Jawaban:

Diketahui:

Tinggi kolom raksa pada manometer (kaki kanan dan kiri) = 76 cm

Panjang lajur udara dalam pipa tertutup pada saat awal (sebelum dihubungkan dengan tabung gas) = 15 cm

Panjang lajur udara dalam pipa tertutup setelah dihubungkan dengan tabung gas = 5 cm

Kita dapat menggunakan hukum Boyle untuk menyelesaikan masalah ini, yaitu:

P1V1 = P2V2

dengan asumsi suhu dan jumlah mole gas tetap. Kita bisa menganggap lajur udara dalam pipa tertutup sebagai gas yang memenuhi syarat tersebut.

Untuk menentukan tekanan gas dalam tabung, kita perlu mencari tekanan pada lajur udara dalam pipa tertutup setelah dihubungkan dengan tabung gas. Karena kolom raksa pada kaki kanan dan kiri sama, maka tekanan pada kedua ujung pipa juga sama. Sehingga, kita dapat menuliskan:

P1 = P2

V1 dan V2 dapat dituliskan sebagai berikut:

V1 = Luas alas prisma x Tinggi prisma = 70h

V2 = 5 cm x Luas penampang pipa tertutup

Substitusi P1, P2, V1, dan V2 ke dalam hukum Boyle, maka kita dapat menyelesaikan masalah ini sebagai berikut:

P1V1 = P2V2

P1 x 70h = P2 x 5 cm x Luas penampang pipa tertutup

P1 x 70h = P2 x 5 cm x 1 cm²

P1 x 70h = P2 x 5

P1 = (P2 x 5) / 70h

Kita tahu bahwa tekanan udara pada saat itu adalah 76 cmHg. Kita bisa mengonversi satuan ini ke dalam satuan SI (Pascal) sebagai berikut:

1 cmHg = 1,33322 x 10^3 Pa

Maka, tekanan udara pada saat itu adalah:

P1 = 76 cmHg x 1,33322 x 10^3 Pa/cmHg = 101325 Pa

Substitusi P1 ke dalam persamaan di atas, maka kita dapat menyelesaikan masalah ini sebagai berikut:

101325 = (P2 x 5) / 70h

P2 x 5 = 101325 x 70h

P2 = (101325 x 70h) / 5

P2 = 1418550h

Kita tahu bahwa volume gas pada saat awal (sebelum dihubungkan dengan tabung gas) adalah 15 cm dan setelah dihubungkan dengan tabung gas menjadi 5 cm. Oleh karena itu, tekanan gas dalam tabung harus 3 kali tekanan pada lajur udara dalam pipa tertutup setelah dihubungkan dengan tabung gas.

P3 = 3P2 = 3 x 1418550h = 4255650h

Dengan demikian, tekanan gas dalam tabung adalah 4255650h. Namun, kita tidak dapat menentukan nilai h dengan informasi yang diberikan dalam soal.