seorang penumpang pesawat memiliki udara 100 cm3 di dalam rongga perutnya sesaat sebelum tinggal landas. tentukan volume udara tersebut ketika pesawat pada suat

Kelas: XI
Mata Pelajaran: Fisika 
Materi: Tekanan Fluida  

Kata Kunci: Hukum Gas Ideal

Jawaban pendek:

Seorang penumpang pesawat memiliki udara 100 cm³ di dalam rongga perutnya sesaat sebelum tinggal landas.

Maka volume udara tersebut ketika pesawat pada suatu ketinggian jika tekanan di dalam kabin pesawat 7,5 x 10⁴ N/m² adalah sebesar 133,3 cm³.

Jawaban panjang:

Hukum gas ideal, menyatakan hubungan berikut dalam suatu gas:

PV = nRT

dimana:

P = tekanan gas (dalam satuan Pascal),

V = volume gas (dalam satuan m³),

n = jumlah substansi gas (dalam satuan mol),

R = konstanta gas ideal, sebesar 8,314 J/mol K,

T = suhu gas absolut (dalam satuan Kelvin).

Dengan asumsi bahwa suhu (T) dan jumlah molekul (n)  dalam rongga perutnya tetap, maka perbandingan volume udara rongga perut saat tinggal landas (V₁) dan di udara (V₂) adalah:

PV = nRT

V = nRT / P

V₁/V₂ = (nRT / P₁) / (nRT / P₂)

V₁/V₂ = P₂/P₁

Sehingga:

V₂ = V₁ P₁/P₂

Pada saat orang masih belum tinggal landas, tekanannya (P₁) adalah tekanan standar di permukaan bumi sebesar 1 atm atau 101325 N/m² (atau 1,01325 x 10⁵ N/m²). Volumenya sebesar (V₁) 100 cm³. Sehingga, bila di udara tekannannya menjadi  7,5 x 10⁴ N/m², volumenya (V₂) menjadi:

V₂ = V₁ P₁/P₂

      = (100) (1,01325 x 10⁵) / (7,5 x 10⁴)

      = 133,3 cm³.