12
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
HUKUM BOYLE
NAMA : NENENG ALIF KARLINA
NIM : 14/362703/PA/15781
NO. GOLONGAN : 44A
PRODI : GEOFISIKA
LABORATORIUM FISIKA DASAR
JURUSAN FISIKA FMIPA
UNIVERSITAS GADJAH MADA
2014
LAPORAN PRAKTIKUM HUKUM BOYLE
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam Kehidupan sehari-hari, setiap makhluk hidup pasti membutuhkan udara baik untuk bernafas maupun kegiatan lainnya. Udara adalah zat berbentuk gas. Gas merupakan fase dimana jarak antarmolekul sangat jarang, selalu memenuhi ruang berdasarkan bentuk dan volume tempatnya, serta dapat ditekan dan mengembang. Gas mempunyai tekanan, volume, dan temperatur/suhu.
Gas terdiri atas molekul-molekul yang bergerak menurut jalan-jalan lurus ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi. Molekul-molekul gas ini selalu bertumbukan dengan molekul yang lain dengan dinding bejana. Tumbukan terhadap dinding bejana ini menyebabkan adanya tekanan. Volume dari molekul-molekul sangatlah kecil bila dibandingkan dengan volume yang teramati oleh gas tersebut sehingga sebenarnya banyak ruangan kosong antara molekul yang menyebabkan gas mempunyai rapat yang kecil daripada zat cair maupun zat padat. Hal ini menyebabkan gas bersifat kompresibel.
Hukum Boyle menyatakan bahwa pada suhu konstan untuk massa tetap, tekanan absolut dan volume suatu gas berbanding terbalik. Robert Boyle (penemu hukum Boyle) melakukan eksperimen berdasarkan asumsi tentang gerakan dan elastis sempurna. Boyle juga mempertimbangkan adanya partikel fluida di tengah air yang tidak terlihat. Saat itu, masih ada anggapan bahwa udara merupakan salah satu dalam empat elemen.
Dengan hukum Boyle, dapat diketahui sifat-sifat suatu gas, yaitu :
Gas terdistribusi merata dalam ruang
Bersifat transparan
Dalam ruang, gas memberikan tekanan ke dinding
Terdifusi ke segala arah
Dari uraian di atas, dapat diasumsikan bahwa tekanan sangat bergantung pada volume benda atau dengan kata lain, kerapatan zat/udara (gas) juga turut berperan dalam menetapkan tekanan. Dengan tekanan berbanding terbalik dengan volume.
Pada praktikum kali ini, praktikan akan mencari besar tekanan (atmosfer) dengan menggunakan alat manometer. Serta menginterpretasikan dan menerapkannya ke dalam grafik dengan metode ralat bendera dan regresi. Dengan ini, diharapkan praktikan dapat mengerti dan memahami tentang hukum Boyle serta pengartiannya dalam grafik.
Tujuan
Belajar menerapkan dan mengartikan (meng-interpretasi-kan) grafik
Menentukan tekanan atmosfer
DASAR TEORI
Hukum Boyle dirumuskan oleh seorang kimiawan dan fisikawan asal Inggris yaitu Robert Boyle. Hukum Boyle ini berhubungan dengan besaran-besaran seperti volume, suhu dan tekanan. Robert Boyle menyatakan tentang sifat gas bahwa apabila massa gas (jumlah mol) dan temperatur suatu gas dijaga konstan, sementara volume gas diubah ternyata tekanan yang dikeluarkan gas juga berubah sedemikian sehingga perkalian antara tekanan (P) dan volume (V) selalu mendekati konstan. Dengan demikian adalah suatu kondisi bahwa gas tersebut gas sempurna (ideal). Hukum ini dikenal dengan hukum Boyle dengan persamaan :
P1 . V1 = KonstanP1 . V1 = Konstan……………. (2.1)……………. (2.1)
P1 . V1 = Konstan
P1 . V1 = Konstan
……………. (2.1)
……………. (2.1)
Atau
P1 . V1 = P2 . V2 = KonstanP1 . V1 = P2 . V2 = Konstan……………. (2.2)……………. (2.2)
P1 . V1 = P2 . V2 = Konstan
P1 . V1 = P2 . V2 = Konstan
……………. (2.2)
……………. (2.2)
Keterangan :
P1 = Tekanan pada keadaan awal
V1 = Volume pada kedaan awal
P2 = Tekanan pada keadaan akhir
V2 = Volume pada keadaan akhir
Syarat berlakunya hukum Boyle adalah gas harus dalam keadaan ideal (gas sempurna), yaitu gas yang terdiri dari satu atom atau lebih dan dianggap identik satu sama lain. Setiap molekul tersebut bergerak secara acak, bebas dan merata serta memenuhi persamaan gerak Newton. Yang dimaksud gas ideal dapat didefinisikan bahwa gas yang perbandingannya PV/nT nya dapat didefinisikan sama dengan R pada setiap besar tekanan. Dengan kata lain, gas sempurna pada tiap besar tekanan bertabiat sama seperti gas sejati pada tekanan rendah. Dengan persamaan sebagai berikut :
P . V=n . R . TP . V=n . R . T……………. (2.3)……………. (2.3)
P . V=n . R . T
P . V=n . R . T
……………. (2.3)
……………. (2.3)
Kekuatan volume dari kuantitas tetap udara naik, menetapkan udara dari suhu yang telah diukur tekanan (P) harus turun secara proposional. Jika dikonversikan, menurukan volume udara sama dengan meninggikan tekanan. Untuk menunjukkan hukum Boyle, digunakan manometer yang berfungsi mengukur tekanan tolak (dengan catatan tabung dikondisikan dalam keadaan rapat, tidak terjadi celah/kebocoran udara). Persamaannya sebagai berikut :
……………. (2.4)……………. (2.4)P-Po = ρ . g .hP-Po = ρ . g .h
……………. (2.4)
……………. (2.4)
P-Po = ρ . g .h
P-Po = ρ . g .h
Keterangan :
P = Tekanan Tolak g = Gravitasi
Po = Tekanan atmosfer h = Perbedaan tinggi pada tabung
ρ = Massa jenis larutan
METODE EKSPERIMEN
Alat dan Bahan
Air raksa
Kran
Tabung karet/Tabung 'U' elastis
Statis
Penggaris
Corong
Skema Percobaan
Gambar 3.1 Skema persiapan alat dan bahan (kran dibuka sehingga air raksa sejajar)
Gambar 3.2 Skema perubahan ketinggian air ketika kran ditutup
Tata Laksana Percobaan
Alat dan bahan disiapkan dan disusun sesuai skema (Gambar 2.1) dengan kran terbuka sehingga tinggi air sejajar.
Jarak antara kran dan air raksa diukur dan dicatat sebagai lo sepanjang 20 cm
Tabung kolom kiri (tertutup dengan kran) diubah posisinya sebesar 0.5 cm sebanyak 10 data
Penurunan air raksa pada kolom kanan pada setiap kenaikan 0,5 cm diamati, dan selisih tinggi raksa kolom kiri dengan kanan diukur dan dicatat sebagai h
Jarak kran dan kedudukan air raksa di kolom kiri di ukur dan dicatat sebagai L
Langkah 1-5 diulangi dengan posisi lo sepanjang 25 cm
……………. (3.1)……………. (3.1)P . V=n . R . TP . V=n . R . TAnalisa Data
……………. (3.1)
……………. (3.1)
P . V=n . R . T
P . V=n . R . T
……………. (3.2)……………. (3.2)
……………. (3.2)
……………. (3.2)
}}……………. (3.3)……………. (3.3)P= Po+ ρ . g .hP= Po+ ρ . g .h P . V=K
}
}
……………. (3.3)
……………. (3.3)
P= Po+ ρ . g .h
P= Po+ ρ . g .h
Subtitusi ke persamaan (3.2)Subtitusi ke persamaan (3.2)……………. (3.4)……………. (3.4)V=π r2 lV=π r2 l
Subtitusi ke persamaan (3.2)
Subtitusi ke persamaan (3.2)
……………. (3.4)
……………. (3.4)
V=π r2 l
V=π r2 l
(Po+ ρ . g .h) π r2 l=K(Po+ ρ . g .h) π r2 l=K
(Po+ ρ . g .h) π r2 l=K
(Po+ ρ . g .h) π r2 l=K
Po π r2 l+ρ . g .h π r2 l=KPo π r2 l+ρ . g .h π r2 l=K
Po π r2 l+ρ . g .h π r2 l=K
Po π r2 l+ρ . g .h π r2 l=K
ρ . g .h π r2 = Kl- Po π r2ρ . g .h π r2 = Kl- Po π r2
ρ . g .h π r2 = Kl- Po π r2
ρ . g .h π r2 = Kl- Po π r2
h =Kρ g π . 1l- Poρ gr2h =Kρ g π . 1l- Poρ gr2
h =Kρ g π . 1l- Poρ g
r2
h =Kρ g π . 1l- Poρ g
r2
* ρr =ρraksa = 13.600 kg/m2 g=9,8 m/s2 1 kg/ms2 =10-5bar* ρr =ρraksa = 13.600 kg/m2 g=9,8 m/s2 1 kg/ms2 =10-5bar y m x c
* ρr =ρraksa = 13.600 kg/m2
g=9,8 m/s2
1 kg/ms2 =10-5bar
* ρr =ρraksa = 13.600 kg/m2
g=9,8 m/s2
1 kg/ms2 =10-5bar
Po= Po±ΔPoPo= Po±ΔPo}}* Po=c. ρr . g* Po=c. ρr . g
Po= Po±ΔPo
Po= Po±ΔPo
}
}
* Po=c. ρr . g
* Po=c. ρr . g
ΔPo=Δc. ρr . gΔPo=Δc. ρr . g
ΔPo=Δc. ρr . g
ΔPo=Δc. ρr . g
h(10-3) (m)h(10-3) (m)m1= y x= h 1lm2= y x= h 1lm1= y x= h 1lm2= y x= h 1lm1m1Metode Grafik
h(10-3)
(m)
h(10-3)
(m)
m1= y x= h 1l
m2= y x= h 1l
m1= y x= h 1l
m2= y x= h 1l
m1
m1
y=mx+cy=mx+c}}mmm2m2
y=mx+c
y=mx+c
}
}
m
m
m2
m2
}}m=m1+m22 , m=m1-m22m=m1+m22 , m=m1-m22
}
}
m=m1+m22 , m=m1-m22
m=m1+m22 , m=m1-m22
m= m±Δmm= m±Δm1l (m-1)1l (m-1)
m= m±Δm
m= m±Δm
1l (m-1)
1l (m-1)
c2c2
c2
c2
cc 0
c
c
c1c1
c1
c1
Gambar 1. Grafik hubungan.... (… vs …)
1l(m-1)1l(m-1)Gambar 1. Tabel…...
1l(m-1)
1l(m-1)
l (10-2)(m)l (10-2)(m)h (10-3)(m)h (10-3)(m)
l (10-2)(m)
l (10-2)(m)
h (10-3)(m)
h (10-3)(m)
Metode Regresi
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2
c=c±Δcc=c±ΔcΔc=SyΣxN Σx2-(Σx)2Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2
c=c±Δc
c=c±Δc
Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2
Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2
c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2
c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2
,
HASIL EKSPERIMEN
Data
Percobaan 1 (lo=0,20 m variasi pengurangan panjang 0,005 m)
Gambar 4.1 Tabel percobaan 1 dengan lo=0,20 m
l (10-2)(m)l (10-2)(m)
l (10-2)(m)
l (10-2)(m)
h (10-3)(m)h (10-3)(m)
h (10-3)(m)
h (10-3)(m)
1l(m-1)1l(m-1)
1l(m-1)
1l(m-1)
19,5
4
5,13
19
8
5,26
18,5
12
5,40
18
16
5,56
17,5
20
5,71
17
24
5,88
16,5
27
6,06
16
31
6,25
15,5
35
6,45
15
39
6,67
Percobaan 2 (lo=0,25 m variasi pengurangan panjang 0,005 m)
Gambar 4.2 Tabel percobaan 2 dengan lo=0,25 m
l (10-2)(m)l (10-2)(m)
l (10-2)(m)
l (10-2)(m)
h (10-3)(m)h (10-3)(m)
h (10-3)(m)
h (10-3)(m)
1l(m-1)1l(m-1)
1l(m-1)
1l(m-1)
24,5
5
4,08
24
8
4,17
23,5
12
4,26
23
16
4,35
22,5
20
4,44
22
23
4,54
21,5
27
4,65
21
30
4,76
20,5
33
4,88
20
37
5,00
Grafik
Percobaan 1 (lo=0,20 m variasi pengurangan ketinggian 0,005 m )
1) Grafik metode grafik dengan lo=0,20 m
Gambar 4.3 Grafik metode grafik hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,20 mGambar 4.3 Grafik metode grafik hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,20 m
Gambar 4.3 Grafik metode grafik hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,20 m
Gambar 4.3 Grafik metode grafik hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,20 m
2) Grafik metode regresi dengan lo=0,20 m
Gambar 4.4 Grafik metode regresi linier hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,20 mGambar 4.4 Grafik metode regresi linier hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,20 m
Gambar 4.4 Grafik metode regresi linier hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,20 m
Gambar 4.4 Grafik metode regresi linier hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,20 m
Percobaan 2 (lo=0,25 m variasi pengurangan ketinggian 0,005 m )
Grafik metode grafik dengan lo=0,25 m
Gambar 4.5 Grafik metode grafik hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,25 mGambar 4.5 Grafik metode grafik hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,25 m
Gambar 4.5 Grafik metode grafik hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,25 m
Gambar 4.5 Grafik metode grafik hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,25 m
2) Grafik metode regresi dengan lo=0,25 m
Gambar 4.6 Grafik metode regresi linier hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,25 mGambar 4.6 Grafik metode regresi linier hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,25 m
Gambar 4.6 Grafik metode regresi linier hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,25 m
Gambar 4.6 Grafik metode regresi linier hubungan antara jarak dan selisih tinggi kolom raksa (1l vs h) pada lo= 0,25 m
Perhitungan
Percobaan 1 (lo=0,20 m variasi pengurangan ketinggian 0,005 m )
m2= y x= h 1l =39x10-3-20x10-36,67-5,71 =19x10-30,96 =0,020m2= y x= h 1l =39x10-3-20x10-36,67-5,71 =19x10-30,96 =0,020Metode Grafik
m2= y x= h 1l
=39x10-3-20x10-36,67-5,71
=19x10-30,96
=0,020
m2= y x= h 1l
=39x10-3-20x10-36,67-5,71
=19x10-30,96
=0,020
m1= y x= h 1l
=33x10-3-12x10-36,25-5,40
=19x10-30,85
=0,022
m=m1-m22 =0,022-0,0202 =0,0022 =0,001 m=m1-m22 =0,022-0,0202 =0,0022 =0,001m=m1-m22 =0,022+0,0202 =0,0422 =0,021m=m1-m22 =0,022+0,0202 =0,0422 =0,021
m=m1-m22
=0,022-0,0202
=0,0022
=0,001
m=m1-m22
=0,022-0,0202
=0,0022
=0,001
m=m1-m22
=0,022+0,0202
=0,0422
=0,021
m=m1-m22
=0,022+0,0202
=0,0422
=0,021
m±Δm=(0,021±0,001) m±Δm=(0,021±0,001)
m±Δm=(0,021±0,001)
m±Δm=(0,021±0,001)
Metode Regresi Linier
lo=0,20 m (dari grafik hanya didapat 7 data yang dilalui dan dekat dengan garis. Jadi, N=7)
Gambar 4.7 Tabel metode regresi linier percobaan 1
No.
x (m)
y (10-3) (m)
x2 (m2)
y2 (10-6) (m2)
xy (10-3) (m)
1.
5,40
12
29,16
144
64,80
2.
5,56
16
30,91
256
88,96
3.
5,71
20
32,60
400
114,20
4.
6,06
27
36,72
729
163,62
5.
6,25
31
39,06
961
193,75
6.
6,45
35
41,60
1225
225,75
7.
6,67
39
44,49
1521
260,13
Σ
42,10
180
254,54
5236
1111,21
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2 =17-25236x10-6 . 254,54 .(3,24x10-2)-16,84+8,641781,78-1772,41 =15 5236x10-6. 8,25-16,84+8,641781,78-1772,41 =15 5236x10-6. 0,059,37 =15 2,79x10-5 =5,59x10-6Sy=2,36x10-3Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2 =17-25236x10-6 . 254,54 .(3,24x10-2)-16,84+8,641781,78-1772,41 =15 5236x10-6. 8,25-16,84+8,641781,78-1772,41 =15 5236x10-6. 0,059,37 =15 2,79x10-5 =5,59x10-6Sy=2,36x10-3
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2
=17-25236x10-6 . 254,54 .(3,24x10-2)-16,84+8,641781,78-1772,41
=15 5236x10-6. 8,25-16,84+8,641781,78-1772,41
=15 5236x10-6. 0,059,37
=15 2,79x10-5
=5,59x10-6
Sy=2,36x10-3
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2
=17-25236x10-6 . 254,54 .(3,24x10-2)-16,84+8,641781,78-1772,41
=15 5236x10-6. 8,25-16,84+8,641781,78-1772,41
=15 5236x10-6. 0,059,37
=15 2,79x10-5
=5,59x10-6
Sy=2,36x10-3
c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2 =254,54 . 180x10-3-42,1 . 1111,21x10-3 1781,78-1772,41 =45,82-46,789,37 =-0,102c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2 =254,54 . 180x10-3-42,1 . 1111,21x10-3 1781,78-1772,41 =45,82-46,789,37 =-0,102
c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2
=254,54 . 180x10-3-42,1 . 1111,21x10-3 1781,78-1772,41
=45,82-46,789,37
=-0,102
c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2
=254,54 . 180x10-3-42,1 . 1111,21x10-3 1781,78-1772,41
=45,82-46,789,37
=-0,102
* Po=c. ρr . g =-0,102 . 13600 . 9,8 =-13594,56 kgms2 =-0,136 bar* Po=c. ρr . g =-0,102 . 13600 . 9,8 =-13594,56 kgms2 =-0,136 bar
* Po=c. ρr . g
=-0,102 . 13600 . 9,8
=-13594,56 kgms2
=-0,136 bar
* Po=c. ρr . g
=-0,102 . 13600 . 9,8
=-13594,56 kgms2
=-0,136 bar
Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2 =2,36x10-342,19,37 =2,36x10-34,49 =0,005Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2 =2,36x10-342,19,37 =2,36x10-34,49 =0,005
Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2
=2,36x10-342,19,37
=2,36x10-34,49
=0,005
Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2
=2,36x10-342,19,37
=2,36x10-34,49
=0,005
ΔPo=Δc. ρr . g =0,005 . 13600 . 9,8 =666,4kgms2 =0,006 barΔPo=Δc. ρr . g =0,005 . 13600 . 9,8 =666,4kgms2 =0,006 bar
ΔPo=Δc. ρr . g
=0,005 . 13600 . 9,8
=666,4kgms2
=0,006 bar
ΔPo=Δc. ρr . g
=0,005 . 13600 . 9,8
=666,4kgms2
=0,006 bar
Po= Po±ΔPo=(-0,136±0,006) bar Po= Po±ΔPo=(-0,136±0,006) bar c±Δc=(-0,102±0,005) c±Δc=(-0,102±0,005)
Po= Po±ΔPo=(-0,136±0,006) bar
Po= Po±ΔPo=(-0,136±0,006) bar
c±Δc=(-0,102±0,005)
c±Δc=(-0,102±0,005)
Percobaan 2 (lo=0,25 m variasi pengurangan ketinggian 0,005 m)
m2= y x= h 1l =33x10-3-16x10-34,88-4,35 =17x10-30,53 =0,032m2= y x= h 1l =33x10-3-16x10-34,88-4,35 =17x10-30,53 =0,032Metode Grafik
m2= y x= h 1l
=33x10-3-16x10-34,88-4,35
=17x10-30,53
=0,032
m2= y x= h 1l
=33x10-3-16x10-34,88-4,35
=17x10-30,53
=0,032
m1= y x= h 1l
=37x10-3-20x10-35,00-4,44
=17x10-30,56
=0,030
m=m1-m22 =0,030+0,0322 =0,0622 =0,031m=m1-m22 =0,030+0,0322 =0,0622 =0,031 m=m1-m22 =0,030-0,0322 =0,0022 =0,001 m=m1-m22 =0,030-0,0322 =0,0022 =0,001
m=m1-m22
=0,030+0,0322
=0,0622
=0,031
m=m1-m22
=0,030+0,0322
=0,0622
=0,031
m=m1-m22
=0,030-0,0322
=0,0022
=0,001
m=m1-m22
=0,030-0,0322
=0,0022
=0,001
m±Δm=(0,031±0,001) m±Δm=(0,031±0,001)
m±Δm=(0,031±0,001)
m±Δm=(0,031±0,001)
Metode Regresi Linier
lo=0,25 m (dari grafik hanya didapat 7 data yang dilalui dan dekat dengan garis. Jadi, N=7)
Gambar 4.8 Tabel metode regresi linier percobaan 2
No.
x (m)
y (10-3) (m)
x2 (m2)
y2 (10-6) (m2)
xy (10-3) (m)
1.
4,35
16
18,92
256
69,60
2.
4,44
20
19,71
400
88,80
3.
4,54
23
20,61
529
104,42
4.
4,65
27
21,62
729
125,55
5.
4,76
30
22,66
900
142,80
6.
4,88
33
23,81
1089
161,04
7.
5,00
37
25,00
1369
285,00
Σ
32,62
186
152,33
5272
877,21
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2 =17-25272x10-6 . 152,33 .(3,46x10-2)-10,64+5,391066,31-1064,06 =15 5272x10-6. 5,27-10,64+5,391066,31-1064,06 =15 5272x10-6. 0,022,25 =15 4,69x10-5 =9,38x10-6Sy=3,06x10-3Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2 =17-25272x10-6 . 152,33 .(3,46x10-2)-10,64+5,391066,31-1064,06 =15 5272x10-6. 5,27-10,64+5,391066,31-1064,06 =15 5272x10-6. 0,022,25 =15 4,69x10-5 =9,38x10-6Sy=3,06x10-3
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2
=17-25272x10-6 . 152,33 .(3,46x10-2)-10,64+5,391066,31-1064,06
=15 5272x10-6. 5,27-10,64+5,391066,31-1064,06
=15 5272x10-6. 0,022,25
=15 4,69x10-5
=9,38x10-6
Sy=3,06x10-3
Sy=1N-2Σy2 . Σx2 (Σy)2-2 Σx Σy Σxy+N (Σxy)2N Σx2-(Σx)2
=17-25272x10-6 . 152,33 .(3,46x10-2)-10,64+5,391066,31-1064,06
=15 5272x10-6. 5,27-10,64+5,391066,31-1064,06
=15 5272x10-6. 0,022,25
=15 4,69x10-5
=9,38x10-6
Sy=3,06x10-3
c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2 =152,33 . 186x10-3-32,62 . 877,21x10-3 1066,31-1064,06 =28,33-28,612,25 =-0,120c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2 =152,33 . 186x10-3-32,62 . 877,21x10-3 1066,31-1064,06 =28,33-28,612,25 =-0,120
c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2
=152,33 . 186x10-3-32,62 . 877,21x10-3 1066,31-1064,06
=28,33-28,612,25
=-0,120
c=Σx2 Σy- Σx ΣxyN Σx2-(Σx)2
=152,33 . 186x10-3-32,62 . 877,21x10-3 1066,31-1064,06
=28,33-28,612,25
=-0,120
* Po=c. ρr . g =-0,120 . 13600 . 9,8 =-15993,6 kgms2 =-0,160 bar* Po=c. ρr . g =-0,120 . 13600 . 9,8 =-15993,6 kgms2 =-0,160 bar
* Po=c. ρr . g
=-0,120 . 13600 . 9,8
=-15993,6 kgms2
=-0,160 bar
* Po=c. ρr . g
=-0,120 . 13600 . 9,8
=-15993,6 kgms2
=-0,160 bar
Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2 =3,06x10-332,622,25 =3,06x10-314,49 =0,012Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2 =3,06x10-332,622,25 =3,06x10-314,49 =0,012
Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2
=3,06x10-332,622,25
=3,06x10-314,49
=0,012
Δc=SyΣxN Σx2-(Σx)2
=3,06x10-332,622,25
=3,06x10-314,49
=0,012
ΔPo=Δc. ρr . g =0,012 . 13600 . 9,8 =1599,36 kgms2 =0,016 barΔPo=Δc. ρr . g =0,012 . 13600 . 9,8 =1599,36 kgms2 =0,016 bar
ΔPo=Δc. ρr . g
=0,012 . 13600 . 9,8
=1599,36 kgms2
=0,016 bar
ΔPo=Δc. ρr . g
=0,012 . 13600 . 9,8
=1599,36 kgms2
=0,016 bar
Po= Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar Po= Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar c±Δc=(-0,120±0,012) c±Δc=(-0,120±0,012)
Po= Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar
Po= Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar
c±Δc=(-0,120±0,012)
c±Δc=(-0,120±0,012)
PEMBAHASAN
Hukum Boyle menyatakan bahwa volume suatu gas berbanding terbalik dengan tekanan yang diberikan pada saat suhu konstan. Pada praktikum kali ini, praktikan akan mencari tekanan atmosfer dan berusaha membuktikan hukum Boyle tersebut. Alat yang digunakan adalah manometer berbentuk "U". Pada praktikum, praktikan melakukan dua kali percobaan dengan lo=0,20 m dan lo=0,25 m. Setiap percobaan, dilakukan variasi l dengan penurunan air raksa sebesar 0,005 m sampai 10 data. Setelah itu data diolah dan di artikan ke dalam 2 bentuk grafik. Yaitu, metode grafik dan metode regresi linier.
Dari metode grafik, dapat diamati bahwa pada percobaan 1 dn 2 c berbanding lurus dengan 1l. Berdasarkan metode grafik didapatkan:
Percobaan 1, lo=0,20 m
m±Δm=(0,021±0,001)m±Δm=(0,021±0,001)
m±Δm=(0,021±0,001)
m±Δm=(0,021±0,001)
Percobaan 2, lo=0,25 m
m±Δm=(0,031±0,001)m±Δm=(0,031±0,001)
m±Δm=(0,031±0,001)
m±Δm=(0,031±0,001)
Kelebihan penggunaan metode grafik adalah perhitungan yang sederhana. Namun, metode grafik ini memiliki tingkat ketelitian yang rendah.
Metode kedua yang digunakan adalah metode regresi linier. Dengan metode ini didapatkan nilai c, Δc, Po, dan ΔPo sebagai berikut :
Percobaan 1, lo=0,20 m
c±Δc=(-0,102±0,005)c±Δc=(-0,102±0,005)
c±Δc=(-0,102±0,005)
c±Δc=(-0,102±0,005)
Po±ΔPo=(-0,136±0,006) barPo±ΔPo=(-0,136±0,006) bar
Po±ΔPo=(-0,136±0,006) bar
Po±ΔPo=(-0,136±0,006) bar
c±Δc=(-0,120±0,012)c±Δc=(-0,120±0,012)Percobaan 2, lo=0,25 m
c±Δc=(-0,120±0,012)
c±Δc=(-0,120±0,012)
Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar
Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar
Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar
Namun, terdapat ketidakcocokan antara nilai c hasil perhitungan metode regresi linier dengan metode grafik. Pada metode grafik percobaan 1, didapat nilai c sebesar 1, sedangkan dalam perhitungan dihasilkan c=-0,102. Dalam percobaan 2 pun juga terjadi perbedaan dimana nila c pada metode grafik adalah -2 dan pada perhitungan adalah c=-0,120. Hal ini bisa saja terjadi dikarenakan ketidaktelitian praktikan dalam menghitung ataupun dalam melaksanakan praktikum. Misalnya, ketidaktelitian dalam membaca nila l dan h.
Untuk nilai Po, dari hasil perhitungan dapat disimpulkan bahwa nilai Po berbanding terbalik dengan 1l karena c=Poρg.
Sedangkan pada grafik yang telah digambar, dihasilkan grafik dengan kemiringan garis yang linier. Grafik menunjukkan perbedaan ketinggian air raksa (h) berbanding lurus dengan 1l. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa teori P=1V adalah benar. Berkaitan dengan rumus PV=nRT dimana P berbanding lurus dengan nilai h (Po+ρgh) sedangkan V berbanding lurus dengan l (V=πr2l). Jika tekanan (P) dikombinasikan dengan volume (V), maka akan didapat rumus :
Po+cgh=cπr2l
Dari rumus tersebut terlihat bahwa h berbanding lurus dengan 1l yang menandakan bahwa kemiringan grafik linier adalah benar.
Akan tetapi, jika c pada perhitungan dan grafik berbeda nilai, maka dapat disimpulkan bahwa nilai P pada perhitungan dan grafik juga berbeda. Hal ini sudah dijelaskan, terdapat banyak faktor yang menyebabkan perbedaan nilai c, sehingga menyebabkan perbedaan nilai tekanan atmosfernya.
KESIMPULAN
Selisih ketinggian kolom raksa (h) berbanding lurus dengan 1l
Tekanan atmosfer berbanding lurus dengan 1l
Perbedaan nilai c pada perhitungan dan grafik menyebabkan nilai P atau tekanan atmosfernya berbeda pula
Hukum boyle terbukti karena P berbanding terbalik dengan V
Apabila volume diperbesar, maka l juga semakin besar. Sehingga, V berbanding terbalik dengan 1l
Hasil percobaan hukum Boyle :
Percobaan 1, lo=0,20 m
m±Δm=(0,021±0,001)m±Δm=(0,021±0,001)
m±Δm=(0,021±0,001)
m±Δm=(0,021±0,001)
c±Δc=(-0,102±0,005)c±Δc=(-0,102±0,005)
c±Δc=(-0,102±0,005)
c±Δc=(-0,102±0,005)
Po±ΔPo=(-0,136±0,006) barPo±ΔPo=(-0,136±0,006) barTekanan atmosfernya :
Po±ΔPo=(-0,136±0,006) bar
Po±ΔPo=(-0,136±0,006) bar
Percobaan 2, lo=0,25 m
m±Δm=(0,031±0,001)m±Δm=(0,031±0,001)
m±Δm=(0,031±0,001)
m±Δm=(0,031±0,001)
c±Δc=(-0,120±0,012)c±Δc=(-0,120±0,012)
c±Δc=(-0,120±0,012)
c±Δc=(-0,120±0,012)
Tekanan atmosfernya :
Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar
Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar
Po±ΔPo=(-0,160±0,016) bar
DAFTAR PUSTAKA
Halliday, Resnick.1985. Fisika. Jakarta : Erlangga.
Staf Laboratorium Fisika Dasar. 2014. Panduan Praktikum Fisika Dasar I. Yogyakarta : Laboratorium Fisika Dasar UGM.
Bueche, Fredenck J. 1998. Seri Buku Schaum Teori dan Soal Fisika Edisi Kedelapan. Bandung : Erlangga
Yogyakarta, 1 Desember 2014
Asisten, Praktikan,
(Limaran K) (Neneng Alif Karlina)
Lampiran