Bagaimana hubungan antara suhu tekanan dan volume pada balon udara

Faktor Yang Mempengaruhi Tekanan Zat Gas – Apabila membicarakan tentang tekanan zat, baik itu zat cair, zat padat, atau zat gas, pastilah itu termasuk pada disiplin ilmu fisika. Yap, fisika adalah ilmu pengetahuan yang mengutamakan adanya eksperimen serta rumus untuk mengukur hasilnya.

Table of Contents Show

Faktor Yang Mempengaruhi Tekanan Zat Gas
Tekanan Gas/Udara
Perbedaan Sifat Zat Padat, Zat Cair, dan Zat Gas
Pemuaian Zat Gas
Rekomendasi Buku & Artikel
Video yang berhubungan

Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti sering menemui berbagai macam zat, misalnya zat padat, zat cair, hingga zat gas. Jika kita uraikan masing-masing zat tersebut, zat cair adalah zat yang memiliki bentuk cair seperti minyak, air, oli, sirup, dan lain-lain. Lalu, ada juga zat padat yang memiliki bentuk keras dan padat, misalnya meja. Sementara zat gas adalah zat yang bentuknya berupa gas atau udara, misalnya balon yang ditiup.

Setiap zat yang memiliki bentuk berbeda tersebut apabila mendapatkan tekanan dari beberapa faktor, hasilnya akan berbeda. Hal tersebut karena pada dasarnya, baik pada zat cair, zat padat, dan zat gas memiliki karakteristik yang berbeda satu sama lain.

Lalu, apa saja ya faktor yang mempengaruhi adanya tekanan zat gas? Apakah perbedaan yang paling mendasar dari ketiga zat tersebut?

Supaya Grameds dapat memahami akan hal tersebut, yuk simak ulasan berikut ini!

Faktor Yang Mempengaruhi Tekanan Zat Gas

Perlu diketahui, tekanan merupakan suatu gaya yang bekerja secara tegak lurus pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang tersebut. Nah, berikut adalah faktor-faktor yang mempengaruhi adanya tekanan pada zat gas, yakni:

Volume gas
Perubahan besarnya suhu yang berada di sekitarnya

Tekanan Gas/Udara

Sama halnya dengan zat padat dan zat cair, zat gas tentu saja juga mempunyai tekanan. Tekanan gas/udara adalah suatu tekanan yang menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Alat yang dapat digunakan untuk mengukur tekanan udara disebut dengan barometer.

Satuan dalam tekanan udara adalah milibar (mb). Jadi, besarnya tekanan udara akan berbanding terbalik dengan ketinggian dari suatu tempat. Semakin tinggi tempat, maka akan semakin rendah pula tekanan udaranya. Hal tersebut berlaku sebaliknya.

Terdapat sebuah eksperimen untuk melihat adanya tekanan dalam zat gas, yakni dengan menggunakan gelas berisi air dan kertas HVS.

Caranya adalah dengan membalikkan gelas berisi air tersebut di atas kertas HVS. Ketika gelas tersebut dibalik, kita dapat melihat bahwa kertas HVS tersebut akan menahan air yang ada di dalam gelas.

Hal tersebut dapat terjadi karena kertas HVS mendapatkan tekanan dari udara luar yang besarnya lebih besar daripada tekanan air yang ada di dalam gelas.

Coba perhatikan ilustrasi mengenai tekanan zat gas berikut!

Lalu, jika erlenmeyer (gelas laboratorium) ditutupi dengan sebuah balon udara, apakah akan terdapat tekanan udara di dalamnya? Jawabannya adalah iya.

Perhatikan ilustrasi berikut ini!

Jika kamu memasukkan erlenmeyer yang berisi air panas dan telah ditutup rapat dengan balon karet ke dalam air dingin, balon karet tersebut akan tertekan ke dalam erlenmeyer. Hal tersebut disebabkan adanya kalor pada partikel gas dalam erlenmeyer yang merambat menuju air dingin.

Pergerakan partikel gas tersebut akan semakin lambat hingga akhirnya menyusut. Penyusutan itu menyebabkan adanya tekanan gas dalam erlenmeyer menjadi semakin rendah dari tekanan gas di luar. Akibatnya, balon karet akan masuk ke dalam erlenmeyer karena adanya tekanan gas dari luar.

Prinsip tersebut juga dapat dimanfaatkan untuk mengembangkan sebuah balon udara. Yap, balon udara yang berukuran besar itu dapat terbang karena massa jenis total dari balon udara lebih rendah daripada massa jenis udara yang ada di sekitarnya.

Massa jenis balon udara ini akan dikendalikan oleh perubahan temperatur yang ada di udara dalam balon. Nantinya, terdapat pilot yang bertugas untuk mengontrol temperatur udara dalam balon menggunakan mesin pembakar yang terdapat di bawah lubang balon.

Saat bara api dari mesin pembakar tersebut memanaskan udara yang ada di dalam balon, berat balon akan menjadi lebih kecil dari gaya ke atas, sehingga balon dapat bergerak ke atas. Perlu diingat bahwa udara panas itu lebih ringan dari udara dingin. Sementara itu, gaya ke atas pada balon adalah sama dengan berat udara dingin yang dipindahkan oleh balon tersebut.

Apabila balon udara tersebut ingin turun, maka mesin pembakar akan mengurangi atau menghentikan pemanasan udara yang ada di dalam balon, supaya suhu udara di dalam balon dapat menurun.

Perbedaan Sifat Zat Padat, Zat Cair, dan Zat Gas

Zat Padat	Zat Cair	Zat Gas
Mempunyai bentuk dan volume yang tetap	Mempunyai volume tertentu, tetapi bentuk tidak tetap, bergantung pada media atau tempat yang digunakan	Tidak mempunyai volume dan bentuk tertentu
Jarak antar partikel sangat rapat dan teratur	Jarak antar partikel lebih renggang dan susunannya tidak teratur	Jarak antar partikel sangat renggang dan susunannya tidak teratur
Partikel-partikelnya tidak dapat bergerak bebas	Partikel-partikelnya dapat bergerak, tetapi terbatas	Partikel-partikelnya dapat bergerak sangat bebas
Gaya tarik menarik antar partikelnya kuat	Gaya tarik menarik antar partikelnya tidak terlalu kuat	Gaya tarik menarik antar partikelnya sangat lemah

Pemuaian Zat Gas

Semua zat baik itu padat, cair, maupun gas, pasti akan mengalami pemuaian. Pemuaian adalah proses membesarnya ukuran (volume) bahan yang memiliki massa tetap.

Nah, contoh dari pemuaian zat gas adalah balon yang tiba-tiba meledak. Mengapa sebuah balon yang telah ditiup, tiba-tiba dapat meledak?

Jawabannya adalah karena terdapat pemuaian gas yang ada di dalam balon akibat dari peningkatan suhu.

Selain balon, ada juga contoh lain dari pemuaian zat gas, yakni ban kendaraan yang tiba-tiba meletus. Sama halnya dengan balon, ban kendaraan yang terisi angin terlalu penuh, akan mengalami peningkatan suhu, sehingga gas yang ada di dalam ban tersebut akan memuai dan menyebabkan ban meletus.