Soal Teori Kinetik Gas
July 3, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
Short Description
Download Soal Teori Kinetik Gas...
Description
Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kinetik Gas, Fisikastudycenter.comG as, Materi Fisika 11 Kelas 2 SMA mencakup penggunaan persamaan gas ideal, variasi perubahan volume, suhu dan tekanan pada sistem gas ideal.
Soal No. 1 1 16 gram gas Oksigen (M = 32 gr/mol) berada pada tekanan 1 atm dan suhu 27oC. Tentukan volume gas jika: a) diberikan nilai R = 8,314 J/mol.K b) diberikan nilai R = 8314 J/kmol.K
Pembahasan Pembahasan a) untuk nilai R = 8,314 J/mol.K Data : R = 8,314 J/mol.K T = 27oC = 300 K n = 16 gr : 32 gr/mol = 0,5 mol 5
2
P = 1 atm = 10 N/m
b) untuk nilai R = 8314 J/kmol.K Data : R = 8314 J/kmol.K T = 27oC = 300 K n = 16 gr : 32 gr/mol = 0,5 mol P = 1 atm = 105 N/m2
Soal No. 2 2 Gas bermassa 4 kg bersuhu 27oC berada dalam tabung yang berlubang.
Jika tabung dipanasi hingga suhu 127 oC, dan pemuaian tabung diabaikan tentukan: a) massa gas yang tersisa di tabung b) massa gas yang keluar dari tabung c) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa awal gas d) perbandingan massa gas yang tersisa dalam tabung dengan massa awal gas e) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa gas yang tersisa dalam tabung Pembahasan Pembahasan Data : Massa gas awal m1 = 4 kg Massa gas tersisa m 2
Massa gas yang keluar dari tabung Δ m = m 2 − m1 a) massa gas yang tersisa di tabung
b) massa gas yang keluar dari tabung
c) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa awal gas
d) perbandingan massa gas yang tersisa dalam tabung dengan massa awal gas
e) perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa gas yang tersisa dalam tabung
Soal No. 3 3 A dan B dihubungkan dengan suatu pipa sempit. Suhu gas di A adalah 127 oC dan jumlah partikel gas di A tiga kali jumlah partikel di B.
Jika volume B seperempat volume A, tentukan suhu gas di B! Pembahasan Pembahasan Data : TA = 127oC = 400 K NA : NB = 2 : 1 VA : VB = 4 : 1
Soal No. 4 4 Gas dalam ruang tertutup memiliki suhu sebesar T Kelvin energi kinetik rata-rata Ek = 1200 joule dan laju efektif V = 20 m/s.
Jika suhu gas dinaikkan hingga menjadi 2T tentukan: a) perbandingan energi kinetik rata-rata gas kondisi akhir terhadap kondisi awalnya b) energi kinetik rata-rata akhir c) perbandingan laju efektif gas kondisi akhir terhadap kondisi awalnya d) laju efektif akhir Pembahasan Pembahasan a) perbandingan energi kinetik rata-rata gas kondisi akhir terhadap kondisi awalnya
b) energi kinetik rata-rata akhir
c) perbandingan laju efektif gas kondisi akhir terhadap kondisi awalnya
d) laju efektif akhir
Soal No. 5 5 Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas di dalamnya v. Jika suhu gas itu dinaikkan menjadi 2T maka kecepatan partikel gas tersebut menjadi …
A. √2 vv B. 12 C. 2 v D. 4 v E. v2 (Dari soal Ebtanas 1990) Pembahasan Pembahasan Data dari soal adalah: T1 = T T2 = 2T V1 = ν v2 =..... Kecepatan gas untuk dua suhu yang berbeda
Sehingga diperoleh
Soal No. 6 6 Didalam sebuah ruangan tertutup terdapat gas dengan suhu 27oC. Apabila gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali energi semula, maka gas itu harus dipanaskan sampai suhu … A. 100oC B. 135oC C. 1.200oC D. 1.227oC E. 1.500oC (Soal Ebtanas 1992) Pembahasan Pembahasan Data diambil dari soal T1 = 27°C 27°C = 27 + 273 = 300 K Ek2 = 5 Ek1 T2 = ..... Energi kinetik gas untuk dua suhu yang berbeda
Sehingga diperoleh
Dalam Celcius adalah = 1500 − 273 = 1227°C Soal No. 7 7 Di dalam ruang tertutup suhu suatu gas 27°C, tekanan 1 atm dan volume 0,5 liter. Jika suhu gas dinaikkan menjadi 327°C 327°C dan tekanan menjadi 2 atm, maka volume gas menjadi.... A. 1 liter B. 0,5 liter C. 0,25 liter D. 0,125 liter E. 0,0625 liter
Pembahasan Pembahasan Data soal: T1 = 27°C = 300 K P1 = 1 atm V1 = 0,5 liter T2 = 327°C = 600 K P2 = 2 atm V2 = .......... P1 V1 P2 V2 _______ = _______ T 1 T 2 (1)(0,5) (2) V2 _______ = _______ 300 600 V2 = 0,5 liter Soal No. 8 8 Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi…. A. 3/4 P B. 4/3 P C. 3/2 P D. 5/3 P E. 2 P (UN 2010 PO4) Pembahasan Pembahasan
Soal No. 9 9 Gas dengan volume V berada di dalam ruang tertutup bertekanan P dan bersuhu T. Bila gas mengembang secara isobarik sehingga volumenya menjadi 1/2 kali volume mula-mula, maka perbandingan suhu gas mula-mula dan akhir adalah....(UN Fisika 2014) A. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 1 : 3 D. 2 : 1 E. 3 : 2 Pembahasan Pembahasan Data soal: P1 = P → 1 T1 = T → 1 Isobaris artinya tekanannya sama P 1 = P2 → 1
Volumenya menjadi 1/2 kali volume mula-mula artinya: V2 = 1 V1 = 2 T1 : T2 =....
Soal No. 10 10 Suatu gas ideal mula-mula menempati ruangan yang volumenya V dan suhu T dan tekanan P. Tabung I I Tabung II II
Jika gas dipanaskan kondisinya seperti pada tabung 2, maka volume gas menjadi.... (UN Fisika 2014) A. 1/2 V B. 8/9 V C. 9/8 V D. 2/3 V E. 3/2 V Pembahasan Pembahasan Data soal: Tekanan menjadi 4/3 mula-mula: P1 = 3 P2 = 4 Suhu menjadi 3/2 mula-mula: T1 = 2 T2 = 3 V2 = ..... V1
PEMBAHASAN SOAL TEORI KINETIK GAS Pembahasan soal teori kinetik gas ini diperuntukkan semua siswa yang membutuhkan pengertian dan pemahaman soal secara mandiri.
1. Suatu gas ideal sebanyak 4 liter memiliki tekanan 1,5 atmosfer dan suhu27oC. Tentukan tekanan gas tersebut jika suhunya 47 oC dan volumenya 3,2 liter! Jawaban : Dik Kondisi 1 V = 4 L P = 1,5 atm T = 27+273=300K Kondisi 2 V = 3,2 L T = 47+273=320K jawabDit :
P2
2. Dalam tabung yang tertutup, volumenya dapat berubah-ubah dengan tutup yang dapat bergerak mula-mula memiliki volume 1,2 lt. Pada saat itu tekanannya diukur 1 atm dan suhunya 27 o C. Jika tutup tabung ditekan sehingga tekanan gas menjadi 1,2 atm ternyata volume gas menjadi 1,1 lt. Berapakah suhu gas tersebut? Dik Kondisi 1 V = 1,2 L P = 1 atm
Dit
T = 27+273=300K Kondisi 2 P = 1,2 atm V = 1,1 L T2
jawab :
3. Gas helium sebanyak 16 gram memiliki volume 5 liter dan tekanan 2 x 102 Pa. Jika R = 8,31 J/mol.K, berapakah suhu gas tersebut? Dik m = 16 gram V = 5 liter = 5 x 10-3 m3 P = 2 x 102 Pa R = 8,31 J/mol.K Dit jawab :
T
4. 1,2 kg gas ideal disimpan pada suatu silinder. Pada saat diukur tekanannya 2.105Pa dan suhu 27oC. Jika sejumlah gas sejenis dimasukkan lagi ternyata suhunya menjadi 87 oC dan tekanan menjadi 3.105Pa. Berapakah massa gas yang dimasukkan tadi?
Dik
Dit jawab :
Kondisi 1 m = 1,2 kg P = 2.105 Pa T = 27+273=300K Kondisi 2 P = 3.105 Pa T = 87+273=360K m2
5. Sebuah tangki yang volumenya 50 liter mengandung 3 mol gas monoatomik. Jika energi kinetik rata-rata yang dimiliki setiap gas adalah 8,2 x 10-21 J, tentukan besar tekanan gas dalam tangki? Dik V = 50 L = 50 dm3 = 50 x 10-3 m3 n = 3 mol Ek = 8,2 x 10-21 J Dit P jawab :
6. Jika konstanta Boltzmann k = 1,38 x 10-23 J/K, berapakah energi o
kinetic sebuah helium pada suhu 27 C? -23 k = 1,38 x 10 J/K Dik T = 300K Dit Ek jawab : Ek = 3/2 kT Ek = 3/2x1,38 3/2x1,38 x 10-23 x300 Ek = 6,21 x 10-21 J =621 x 10-23 J 5
7. m Di2.dalam ruang tertutup terdapat gasadalah yang tekanannya x 10 N/ Jika massa jenis gas tersebut 6 kg/ m 3,3,2 berapakah kecepatan efektif tiap partikel gas tersebut? Dik P = 3,2 x 105 N/m2 = 6 kg/m3 Dit vrms jawab :
8. Tentukan perbandingan kecepatan efektif partikel-partikel gas helium (Mr=4 gr/mol) pada suhu 270C dan kecepatan efektif partikel-partikel gas neon (Mr = 10 gr/mol) pada suhu 1270C! Dik Kondisi 1 Mr He = 4 gr/mol
Dit jawab :
T1 = 300 K Kondisi 2 Mr neon = 10 gr/mol T2 = 400 K vef
9. Berapakah tekanan dari 20 mol gas yang berada dalam tangki yang volumenya 100 liter jika suhunya 77oC dan g = 9,8 m/s2? (R = 8,31 J/mol.K) Dik V = 100 L = 10-1 m3 n = 20 mol T = 350 K g = 9,8 m/s2 R = 8,31 J/mol.K Dit P jawab : PV = n Px10-1 = 20x8,31x350 P=581700 Pa = 5,81700 x 10 5Pa
10. 10.Berapakah Berapakah energi dalam 4 mol gas monoatomik ideal pada suhu 107oC, jika diketahui k = 1,38 x 10-23 J/K danN A = 6,02 x 1026 molekul/kmol? Dik n = 4 mol T = 380 K k = 1,38 x 10-23 J/K N A = 6,02 x 1026 molekul/kmol Dit U jawab :
11.Gas oksigen pada suhu 27 oC memiliki volume 20 liter dan tekanan 2 x 105 N/m2. Berapakah volume gas ketika tekanannya 16 x 104 N/m2 dan suhunya 47 oC ? Dik Kondisi 1 T1 = 27+273 = 300K V1 = 20 liter = 2 x 10-2 m3 P1 = 2 x 2 x 105 N/m2 Kondisi 2 P2 = 16 x 104 N/m2 Dit
T2 = 320 K V2
jawab : 12.Gas oksigen (Mr = 32) massa 80 gram berada dalam tangki yang volumenya 8 liter. Hitunglah tekanan yang dilakukan oleh gas jika suhunya 27 oC ? Dik Mr O2 = 32 m = 80 gram V = 300K 8 liter T=
Dit
R = 8,31 J/mol.K = 0,082 L.atm/mol.K P
jawab :
13.Suatu gas ideal (Mr = 40) berada dalam tabung tertutup dengan o
5
2
volume 8 liter. Jika suhu gas 57 C dan tekanan 2 x 10 N/m , berapakah massa gas tersebut? Dik Mr = 40 V = 8 liter T = 330K P = 2 x 105 N/m2 R = 8,31 J/mol.K Dit m jawab :
14.Jika massa jenis gas nitrogen 1,25 kg/m 3, hitunglah kecepatan efektif partikel gas tersebut pada suhu 227 oC dan tekanan 1,5 x 105 N/m2! Dik = 1,25 kg/m3 T = 500K
Dit jawab :
P = 1,5 x 1,5 x 105 N/m2 vef
15.Gas ideal berada dalam wadah tertutup pada mulanya mempunyai tekanan P dan volume V. Apabila tekanan gas dinaikkan menjadi 4 kali dan volume gas tetap maka perbandingan energi kinetik awalsemula dan energi kinetik akhir gas adalah… Dik Tekanan awal (P1) = P Tekanan akhir (P2) = 4P Volume awal (V1) = V Volume akhir (V2) = V jawab : 16.Tentukan energi kinetik translasi rata-rata molekul gas pada suhu 57oC! Dik Dit jawab :
T = 57oC + 273 = 330 Kelvin -23 k = 1,38 x 10 Joule/Kelvin Energi kinetik translasi rata-rata
17.Suatu gas bersuhu 27oC berada dalam suatu wadah tertutup. Agar energi kinetiknya meningkat menjadi 2 kali energi kinetik semula maka gas harus dipanaskan hingga mencapai suhu… Dik Suhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 K Energi kinetik awal = EK Energi kinetik akhir = 2 EK Dit Suhu akhir (T2) jawab :
18.Suatu gas ideal berada di dalam ruang tertutup. Gas ideal tersebut dipanaskan hingga kecepatan rata-rata partikel gas meningkat menjadi 3 kali kecepatan awal. Jika suhu awal gas adalah 27oC, maka suhu akhir gas ideal tersebut adalah… Dik Suhu awal = 27oC + 273 = 300 K Kecepatan awal = v Kecepatan akhir = 3v Dit Suhu akhir gas ideal jawab :
19.Tiga mol gas berada di dalam suatu ruang bervolume 36 liter. Masing-masing molekul gas mempunyai energi kinetik 5 x 10 – 21 Joule. Konstanta gas gas umum = 8,315 J/mol.K dan konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K. Hitung tekanan gas dalam ruang tersebut! Dik Jumlah mol (n) = 3 mol Volume = 36 liter = 36 x 10-3 m3 K. Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 J/K –21
Dit jawab :
E. kinetik (EK) = 5 x 10 R = 8,315 J/mol.K tekanan gas (P)
Joule
20.Gas He (Mr = 4 g/mol) pada suhu 27° C dan volume 1 liter massanya 8 gram. Tentukan energi dalam gas! (R = 8,31 J/mol K). m = 8 g Dik Mr = 4 g/mol T = 273 + 27 = 300 K R = 8,31 J/mol K Dit Energi dalam U jawab :
21. 21.Di Di angkasa luar terdapat kira-kira 1 atom hidrogen tiap cm 3 dengan suhu 3,5 K. Jika massa atom hidrogen adalah 1 g/mol, tentukanlah kecepatan efektif dan tekanan udara pada tempat tersebut! N = 1 atom Dik V = 1 cm3 = 10-6 m3 T = 3,5 K ArH = 1 g/mol = 1 kg/k mol R = 8,31 × 103 J/k mol K Dit a. v rms = ... ? b. p = ... ? jawab :
22.Pada sebuah tangki yang bervolume 20 liter terdapat suatu gas yang bermassa 5,32 × 10 -26 kg. Saat suhunya 27º C , tekanan gas tersebut sebesar 10 atm. Tentukan kecepatan efektif gas tersebut! Dik V = 20 liter T = 270C = 300 K P = 10 atm m = 5,32 × 10-26 kg -23
k = 1,38 x 10
J/K
Dit jawab :
vef
23.Suatu gas ideal dalam ruang tertutup yang suhunya 27° C memiliki energi kinetik partikel sebesar 150 J. Jika energi kinetiknya 300 J, maka tentukanlah suhu gas sekarang! Dik T1 = 27° C = 27 + 273 = 300 K Ek1= 150 J Ek2= 300 J Dit Jawab
24.Diketahui sebuah tangki dengan kapasitas 10.000 liter berisi gas hidrogen pada tekanan 10 atm dan bersuhu 27 0 C. Tangki tersebut bocor sehingga tekanannya menjadi 8 atm. Hitunglah banyaknya gas hidrogen yang keluar? Mr = 2 Dik V = 10.000 liter p1 = 10 atm T = 300 K p2 = 8 atm R = 8,31 J/mol K R = 0,082 L atm/mol K Dit jawab :
25.Diketahui di dalam sebuah bejana yang memiliki volume 1 m 3 berisi 10 mol gas monoatomik dengan energi kinetik molekul rata-rata 1,5 × 10-20 Joule (bilangan Avogadro 6,02 × 1023 molekul/mol). Tentukan tekanan gas dalam bejana! 3
Dik
V=1m
n = 10 mol E k = 1,5 × 10-20 J N A = 6,02 × 10 23 molekul/mol
Dit jawab :
26. Suatu gas yang suhunya 127OC dipanaskan menjadi 227OC pada tekanan tetap. Volume gas sebelum dipanaskan adalah V. Volume gas setelah dipanaskan adalah .... Dik
Dit
jawab :
T1 = 127 + 273 = 400K T2 = 227 + 273 = 500K V1 = V =…
1. Gas ideal berada dalam wadah tertutup pada mulanya mempunyai tekanan P dan volume V. Apabila tekanan gas dinaikkan menjadi 4 kali semula dan volume gas tetap maka perbandingan energi kinetik awal
dan
energi
kinetik
akhir
gas
adalah…
Pembahasan Diketahui : Tekanan
awal
(P1)
=
P
Tekanan Volume
akhir awal
(P2) (V1)
= =
4P V
Volume
akhir
(V2)
=
V
Ditanya :
Perbandingan
energi
kinetik
awal
dan
energi
kinetik
akhir
(EK1 :
EK2)
Jawab : Hubungan
antara
tekanan
(P),
volume
Perbandingan
energi
(V)
dan
kinetik
energi
awal
kinetik
dan
(EK)
energi
gas
kinetik
ideal :
akhir :
2. Tentukan energi kinetik translasi rata-rata molekul gas pada suhu 57 oC! Pembahasan Diketahui : Suhu
gas
Konstanta
(T)
=
Boltzmann
Ditanya :
57 oC (k)
+ =
Energi
kinetik
antara energi antara
kinetik
273
=
1,38
330
x
Kelvin
10 Joule/Kelvin -23
translasi
rata-rata
Jawab : Hubungan Energi
kinetik
dan translasi
suhu
gas : gas rata-rata :
3. Suatu gas bersuhu 27 oC berada dalam suatu wadah tertutup. Agar energi kinetiknya meningkat menjadi 2 kali energi kinetik semula maka gas harus dipanaskan hingga mencapai suhu… suhu… Pembahasan Diketahui : Suhu
awal
(T1)
Energi
=
27oC
+
kinetik
Energi
=
awal
kinetik
Ditanya :
273
300
K
=
akhir
=
Suhu
EK 4
EK
akhir
(T 2)
Jawab :
Suhu akhir gas adalah 600 K atau 327 oC. 4. Suatu gas ideal berada di dalam ruang tertutup. Gas ideal tersebut dipanaskan hingga kecepatan ratarata partikel gas meningkat menjadi 3 kali kecepatan awal. Jika suhu awal gas adalah 27 oC, maka suhu akhir
gas gas
ideal
tersebut
adalah… adalah…
Pembahasan Diketahui : Suhu
awal
=
Kecepatan Kecepatan Ditanya : Jawab :
27oC
+
awal Suhu
akhir
273
=
300
= akhir
=
Kelvin v
gas
2v ideal
Kecepatan rata-rata akhir = 2 x Kecepatan rata-rata awal
5. Tiga mol gas berada di dalam suatu ruang bervolume 36 liter. Masing21 masing molekul gas mempunyai energi kinetik 5 x 10 – –21 Joule. Konstanta gas umum = 8,315 J/mol.K dan
konstanta
Boltzmann
=
1,38
x
10-23 J/K.
Hitung
tekanan
gas
dalam
ruang
tersebut!
Pembahasan Diketahui : Jumlah Volume Konstanta Energi Konstanta Ditanya :
mol =
36
(n) liter
Boltzmann kinetik gas
=
= 36
(k)
3
dm =
=
mol
36
3
x
1,38
x
(EK)
=
5
x
umum
(R)
=
8,315
tekanan
Jawab : Hitung suhu (T) menggunakan rumus energi kinetik gas dan suhu :
gas
10 m3 -3
10-23 J/K 21 10 – –21 Joule
J/mol.K (P)
Hitung tekanan gas menggunakan rumus hukum Gas Ideal (dalam jumlah mol, n) :
Tekanan gas adalah 1,67 x 10 5 Pascal atau 1,67 atmosfir.
Nomor 1 (UN 2010) Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumeny volumenyaa menjadi 3/4 V maka tekanannya menjadi... menjadi... A. 3/4 P B. 4/3 P C. 3/2 P D. 5/3 P
E. 2P Pembahasan: Gunakan rumus: P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2 P . V / T = P2 . 3/4 V / 5/4 T P2 = 5/3 P Jawaban: D Nomor 2 (UN 2011) Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas didalam ruang tertutup: 1) tekanan 2) volume 3) suhu
4) jenis zat Pernyataan yang benar adalah... A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 1 dan 4 D. 2 saja E. 3 saja Pembahasan Persamaan energi kinetik gas adalah Ek = 3/2 kT, jadi yang mempengaruhi energi kinetik gas adalah suhu. Jawaban: E
Nomor 3 yang (UN 2009) dalam suatu bejana dimampatkan Gas ideal berada dimampatkan (ditekan), maka gas akan mengalami mengalami... ... A. penurunan laju partike B. penurunan suhu C. kenaikan suhu D. penambahan partikel gas E. penurunan partikel gas Pembahasan Berdasarkan persamaan umum gas ideal P . V = N k T, diperoleh tekanan sebanding dengan dengan suhu. Jadi jika tekanan besar maka suhu naik dan sebaliknya. Jawaban: C Nomor 4 Sepuluh liter gas ideal suhunya 127oC mempunyai tekanan 165,6 N/m2. Banyak partikel gas tersebut adalah...
A. 2 . 1019 partikel B. 3 . 1019 partikel C. 2 . 1020 partikel D. 3 . 1020 partikel E. 5 . 1019 partikel
Pembahasan Untuk menghitung banyak partikel gas, gunakan persamaan umum gas ideal, tetapi hitung terlebih dahulu mol gas PV = n R T 165,6 N/m2 . 0,01 m3 = n . 8,314 J/mol . K . (127 + 273) K 1,656 Nm = n . 3325,6 J/mol n = 1,656 Nm / 3325,6 J/mol = 0,0005 mol Menghitung banyak partikel N = n Na = 0,0005 . 6,02 . 10 1023 = 0,003 . 1023 = 3 . 10 20 Partikel Jawaban: D Nomor 5 Jika P = tekanan, V = volume, T = suhu mutlak, N = jumlah partikel, n = jumlah mol, k = konstanta
Boltzmann, R = tetapan umum gas, dan N0 = bilangan Avogadro, Avogadro, maka persamaan gas berikut benar, kecuali... A. PV = nRT B. PV = N/N0 RT C. PV = nkT D. PV = NkT E. PV = nN0Kt
Pembahasan Rumus yang salah dari persamaan umum gas ideal adalah PV = n k T karena seharusnya PV = NkT Jawaban: C Nomor 6 ideal menempati ruang yang volumenya V, suhu T dan tekanan P. Kemudian dipanaskan Suatu gas sehingga volumenya volumenya menjadi 5/4 V dan tekanannya menjadi 4/3 P. Jadi pada pemanasan itu suhu gas menjadi... A. 3/4 T B. 4/3 T C. 4/2 T D. 3/2 T E. 5/3 T Pembahasan (P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2 (P . V) / T = (4/3 P . 5/4 V) / T2 (coret P dan V) 1/T = (5/3) / T2 T2 = 5/3 T Jawaban: E
Nomor 7 Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumeny volumenyaa menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi... A. 3/4 P B. 4/3 P C. 3/2 P D. 5/3 P E. 2 P Pembahasan (P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2 (P . V) / T = (P2 . 3/4 V) / 5/4T (coret 4, V dan T) P = (P2 3/5) P2 = 5/3 P Jawaban: D Nomor 8 Sejumlah gas ideal berada didalam ruangan tertutup mula-mula bersuhu 27 oC. Supaya tekanannya menjadi 4 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah... A. 108 oC o
B. 297 oC C. 300 C D. 927 oC E. 1200 oC
Pembahasan (P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2 (P . V) / 300 K = (4P . V) / T2 (coret P dan V) 1/300 K = 4/ T2 T2 = 4 . 300 K = 1200 K = (1200 - 273) 0C = 927 0C Jawaban: D Nomor 9 yang berada dalam suatu bejana dimampatkan Gas ideal dimampatkan (ditekan) maka gas akan mengalam mengalami... i... A. Penurunan laju partikel B. Penurunan suhu C. Kenaikan suhu D. Penambahan partikel gas E. Penurunan partikel gas Pembahasan Jika gas ditekan berarti menambah tekanan yang mengakibatkan kenaikan suhu karena tekanan sebanding dengan suhu (PV = n R T) Jawaban: C Nomor 10 Dalam ruangan yang bervolume 1,5 liter terdapat gas yang bertekanan 105 Pa. Jika pertikel gas memiliki kelajuan rata-rata 50 m/s, maka massa gas tersebut adalah...
A. 80 gram B. 8 gram C. 3,2 gram D. 0,8 gram E. 0,4 gram Pembahasan Untuk menghitung massa gas gunakan persamaan tekanan gas P V = 1/3 N m v 2 105 . 1,5 10-3 = 1/3 N m (50)2 150 = 1/3 N . m 2500 N m = 750 / 2500 = 0,3 0,3 kg N m = 300 gram (N m = massa seluruh gas sedangkan m = massa massa satu partikel gas) gas) Jawaban: Nomor 11 Partikel-partikel gas oksigen didalam tabung tertutup tertutup pada suhu 20oC memiliki energi kinetik 2140 J. Untuk mendapatkan energi kinetik 6420 J kita harus menaikkan suhunya menjadi... A. 879 oC B. 606 oC C. 589 oC o
D. 60 o C E. 40 C
Pembahasan Gunakan perbandingan persamaan energi kinetik gas EK1 / EK2 = (3/2 k T1) / (3/2 k T2) = T1 / T2 2140 J / 6420 6420 J = (20 + 273) 273) K / T2 0,33 = 293 K/T2 T2 = 293 K / 0,33 = 887,9 K = 887,9 - 273 = 615 C o Jawaban: Nomor 12
Gas bersuhu T1 diisikan kedalam tabung. Jika gas sampai(Ek) suhunya T 2 (T2 > T1), makaideal pengaruh pemanasan pada kecepatan partikel gas dipanaskan (v), energi kinetik dan jumlah partikel gas adalah..
Pembahasan Jika suhu gas dinaikkan akan mengakibatkan kenaikan tekanan, volume dan energi kinetik. Jawaban: A Nomor 13 Gas ideal dalam ruang tertutup bersuhu T kelvin mengalami penurunan penurunan suhu menjadi ½ T kelvin. Perbandingan energi kinetik partikel sebelum dan sesudah penuruan suhu adalah...
A. 1 : 4 B. 1 : 2 C. 1 : 1 D. 2 : 1 E. 4 : 1 Pembahasan Gunakan perbandingan perbandingan persamaan energi kinetik gas (lihat soal nomor 8) EK1 / EK2 = T1 / T2 EK1 / EK2 = T / 1/2T = 2 / 1 = 2 : 1 Jawaban: D
Nomor 1 (UN 2010) Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumeny volumenyaa menjadi 3/4 V maka tekanannya menjadi... menjadi... A. 3/4 P B. 4/3 P C. 3/2 P D. 5/3 P
E. 2P Pembahasan: Gunakan rumus: P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2 P . V / T = P2 . 3/4 V / 5/4 T P2 = 5/3 P Jawaban: D Nomor 2 (UN 2011) Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas didalam ruang tertutup: 1) tekanan 2) volume 3) suhu
4) jenis zat Pernyataan yang benar adalah... A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 1 dan 4 D. 2 saja E. 3 saja Pembahasan Persamaan energi kinetik gas adalah Ek = 3/2 kT, jadi yang mempengaruhi energi kinetik gas adalah suhu. Jawaban: E
Nomor 3 yang (UN 2009) dalam suatu bejana dimampatkan Gas ideal berada dimampatkan (ditekan), maka gas akan mengalami... A. penurunan laju partike B. penurunan suhu C. kenaikan suhu D. penambahan partikel gas E. penurunan partikel gas Pembahasan Berdasarkan persamaan umum gas ideal P . V = N k T, diperoleh tekanan sebanding dengan suhu. Jadi jika tekanan besar maka suhu naik dan sebaliknya. Jawaban: C Nomor 4 Sepuluh liter gas ideal suhunya 127oC mempunyai tekanan 165,6 N/m2. Banyak partikel gas tersebut adalah...
A. 2 . 1019 partikel B. 3 . 1019 partikel C. 2 . 1020 partikel D. 3 . 1020 partikel E. 5 . 1019 partikel
Pembahasan Untuk menghitung banyak partikel gas, gunakan persamaan umum gas ideal, tetapi hitung terlebih dahulu mol gas PV = n R T 165,6 N/m2 . 0,01 m3 = n . 8,314 J/mol . K . (127 + 273) K 1,656 Nm = n . 3325,6 J/mol n = 1,656 Nm / 3325,6 J/mol = 0,0005 mol Menghitung banyak partikel N = n Na = 0,0005 . 6,02 . 10 1023 = 0,003 . 1023 = 3 . 10 20 Partikel Jawaban: D Nomor 5 Jika P = tekanan, V = volume, T = suhu mutlak, N = jumlah partikel, n = jumlah mol, k = konstanta
Boltzmann, R = tetapan umum gas, dan N0 = bilangan Avogadro, maka persamaan gas berikut benar, kecuali... A. PV = nRT B. PV = N/N0 RT C. PV = nkT D. PV = NkT E. PV = nN0Kt
Pembahasan Rumus yang salah dari persamaan umum gas ideal adalah PV = n k T karena seharusnya PV = NkT Jawaban: C Nomor 6 ideal menempati ruang yang volumenya V, suhu T dan tekanan P. Kemudian dipanaskan Suatu gas sehingga volumenya menjadi 5/4 V dan tekanannya menjadi 4/3 P. Jadi pada pemanasan itu suhu gas menjadi... A. 3/4 T B. 4/3 T C. 4/2 T D. 3/2 T E. 5/3 T Pembahasan (P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2 (P . V) / T = (4/3 P . 5/4 V) / T2 (coret P dan V) 1/T = (5/3) / T2 T2 = 5/3 T Jawaban: E
Nomor 7 Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi... A. 3/4 P B. 4/3 P C. 3/2 P D. 5/3 P E. 2 P Pembahasan (P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2 (P . V) / T = (P2 . 3/4 V) / 5/4T (coret 4, V dan T) P = (P2 3/5) P2 = 5/3 P Jawaban: D Nomor 8 Sejumlah gas ideal berada didalam ruangan tertutup mula-mula bersuhu 27oC. Supaya tekanannya menjadi 4 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah... A. 108 oC o
B. 297 oC C. 300 C D. 927 oC E. 1200 oC
Pembahasan (P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2 (P . V) / 300 K = (4P . V) / T2 (coret P dan V) 1/300 K = 4/ T2 T2 = 4 . 300 K = 1200 K = (1200 - 273) 0C = 927 0C Jawaban: D Nomor 9 yang berada dalam suatu bejana dimampatkan Gas ideal dimampatkan (ditekan) maka gas akan mengalam mengalami... i... A. Penurunan laju partikel B. Penurunan suhu C. Kenaikan suhu D. Penambahan partikel gas E. Penurunan partikel gas Pembahasan Jika gas ditekan berarti menambah tekanan yang mengakibatkan kenaikan suhu karena tekanan sebanding dengan suhu (PV = n R T) Jawaban: C Nomor 10 Dalam ruangan yang bervolume 1,5 liter terdapat gas yang bertekanan 105 Pa. Jika pertikel gas memiliki kelajuan rata-rata 50 m/s, maka massa gas tersebut adalah...
A. 80 gram B. 8 gram C. 3,2 gram D. 0,8 gram E. 0,4 gram Pembahasan Untuk menghitung massa gas gunakan persamaan tekanan gas P V = 1/3 N m v 2 105 . 1,5 10-3 = 1/3 N m (50)2 150 = 1/3 N . m 2500 N m = 750 / 2500 = 0,3 0,3 kg N m = 300 gram (N m = massa seluruh gas sedangkan sedangkan m = massa massa satu partikel gas) gas) Jawaban: Nomor 11 Partikel-partikel gas oksigen didalam tabung tertutup pada suhu 20 oC memiliki energi kinetik 2140 J. Untuk mendapatkan energi kinetik 6420 J kita harus menaikkan suhunya menjadi... A. 879 oC B. 606 oC C. 589 oC o
D. 60 o C E. 40 C
Pembahasan Gunakan perbandingan persamaan energi kinetik gas EK1 / EK2 = (3/2 k T1) / (3/2 k T2) = T1 / T2 2140 J / 6420 6420 J = (20 + 273) 273) K / T2 0,33 = 293 K/T2 T2 = 293 K / 0,33 = 887,9 K = 887,9 - 273 = 615 C o Jawaban: Nomor 12
Gas bersuhu T1 diisikan kedalam tabung. Jika gas sampai(Ek) suhunya T 2 (T2 > T1), makaideal pengaruh pemanasan pada kecepatan partikel gas dipanaskan (v), energi kinetik dan jumlah partikel gas adalah..
Pembahasan Jika suhu gas dinaikkan akan mengakibatkan kenaikan tekanan, volume dan energi kinetik. Jawaban: A Nomor 13 Gas ideal dalam ruang tertutup bersuhu T kelvin mengalami penurunan penurunan suhu menjadi ½ T kelvin. Perbandingan energi kinetik partikel sebelum dan sesudah penuruan suhu adalah...
A. 1 : 4 B. 1 : 2 C. 1 : 1 D. 2 : 1 E. 4 : 1 Pembahasan Gunakan perbandingan perbandingan persamaan energi kinetik gas (lihat soal nomor 8) EK1 / EK2 = T1 / T2 EK1 / EK2 = T / 1/2T = 2 / 1 = 2 : 1 Jawaban: D
Home » Bank Soal » Fisika Kelas XI » SMA » Kumpulan Soal Teori Kinetik Gas Lengkap dengan Pembahasannya
Kumpulan Soal Teori Kinetik Gas Lengkap dengan Pembahasannya Pembahasannya By By Imas Imas Dekasari Salam — 27 27 Dec 2017 — Add Add Comment — Bank Bank Soal, Fisika Soal, Fisika Kelas XI, SMA XI, SMA
Berikut
ini
beberapa
contoh
soal
beserta
pembahasannya
mengenai Teori mengenai
Kinetik
Gas.
1.Sebanyak 40 L oksigen pada suhu 47° C dan tekanan 2,5 atm ditekan sehingga volumenya menjadi 20 L dan pada saat bersamaan suhu naik menjadi 127° C,
tekanan yang diberikan tersebut adalah ...
a.
4,25
atm
b.
6,54
atm
c.
8,70
atm
d.
6,25
atm
e.
12,65
atm
P embahasan:
Diketahui:
V1 =
40
T1 =
47°C
L =
=
273
+
P1 =
0,04 47
=
m³ 320
2,5
V2 =
20
T2 =
127°C
atm
L =
=
273
K
+
0,02 127
=
m³ 400
Ditanya: P2 =
K ...?
Jawab:
Jadi
tekanan
yang
diberikan
pada
keadaan
akhir
sebesar
6,25
atm
2.Rapat massa suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan P adalah ρ. Jika tekanan gas tesebut dijadikan 3P dan suhunya diturunkan menjadi 0,6T , maka rapat massa gas dalam keadaan terakhir ini adalah ... a.
0,6
ρ
b.
0,5
ρ
c.
5
ρ
d.
6
ρ
e.
7
ρ
P embahasan:
Diketahui: P1 =
P
T1 =
T
ρ1 =
ρ
P2 =
3P
T2 =
0,6T
Ditanya: ρ2 =
...?
Jawab:
Berdasarkan
persamaan
gas
Sehingga perbandingan ρ2 dan ρ1 :
Jadi rapat massa gas dalam keadaan akhir adalah ρ2 = 5 ρ1
ideal
didapatkan:
3. Sebuah tangki diisi dengan 30 kg oksigen pada tekanan 2 × 105 Pa dan suhu 47° C. Tangki memiliki lubang kecil sehingga sejumlah gas dapat lolos keluar. Pada suatu hari, ketika suhu 27° C dan tekanan dalam tangki 1,5 × 105 Pa , maka massa oksigen yang lolos keluar dari tangki tangki adalah ... a. 6 kg b. 8 kg c. 12 kg d. 20 kg e. 25 kg P embahasan:
Diketahui:
m1 = 30 kg P1 = 2 × 10 ⁵ Pa T1 = 47°C = 47 + 273 =320 K P2 = 1,5 × 10⁵ Pa 3. Sebuah tangki diisi dengan 30 kg oksigen pada tekanan 2 × 105 Pa dan suhu 47° C. Tangki memiliki lubang kecil sehingga sejumlah gas dapat lolos keluar. Pada suatu hari, ketika suhu 27° C dan tekanan dalam tangki 1,5 × 105 Pa , maka massa oksigen yang lolos keluar dari tangki tangki adalah ... a. 6 kg b. 8 kg c. 12 kg d. 20 kg e. 25 kg P embahasan:
Diketahui:
m1 = 30 kg P1 = 2 × 10 ⁵ Pa T1 = 47°C = 47 + 273 =320 K P2 = 1,5 × 10⁵ Pa T2 = 27°C = 27 + 273 =300 K Ditanya: massa oksigen yang lolos dari tabung ( ∆m=⋯?) Jawab:
Massa oksigen yang lolos dari tabung:
Untuk mencari ∆m, kita harus mengetahui nilai m2. Berdasarkan persamaan gas ideal didapatkan:
Didalam tabung, volume konstan (mr dan dan R juga konstan) maka persamaan diatas dapat ditulis: ditulis:
Sehingga:
Jadi massa oksigen yang lolos dari tabung: ∆m = m1- m2 ∆m =30 - 24 = 6 kg
4. Laju rms molekul-molekul helium pada suhu 350 K sama dengan laju rms molekul-molekul oksigen pada suhu ... (Massa molekul relatif oksigen = 32, helium = 4) a. 850 K b. 1440 K c. 2400 K d. 2800 K e. 2650 K
P embahasan:
Diketahui:
THe = 350 K Mr O2 = 32 Mr He = 4 Ditanya: vrms He = vrms O2 jika TO2 = ...? Jawab:
5. Helium (He) suatu gas monoatomik, mengisi wadah bervolume 20 L. Tekanan gas adalah 3,2 × 10 ⁵ Pa. Maka waktu yang dibutuhkan sebuah mesin 100 watt untuk menghasilkan jumlah energi yang sama dengan energi dalam gas ini adalah ... a. 96 sekon b. 48 sekon c. 32 sekon d. 9,6 sekon e. 4,8 sekon P embahasan:
Diketahui:
V = 20 L = 2 × 10-² m³ P = 3,2 × 10⁵ Pa P = 100 watt Ditanya: waktu (t) agar W mesin = U gas monoatomik
Jawab:
Sehingga waktu yang dibutuhkan agar W mesin = U gas monoatomik
View more...
Comments
