Hukum Gay Lussac (1802)

Setelah lebih dari satu abad penemuan Boyle ilmuwan mulai tertarik pada hubungan antara
volume dan temperatur gas. Mungkin karena balon termal menjadi topik pembicaraan di
kota waktu itu. Kimiawan Perancis Jacques Alexandre César Charles (1746-1823), seorang
navigator balon yang terkenal pada waktu itu, mengenali bahwa, pada tekanan tetap,  volume gas akan meningkat bila temperaturnya dinaikkan. Hubungan ini disebut dengan hukum Charles, walaupun datanya sebenarnya tidak kuantitatif. Gay-Lussac lah yang kemudian memplotkan volume gas terhadap temperatur dan mendapatkan garis lurusKarena alasan ini hukum Charles sering dinamakan hukum Gay-Lussac. Baik hukum Charles dan hukum Gay-Lussac kira-kira diikuti oleh semua gas selama tidak terjadi pengembunan.

Pembahasan menarik dapat dilakukan dengan hukum Charles. Dengan
mengekstrapolasikan plot volume gas terhadap temperatur, volumes menjadi nol pada
temperatur tertentu. Menarik bahwa temperatur saat volumenya menjadi nol sekitar -273°C
(nilai tepatnya adalah -273.2 °C) untuk semua gas. Ini mengindikasikan bahwa pada
tekanan tetap, dua garis lurus yang didapatkan dari pengeplotan volume V1 dan V2 dua gas
1 dan 2 terhadap temperatur akan berpotongan di V = 0.

Fisikawan Inggris Lord Kelvin (William Thomson (1824-1907)) mengusulkan pada
temperatur ini temperatur molekul gas menjadi setara dengan molekul tanpa gerakan dan
dengan demikian volumenya menjadi dapat diabaikan dibandingkan dengan volumenya
pada temperatur kamar, dan ia mengusulkan skala temperatur baru, skala temperatur
Kelvin, yang didefinisikan dengan persamaan berikut.
273,2 + °C = K
Kini temperatur Kelvin K disebut dengan temperatur absolut, dan 0 oK disebut dengan
titik nol absolut. Dengan menggunakan skala temperatur absolut, hukum Charles dapat
diungkapkan dengan persamaan sederhana
V = bT (K)
dengan b adalah konstanta yang tidak bergantung jenis gas.
Menurut Kelvin, temperatur adalah ukuran gerakan molekular. Dari sudut pandang ini, nol
absolut khususnya menarik karena pada temperatur ini, gerakan molekular gas akan
berhenti. Nol absolut tidak pernah dicapai dengan percobaan. Temperatur terendah yang
pernah dicapai adalah sekitar 0,000001 K.
Avogadro menyatakan bahwa gas-gas bervolume sama, pada temperatur dan tekanan yang
sama, akan mengandung jumlah molekul yang sama (hukum Avogadro). Hal ini sama
dengan menyatakan bahwa volume gas nyata apapun sangat kecil dibandingkan dengan
volume yang ditempatinya. Bila anggapan ini benar, volume gas sebanding dengan jumlah
molekul gas dalam ruang tersebut. Jadi, massa relatif, yakni massa molekul atau massa
atom gas, dengan mudah didapat.
“Dalam suatu reaksi kimia gas yang diukur pada P dan T yang sama volumenya
berbanding lurus dengan koefisien reaksi atau mol, dan berbanding lurus sebagai
bilangan bulat dan sederhana.”
Contoh : Berat 1 liter suatu gas = 2 gram, 10 liter NO pada P dan T yang
sama beratnya 7,5 gram.
Berapa berat molekul tersebut?
Jawab : V1 / V2 = n1 / n2
n1 = 2 / x
n1 =(V1xn2)/V2
2 /x =(1x0,25)/10
X = 20/0,25= 80