 × 373,15) ÷ (293,15 × 2,00) = 3,18 L. Menggandakan tekanan akan membagi volume dua; memanaskan gas memuaikannya dengan faktor 1,27, dan perubahan bersihnya adalah faktor 0,636.

Hukum Boyle. Sampel 5,00 L pada 1,00 atm dimampatkan pada suhu konstan hingga 2,00 atm. V₂ = P₁V₁ ÷ P₂ = (1,00 × 5,00) ÷ 2,00 = 2,50 L.

Hukum Charles. Balon berisi 2,50 L pada 25,0 °C. Dipanaskan hingga 75,0 °C pada tekanan konstan, V₂ = V₁T₂ ÷ T₁ = (2,50 × 348,15) ÷ 298,15 = 2,92 L. Menggunakan Celsius secara langsung akan memberi 7,5 L, yang salah.

Hukum Gay-Lussac. Wadah kaku berada pada 2,00 atm dan 20,0 °C. Pada 45,0 °C tekanannya P₂ = P₁T₂ ÷ T₁ = (2,00 × 318,15) ÷ 293,15 = 2,17 atm.

Hukum Avogadro. 0,250 mol gas mengisi 5,00 L. Pada tekanan dan suhu yang sama, 0,400 mol mengisi V₂ = V₁n₂ ÷ n₁ = (5,00 × 0,400) ÷ 0,250 = 8,00 L.

Mengapa Suhu Harus dalam Kelvin

Tekanan dan volume gas bergantung pada suhu absolutnya, yang diukur dari nol tempat gerak gas ideal akan berhenti. Celsius dan Fahrenheit menempatkan nolnya di tempat lain, sehingga rasio dua nilai Celsius tidak berarti: 50 °C tidak dua kali lebih panas daripada 25 °C. Kalkulator menambahkan 273,15 pada pembacaan Celsius (atau mengonversi Fahrenheit) dan menolak apa pun pada atau di bawah 0 K, karena persamaannya akan membagi dengan nol atau menghasilkan volume negatif.

Kesalahan Umum

• Mencampur satuan antarkeadaan. Rasio hanya saling meniadakan jika kedua tekanan menggunakan satu satuan dan kedua volume menggunakan satu satuan. Kalkulator ini menegakkannya dengan memberi setiap variabel satu menu satuan.
• Menggunakan hukum yang salah untuk yang konstan. Jika wadahnya kaku, volume konstan dan hukum Gay-Lussac berlaku; jika piston membiarkan gas memuai melawan tekanan tetap, gunakan hukum Charles.
• Mengubah jumlah gas. Hukum gabungan mengasumsikan tidak ada yang bocor masuk atau keluar. Jika gas ditambahkan atau reaksi menghasilkan sebagian, jumlahnya berubah dan Anda memerlukan PV/(nT) = konstan — pengaturan Avogadro atau hukum gas ideal.
• Mengabaikan angka penting. Jawaban ditampilkan dengan jumlah angka penting paling sedikit dari data Anda kecuali Anda memilih lain; periksa Significant Figures Calculator jika Anda tidak yakin berapa banyak yang harus dipertahankan.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa rumus hukum gas gabungan?

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂, dengan P adalah tekanan, V adalah volume, dan T adalah suhu absolut dalam kelvin, untuk jumlah gas tetap dalam keadaan awal (1) dan akhir (2). Ia menggabungkan hukum Boyle, Charles, dan Gay-Lussac.

Bagaimana cara menyelesaikan hukum gas gabungan untuk V₂?

Susun ulang menjadi V₂ = P₁V₁T₂ ÷ (T₁P₂). Konversikan kedua suhu ke kelvin, pertahankan kedua tekanan dalam satu satuan yang sama, lalu substitusikan. Volume akan keluar dalam satuan apa pun yang digunakan V₁.

Apakah saya memerlukan konstanta gas R untuk hukum gas gabungan?

Tidak. R saling meniadakan karena muncul di kedua sisi PV/T = nR. Itulah mengapa tekanan dan volume dapat tetap dalam satuan apa pun, asalkan setiap satuan digunakan secara konsisten untuk kedua keadaan.

Apa perbedaan antara hukum Boyle dan hukum Charles?

Hukum Boyle menghubungkan tekanan dan volume pada suhu konstan dan bersifat berbanding terbalik: tekanan naik, volume turun. Hukum Charles menghubungkan volume dan suhu pada tekanan konstan dan bersifat berbanding lurus: suhu naik, volume naik. Keduanya memerlukan jumlah gas yang sama.

Apa itu hukum Gay-Lussac?

Pada volume dan jumlah yang konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu absolutnya, P₁/T₁ = P₂/T₂. Ini menjelaskan mengapa kaleng tertutup atau ban mobil naik tekanannya ketika dipanaskan. Nama itu juga digunakan untuk hukum penggabungan volume dalam beberapa buku teks.

Bisakah hukum gas gabungan digunakan dengan Celsius?

Hanya setelah dikonversi ke kelvin. Tambahkan 273,15 ke Celsius atau gunakan K = (°F + 459,67) × 5/9 untuk Fahrenheit. Kalkulator melakukan ini untuk Anda, dan melaporkan kesalahan untuk suhu apa pun pada atau di bawah nol absolut.