Hukum Boyle
Robert Boyle mengusulkan teori ini pada tahun 1662. Isinya adalah hubungan antara tekanan, volume dan massa gas pada suhu konstan. Hukum ini menyatakan bahwa volume (V) dari suatu massa gas berbanding terbalik dengan tekanan (P) pada suhu konstan.
Secara matematis dapat dinyatakan sebagai,
atau PV = k = konstanta
Pada suhu tertentu, ketika tekanan gas berubah dari P1menjadi P2 maka hubungan menjadi
P1 V1 = P2 V2 = konstan
dimana V 2 adalah volume baru gas. Perkalian dari volume dan tekanan untuk sebuah massa gas pada suhu konstan adalah konstan. Teori ini dapat diuji secara eksperimental dengan mengambil data volume tekanan gas seperti 10 g oksigen pada 25o C. Dari grafik dapat dilihat bahwa peningkatan tekanan brakibat berkurangnya volume, tetapi perkalian 'PV' tetap konstan. Data ini diplot dengan 'P' di sepanjang sumbu x dan panjang 'V' sumbu y.
Pada grafik perkalian 'PV' dengan 1/V di sumbu x dan tekanan 'P' di sumbu y, garis diagonal diperoleh yang menunjukkan 'PV' menjadi konstan bahkan jika kita mengubah tekanan.
Kurva PV untuk gas berbeda pada temperatur yang berbeda. Plot 'PV' melawan 'P' pada suhu yang berbeda dikenal sebagai isoterm. Kurva yang lebih tinggi sesuai dengan suhu yang lebih tinggi. Hukum Boyle mengungkapkan sifat kompresibel gas, yang memberikan ukuran kepadatan yang meningkat.
Contoh soal
1. Suatu gas menempati volume 250 mL pada 745 mm Hg dan 25 o C. Berapakah tekanan tambahan yang diperlukan untuk mengurangi volume gas untuk 200ml pada konsentrasi yang sama?
Penyelesaian
P 1 = 745 mm Hg V 1 = 250 mL
P 2 =? V 2 = 200ml
P 1 V 1 = P 2 V 2
Tekanan tambahan yang dibutuhkan adalah 931,25-745 = 186,25 mm.