Hukum Boyle mendeskripsikan kebalikan hubungan proporsi antara tekanan absolut dan volume udara, jika suhu tetap konstan dalam sistem tertutup. Hukum ini dinamakan setelah kimiawan dan fisikawan Robert Boyle, yang menerbitkan hukum aslinya pada tahun 1662. Hukumnya sendiri berbunyi:
“Untuk jumlah tetap gas ideal tetap di suhu yang sama, P [tekanan] dan V [volume] merupakan proporsional terbalik (di mana yang satu ganda, yang satunya setengahnya).”
Hukum Boyle adalah berdasarkan dari eksperimen dengan udara, dimana ia mempertimbangkan adanya partikel fluida di tengah mata air yang tidak terlihat. Saat itu, udara masih terlihat sebagai satu dari empat elemen, tetapi Boyle tidak setuju. Minat Boyle kemungkinan adalah untuk mengerti bahwa udara adalah bagian penting dalam hidup; ia mempublikasikan sebagai contoh pertumbuhan tumbuhan tanpa udara.
Hukum boyle ditemukan oleh Robert Boyle yang menyelidiki pengaruh tekanan terhadap volume gas pada suhu tetap. Pernyataan Robert Boyle dikenal dengan Hukum Boyle, yang berbunyi :
“Pada suhu tetap, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya”
Dari hukum Boyle tersebut berarti hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup adalah konstan (tetap) asalkan suhu gas tetap.
Pernyataan tersebut bila ditulis dalam bentuk rumus :
P . V = C
Dimana c = bilangan tetap (konstanta)
Bila tekanan diubah maka volum gas juga berubah maka rumus di atas dapat ditulis sebagai berikut.
P1 . V1 = P2 . V2
Keterangan:
P1 = tekanan gas mula-mula (atm, cm Hg, N/m2, Pa)
P2 = tekanan gas akhir (atm, cm Hg, N/m2, Pa)
V1 = volum gas mula-mula (m3, cm3)
V2 = volum gas akhir (m3, cm3)
Penerapan Hukum Boyle
Penerapan Hukum Boyle terdapat pada prinsip kerja pompa. Pompa adalah alat yang digunakan untuk memindahkan gas atau zat cair. Berdasarkan prinsip kerja ini, pompa dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu pompa hisap dan pompa tekan.
Saat penghisap ditarik, maka volume udara dalam pompa membesar dan udara tidak dapat masuk ke ban sebab harus masuk melalui katup (ventil) dari karet. Jika pengisap ditekan maka volume udara dalam pompa mengecil dan udara dapat masuk ke ban melalui ventil karena tekanannya membesar.
Contoh penggunaan hukum Boyle
- Pergantian tekanan dalam penyuntik
- Meniup balon
- Peningkatan ukuran gelembung saat mereka naik ke permukaan.
- Kematian makhluk laut dalam karena perubahan tekanan.
- Masalah pada telinga di ketinggian tinggi.