Contoh Latihan Soal Hukum Boyle dan Pembahasannya dengan Rumus | Fisika Kelas 9 SMP

Contoh latihan soal hukum boyle dan pembahasannya menjadi dasar penting dalam memahami hubungan matematis antara tekanan dan volume gas yang mengalami proses isotermal. 🩻🧑‍🏫

Konsep fundamental ini membantu memperkuat kemampuan analitis siswa saat menyelesaikan berbagai tipe soal yang membutuhkan ketelitian dalam membaca data.

Yuk, simak beberapa contoh latihan soal hukum Boyle lengkap dengan pembahasannya di bawah ini! 👇

Contoh Latihan Soal Hukum Boyle dan Pembahasannya Jenis Pilihan Ganda

Contoh latihan soal hukum boyle dan pembahasannya berikut ini disusun dalam bentuk pertanyaan yang memerlukan pemilihan jawaban tepat dari empat pilihan. 

Hal ini akan bisa membantu siswa untuk dapat melatih kemampuan dalam mengenali pola hubungan antara tekanan dan volume melalui penerapan langsung rumus Boyle.

Berikut ini beberapa contoh soal Hukum Boyle pilihan ganda:

Contoh Soal 1

Pada eksperimen Boyle di atas, volume udara mula-mula 80 cm³ pada tekanan 1 atm. Ketika merkuri ditambahkan, volume menjadi 40 cm³. Berapa tekanan barunya?

A. 1 atm 

B. 1,5 atm 

C. 2 atm 

D. 4 atm

Jawab: C (2 atm)

Pembahasan:

Hukum Boyle menyatakan bahwa pada suhu konstan, hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap (P₁V₁ = P₂V₂). Tekanan awal 1 atm dengan volume 80 cm³.

Ketika kolom merkuri naik, ruang udara mengecil menjadi 40 cm³, menyebabkan tekanan bertambah karena molekul udara bergerak pada ruang yang lebih sempit.

P₂ = (1 atm × 80 cm³) ÷ 40 cm³ = 2 atm.

Ini menunjukkan kompresi 2 kali lipat → tekanan naik dua kali lipat, sesuai bentuk grafik hiperbola pada kurva p–V.

Contoh Soal 2

Pada sebuah eksperimen Boyle terjadi kenaikan kolom merkuri 12 cm yang memperkecil volume dari 60 cm³ menjadi 45 cm³. Jika tekanan awal 1 atm, berapa tekanan akhirnya?

A. 1,12 atm

B. 1,33 atm

C. 1,45 atm 

D. 1,6 atm

Jawab: B (1,33 atm)

Pembahasan:

Tekanan akan meningkat jika volume diperkecil. Prosesnya isotermal sehingga berlaku P₁V₁ = P₂V₂.

P₂ = (1 × 60) / 45 = 1,333… atm.

Secara fisik, penurunan volume 25% meningkatkan frekuensi tumbukan molekul ke dinding tabung, sehingga tekanan naik. Ini sesuai grafik pada Gambar 7.15 di mana kurva menurun tajam saat volume kecil.

Contoh Soal 3

Pada eksperimen, volume awal 100 cm³ tekanan 0,9 atm. Ketika beban ditambahkan pada piston, volume menjadi 30 cm³. Tekanan akhirnya …

A, 2 atm 

B. 3 atm 

C. 2,5 atm 

D. 4 atm

Jawab: B (3 atm)

Pembahasan: 

P₁V₁ = P₂V₂ → perubahan volume yang drastis (lebih dari 3 kali lebih kecil) menyebabkan tekanan meningkat proporsional.

P₂ = (0.9 × 100) / 30 = 3 atm.

Piston memberikan gaya ke arah molekul gas sehingga jarak antar molekul makin pendek → tumbukan meningkat → tekanan naik.

Contoh Soal 4

Dalam tabung U, tekanan udara awal 760 mmHg dan volume 50 cm³. Ketika kolom naik menjadi 950 mmHg, volume udara adalah …

A. 38 

B. 40 

C. 34 

D. 30

Jawab: D (30 cm³)

Pembahasan: 

Kolom merkuri berfungsi menambah tekanan luar pada udara terperangkap. Saat tinggi kolom naik, tekanan bertambah sehingga volume mengecil.

V₂ = (760 × 50) / 950 = 30 cm³.

Ini juga menegaskan bahwa tekanan dan volume berhubungan terbalik secara hiperbolik.

Contoh Soal 5

Pada model paru-paru, volume balon dari 200 cm³ → 260 cm³ saat membran ditarik. Jika tekanan akhir 1 atm, tekanan awal …

A. 0,7 

B. 0,8 

C. 1,2 

D. 1,3

Jawab: C (1,2 atm)

Pembahasan: 

Pada model paru-paru buatan, menarik membran memperbesar volume ruang tertutup sehingga tekanan turun.

P₁V₁ = P₂V₂ → P₁ = (1 × 260) / 200 = 1,3 atm.

Ini menggambarkan inspirasi: volume rongga dada naik → tekanan intrapulmonal turun → udara masuk.