Rumus Tekanan Gas, Faktor yang Mempengaruhi & Contohnya

Sama seperti zat padat dan zat cair, gas juga memiliki tekanannya sendiri lho, Sobat Pijar. Apa itu tekanan gas dan seperti apa rumus tekanan gas? Kita akan membahasnya dengan lengkap di bawah ini, beserta faktor apa saja yang mempengaruhi tekanan gas dan contoh soalnya. Yuk, kita simak pembahasannya!

Baca juga: Pengertian, Rumus Tekanan Hidrostatis, dan Contoh Soal

Apa itu Tekanan Gas?

Gas merupakan zat yang terdiri dari molekul-molekul kecil dengan ruang kosong di antara molekul tersebut. Tekanan zat gas juga bisa didefinisikan sebagai gaya tegak lurus yang dihasilkan momentum molekul gas saat bertabrakan dengan suatu bidang. Molekul gas memiliki energi kinetik atau energi gerak, karena itu mampu menghasilkan tekanan. Energi kinetik menggerakkan molekul, membuat terjadinya momentum, dan membuatnya menabrak sesuatu, lalu terpental.

Menurut teori kinetik gas tekanan gas dalam ruang tertutup adalah semakin besar energi kinetik suatu molekul gas, maka akan semakin besar pula tekanan gas yang dihasilkan. Misalnya suatu molekul gas berada di wadah makanan dalam keadaan tertutup. Maka jika molekul zat gas tersebut energi kinetiknya besar, molekul akan menabrak wadahnya dengan tekanan yang besar.

Tekanan gas di setiap tempat tentu berbeda-beda, tergantung dari ketinggian tempat tersebut. Karena itu, satuan tekanan gas dinyatakan dalam atmosfer (atm). Sementara itu, alat untuk mengukur tekanan gas pada ruang tertutup adalah manometer. Alat pengukur tekanan gas dalam ruang tertutup adalah alat yang digunakan untuk mengukur seberapa besar tekanan yang terjadi setelah molekul gas digerakkan oleh energi kinetik dan menabrak sekelilingnya hingga terpental.

Contoh Pemanfaatan Tekanan Gas

Sebenarnya tekanan gas terjadi di sekeliling kita setiap hari. Berikut ini adalah beberapa contoh tekanan gas dalam kehidupan sehari-hari yang mungkin saja Sobat Pijar nggak sadari sebelumnya:

1. Tekanan Gas pada Proses Pernapasan Manusia

Sobat Pijar mungkin sudah tahu kalau di dalam paru-paru kita terjadi pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida. Setiap menit, paru-paru manusia mampu menyerap sekitar 250 mililiter oksigen dan mengeluarkan sebanyak 200 mililiter karbon dioksida. Pertukaran keduanya terjadi secara difusi, yang juga terjadi karena adanya tekanan gas. 

Oksigen dan karbon dioksida yang ada di dalam darah mengalami tekanan parsial, yaitu tekanan yang dihasilkan gas tertentu dalam campuran gas tersebut. Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial antara oksigen dan karbon dioksida variatif, berbeda-beda pada tiap organ. Saat darah masuk ke kapiler alveoli, karbon dioksida berdifusi dan menuju alveoli, lali oksigen dalam udara di alveoli berfusi ke dalam darah. 

Tekanan parsial oksigen dalam darah menjadi naik dan tekanan parsial karbon dioksida akan menurun. Darah tersebut kemudian menuju ke jantung, dan dipompa ke seluruh bagian tubuh. Setelah melepaskan oksigen dan karbon dioksida dari jaringan tubuh, darah akan kembali menuju jantung, lalu dipompa kembali ke paru-paru.  

2. Kompor Gas

Dilihat dari tekanan gasnya, maka kompor gas dapat dibagi menjadi dua, yaitu kompor gas tekanan tinggi dan rendah. Kompor tekanan tinggi menggunakan regulator tekanan tinggi, sedangkan kompor tekanan rendah menggunakan regulator tekanan rendah. Dengan regulator pada tabung gas, kita bisa mengetahui sisa gas di dalamnya. 

Kompor gas tekanan tinggi bentuk fisiknya berbeda dengan lubang api yang cenderung lebih kecil dengan bentuk yang kokoh. Biasanya kompor semacam ini digunakan untuk kebutuhan bisnis, seperti di restoran atau perusahaan catering. Kompor ini tekanan gasnya lebih besar, api yang dihasilkan besar dan konsumsi gasnya lebih banyak. 

3. Jarum Suntik

Saat menekan alat suntik, maka kita akan merasakan tekanan yang berat, yang membuat menyuntik ternyata nggak semudah kelihatannya. Jadi saat bagian plunger ditarik ke atas spuit, maka akan terjadi peningkatan volume. Tekanan gas akan menurun dan menghasilkan ruang hampa. 

4. Balon Udara

Balon udara merupakan salah satu contoh tekanan gas di dalam ruang tertutup. Balon yang diisi bisa terbang ke langit, ternyata alasannya karena terjadi penurunan tekanan udara yang dilakukan lewat pemanasan balon udara. 

Begitu balon udara dipanaskan, maka volume balon akan meningkat, sementara itu tekanan udaranya menurun. Setelah itu, balon udara bisa terbang dengan tinggi. Diperlukan tekanan gas yang tepat agar balon udara bisa terbang dengan baik. 

5. Pakaian Luar Angkasa

Kenapa astronot harus mengenakan pakaian luar angkasa? Ternyata dalam kondisi udara yang berbeda, ada risiko darah dan cairan tubuh manusia bisa mendidih dan mengakibatkan tubuh terluka. Karena itu, pakaian luar angkasa dibutuhkan untuk menjaga tubuh astronot. 

Dibuat dengan hukum Boyle, pakaian luar angkasa bisa mengembang hingga tanpa batas saat berada di antariksa atau wilayah hampa lainnya. Tekanan gas yang berbeda di antariksa dapat membahayakan manusia, karena itu pakaian luar angkasa sangat dibutuhkan.  

Apa Faktor yang Mempengaruhi Tekanan Gas?

Tiga faktor yang mempengaruhi tekanan gas adalah:

1. Jumlah gas: makin banyak jumlah gas, maka makin besar kepadatan gas tersebut dan makin besar tekanan yang dihasilkan.
2. Volume gas: jika volume gas bertambah, maka tekanan gas berkurang. 
3. Suhu gas: semakin tinggi suhu gas maka tekanan gas semakin meningkat. 

Rumus Tekanan Gas

Sama dengan tekanan zat cair atau tekanan hidrostatis, tekanan gas juga memiliki rumus. Rumus tekanan gas dalam ruang tertutup menggunakan Hukum Boyle. Berikut ini rumus tekanan gas pada ruang tertutup berdasarkan Hukum Boyle:

Gas konstan $(P) = p \times V$ atau $p_1 \times V_1 = p_2 \times V_2$

Gas campuran = P campuran = $(p_1 \times V_1) – (p_2 \times V_2) : (V_1 + V_2)$

Keterangan tekanan gas rumus:

$P_1$ = tekanan awal ($atm$)

$V_1$ = volume awal ($m³$)

$P_2$ = tekanan akhir ($atm$)

$V_2$ = volume akhir ($m³$) 

Contoh Soal Tekanan Gas

Berikut ini beberapa tekanan gas contoh soal yang perlu Sobat Pijar pelajari supaya lebih menguasai materinya:

1.Suatu gas memiliki volume $4 m^3$ dan memiliki tekanan $8 atm$. Jika gas tersebut

dimasukkan ke dalam wadah yang volumenya $6 m^3$. Maka tekanan gas tersebut berubah menjadi...

A. $5,34 atm$

B. $6,21 atm$

C. $7,12 atm$

D. $7,23 atm$

Diketahui :

$p_1 = 8 atm$

$V_1 = 4 m^3$

$V_2 = 6 m^3$

Ditanya : $p_2$?

Dijawab :

Soal di atas menanyakan tentang tekanan pada zat gas. Maka, dapat digunakan rumus hukum Boyle sebagai berikut:

$p_1 \times V_1 = p_2 \times V_2$

$8 atm \times 4 m^3 = p_2 \times 6 m^3$

$p_2 = \frac{8atm \times 4m^3}{6m^3}=\frac{32 atm.m^3}{6m^3}=5,34 atm$

Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

2. Ketika erlenmeyer berisi air panas yang telah ditutup rapat dengan balon karet dimasukkan ke dalam air dingin, maka akan terjadi...

A. pemuaian

B. penyusutan

C. pengembangan

D. pergerakan

Jawaban:

Soal di atas menanyakan tentang akibat dari suatu perlakuan terhadap tekanan zat

gas. Untuk menjawabnya, maka kita perlu memahami salah satu penerapan zat gas

pada erlenmeyer yang ditutup rapat dengan balon karet. Ketika air dalam erlenmeyer

yang ditutup dengan balon karet dipanaskan, maka akan membuat balon karet

mengembang. Sedangkan ketika erlenmeyer berisi air panas yang telah ditutup rapat

dengan balon karet tersebut dimasukkan ke dalam air dingin, maka balon karet akan

tertekan ke dalam erlenmeyer. Hal ini disebabkan karena kalor pada partikel gas

dalam erlenmeyer dirambatkan menuju air dingin. Pergerakan partikel gas semakin

lambat dan terjadilah penyusutan. Penyusutan ini menyebabkan tekanan gas dalam

erlenmeyer semakin rendah daripada tekanan gas di luar. Akibatnya, balon karet

masuk ke dalam erlenmeyer karena tekanan gas dari luar.

Opsi A, C, dan D salah, karena tidak sesuai dengan uraian pada pembahasan di atas.

Opsi B benar, karena sudah sesuai dengan uraian pada pembahasan di atas.

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

Baca juga: Rumus Tekanan Zat Padat: Definisi dan Contoh Soalnya

___________________________________

Nah, itulah rumus tekanan gas, lengkap dengan contoh dalam kehidupan sehari-hari dan contoh soalnya ya, Sobat Pijar. Eits masih belum cukup juga? Tenang, kamu bisa mengakses rangkuman dan latihan soalnya yang lengkap di aplikasi Pijar Belajar, lho. Tentunya gak hanya ada mata pelajaran IPA aja, kamu juga bisa mengakses ratusan hingga ribuan konten Bahasa Indonesia, Bahasa Inggris, hingga Matematika dengan sekali berlangganan aja. Hemat banget, ‘kan?

Tunggu apa lagi? Yuk belajar di Pijar Belajar sekarang!