Pembahasan Soal Teori Kinetik Gas

Pembahasan Soal Teori Kinetik Gas | Fisika SMA Kelas X http://gurumuda.net

Contoh soal hukum Boyle (isotermal/suhu konstan)

1. Sejumlah gas ideal pada mulanya mempunyai tekanan P dan volume V. Jika gas tersebut mengalamiproses isotermal sehingga tekanannya menjadi 4 kali tekanan semula maka volume gas berubah menjadi... PembahasanDiketahui :Tekanan awal (P1) = PTekanan akhir (P2) = 4PVolume awal (V1) = VDitanya : volume akhir gas (V2)Jawab :Hukum Boyle (proses isotermal atau suhu konstan) :P V = konstanP1 V1 = P2 V2(P)(V) = (4P)(V2)V = 4 V2V2 = V / 4 = VVolume gas berubah menjadi kali volume awal.

2. Dalam suatu wadah tertutup, gas memuai sehingga volumenya berubah menjadi 2 kali volume awal (V = volume awal, P = tekanan awal). Tekanan gas berubah menjadi...PembahasanDiketahui :Tekanan awal (P1) = PVolume awal (V1) = VVolume akhir (V2) = 2VDitanya : tekanan akhir (P2)Jawab :P1 V1 = P2 V2P V = P2 (2V)P = P2 (2)P2 = P / 2 = PTekanan gas berubah menjadi kali tekanan awal.

3. Di dalam sebuah bejana tertutup terdapat gas yang mempunyai tekanan 2 atm dan volume 1 liter. Jikatekanan gas menjadi 4 atm maka volume gas menjadi...PembahasanDiketahui :Tekanan awal (P1) = 2 atm = 2 x 105 Pascal Tekanan akhir (P2) = 4 atm = 4 x 105 Pascal Volume awal (V1) = 1 liter = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3Ditanya : Volume akhir (V2)Jawab :P1 V1 = P2 V2(2 x 105)(1 x 10-3) = (4 x 105) V2(1)(1 x 10-3) = (2) V21 x 10-3 = (2) V2V2 = x 10-3 V2 = 0,5 x 10-3 m3 = 0,5 dm3 = 0,5 liter

2014 | A. San Lohat, S. Pd. 1


Contoh soal hukum Charles (isobarik/tekanan konstan)

1. Dalam suatu wadah tertutup, gas memuai sehingga volumenya berubah menjadi 3 kali volume awal (V = volume awal, T = suhu awal). Suhu gas berubah menjadi...PembahasanDiketahui :Volume awal (V1) = VVolume akhir (V2) = 3VSuhu awal (T1) = TDitanya : suhu akhir (T2)Jawab :Hukum Charles (proses isobarik atau tekanan konstan) :

Suhu gas berubah menjadi 3 kali suhu semula.

2. Sejumlah gas ideal pada mulanya mempunyai volume V dan suhu T. Jika gas tersebut mengalamiproses isobarik sehingga suhunya menjadi 2 kali suhu semula maka volume gas berubah menjadi... PembahasanDiketahui :Volume awal (V1) = VSuhu awal (T1) = TSuhu akhir (T2) = 2TDitanya : volume akhir (V2)Jawab :

Volume gas berubah menjadi 2 kali volume semula.

3. Di dalam sebuah bejana tertutup terdapat gas yang mempunyai volume 2 liter dan suhu 27oC. Jikavolume gas menjadi 3 liter maka suhu gas menjadi...PembahasanDiketahui :Volume awal (V1) = 2 liter = 2 dm3 = 2 x 10-3 m3Volume akhir (V2) = 3 liter = 3 dm3 = 3 x 10-3 m3Suhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 KDitanya : suhu akhir (T2)Jawab :



oC

Suhu gas berubah menjadi 450 Kelvin atau 177oC.

Contoh soal hukum Gay-Lussac (isokhorik/volume konstan)

1. Sejumlah gas pada mulanya mempunyai tekanan P dan suhu T. Jika gas tersebut mengalami prosesisokhorik sehingga tekanannya menjadi 4 kali tekanan semula maka suhu gas berubah menjadi... PembahasanDiketahui :Tekanan awal (P1) = PTekanan akhir (P2) = 4PSuhu awal (T1) = TDitanya : suhu akhir (T2)Jawab :Hukum Gay-Lussac (proses isokhorik atau volume konstan) :

Suhu gas berubah menjadi 4 kali suhu awal.

2. Gas berada di dalam bejana tertutup pada mulanya bersuhu 27C. Agar tekanannya menjadi 2 kalisemula, maka suhu ruangan tersebut adalah...PembahasanDiketahui :Tekanan awal (P1) = PTekanan akhir (P2) = 2PSuhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 KDitanya : suhu akhir (T2) Jawab :



oCSuhu ruangan adalah 327oC.

3. Ban sepeda motor mempunyai tekanan ukur 2 atm pada suhu 27oC. Setelah sepeda motor dikendarai,suhu di dalam ban berubah menjadi 47oC. Jika pemuaian diabaikan maka tekanan udara di dalam banberubah menjadi...PembahasanUbah tekanan ukur menjadi tekanan mutlak. Tekanan mutlak = tekanan ukur + tekanan atmosfir Diketahui :Tekanan atmosfir = 1 atm = 1 x 105 PascalTekanan ukur awal = 2 atm = 2 x 105 PascalTekanan mutlak awal (P1) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 105 PascalSuhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 KSuhu akhirl (T1) = 47oC + 273 = 320 KDitanya : Tekanan ukur akhir Jawab :

Tekanan ukur akhir = tekanan mutlak akhir tekanan atmosfir Tekanan ukur akhir = 3,2 atm 1 atm Tekanan ukur akhir = 2,2 atm

Contoh soal hukum gas ideal

1. Gas ideal berada di dalam suatu ruang pada mulanya mempunyai volume V dan suhu T. Jika gasdipanaskan sehingga suhunya berubah menjadi 5/4 T dan tekanan berubah menjadi 2P maka volume gasberubah menjadi...PembahasanDiketahui :Volume awal (V1) = VSuhu awal (T1) = TSuhu akhir (T2) = 5/4 TTekanan awal (P1) = PTekanan akhir (P2) = 2PDitanya : Volume akhir (V2)Jawab :



Volume gas berubah menjadi 5/8 kali volume awal.

2. Volume 2 mol gas pada suhu dan tekanan standar (STP) adalah...PembahasanDiketahui :Jumlah mol gas (n) = 2 molSuhu standar (T) = 0 oC = 0 + 273 = 273 KelvinTekanan standar (P) = 1 atm = 1,013 x 105 PascalKonstanta gas umum (R) = 8,315 Joule/mol.KelvinDitanya : Volume gas (V)Jawab :Hukum Gas Ideal (dalam jumlah mol, n)

Volume 2 mol gas adalah 44,8 liter.Volume 1 mol gas adalah 45,4 liter / 2 = 22,4 liter.Jadi volume 1 mol gas, baik gas oksigen atau helium atau argon atau gas lainnya, adalah 22,4 liter.

3. 4 liter gas oksigen bersuhu 27C pada tekanan 2 atm (1 atm = 105 Pa) berada dalam sebuah wadah. Jikakonstanta gas umum R = 8,314 J.mol1.K1 dan bilangan avogadro NA 6,02 x 1023 molekul, makabanyaknya molekul gas oksigen dalam wadah adalah...PembahasanDiketahui :Volume gas (V) = 4 liter = 4 dm3 = 4 x 10-3 m3

Suhu gas (T) = 27oC = 27 + 273 = 300 Kelvin Tekanan gas (P) = 2 atm = 2 x 105 Pascal Konstanta gas umum (R) = 8,314 J.mol1.K1

Bilangan Avogadro (NA) = 6,02 x 1023 Ditanya : Banyaknya molekul gas oksigen dalam wadah (N)Jawab :Konstanta Boltzmann :

Hukum Gas Ideal (dalam jumlah molekul, N)

(2 x 105)(4 x 10-3) = N (1,38 x 10-23)(300)8 x 102 = N (414 x 10-23)



Dalam 1 mol gas oksigen, terdapat 1,93 x 1023 molekul oksigen.

4. Sebuah bejana berisi gas neon (Ne, massa atom = 20 u) pada suhu dan tekanan standar (STPmempunyai volume 2 m3. Tentukan massa gas neon!Diketahui :Massa atom neon = 20 gram/mol = 0,02 kg/molSuhu standar (T) = 0oC = 273 KelvinTekanan standar (P) = 1 atm = 1,013 x 105 PascalVolume (V) = 2 m3

Ditanya : massa (m) gas neonJawab :Pada suhu dan tekanan standar (STP), 1 mol gas apa saja, termasuk gas neon, mempunyai volume 22,4liter = 22,4 dm3 = 0,0448 m3. Dengan demikian, dalam volume 2 m3 terdapat berapa mol gas neon ?

Dalam volume 2 m3 terdapat 44,6 mol gas neon. Massa atom relatif gas neon adalah 20 gram/mol. Ini artinya dalam 1 mol terdapat 20 gram atau 0,02 kggas neon. Karena dalam 1 mol terdapat 0,02 kg gas neon maka dalam 44,6 mol terdapat (44,6 mol)(0,02kg/mol) = 0,892 kg = 892 gram gas neon.

Contoh soal teori kinetik gas

1. Gas ideal berada dalam wadah tertutup pada mulanya mempunyai tekanan P dan volume V. Apabilatekanan gas dinaikkan menjadi 4 kali semula dan volume gas tetap maka perbandingan energi kinetik awaldan energi kinetik akhir gas adalah...PembahasanDiketahui :Tekanan awal (P1) = PTekanan akhir (P2) = 4PVolume awal (V1) = VVolume akhir (V2) = VDitanya : Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (EK1 : EK2)Jawab :Hubungan antara tekanan (P), volume (V) dan energi kinetik (EK) gas ideal :

Energi kinetik awal :

Energi kinetik akhir :

Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir :



2. Tentukan energi kinetik translasi rata-rata molekul gas pada suhu 57oC!PembahasanDiketahui :Suhu gas (T) = 57oC + 273 = 330 Kelvin Konstanta Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 Joule/Kelvin Ditanya : Energi kinetik translasi rata-rataJawab :Hubungan antara energi kinetik dan suhu gas :

Energi kinetik translasi rata-rata :

3. Suatu gas bersuhu 27oC berada dalam suatu wadah tertutup. Agar energi kinetiknya meningkat menjadi2 kali energi kinetik semula maka gas harus dipanaskan hingga mencapai suhu...PembahasanDiketahui :Suhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 KEnergi kinetik awal = EKEnergi kinetik akhir = 4 EKDitanya : Suhu akhir (T2)Jawab :Energi kinetik awal :

Energi kinetik akhir :

EK akhir = 2 x EK awal



oC

Suhu akhir gas adalah 600 K atau 327oC. 4. 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 suhuakhir gas ideal tersebut adalah...PembahasanDiketahui :Suhu awal = 27oC + 273 = 300 KelvinKecepatan awal = vKecepatan akhir = 2vDitanya : Suhu akhir gas idealJawab :

Kecepatan rata-rata awal :

Kecepatan rata-rata akhir :

Kecepatan rata-rata akhir = 2 x Kecepatan rata-rata awal

oC

5. Tiga mol gas berada di dalam suatu ruang bervolume 36 liter. Masing-masing molekul gas mempunyaienergi kinetik 5 x 1021 Joule. Konstanta gas umum = 8,315 J/mol.K dan konstanta Boltzmann = 1,38 x10-23 J/K. Hitung tekanan gas dalam ruang tersebut! PembahasanDiketahui :Jumlah mol (n) = 3 molVolume = 36 liter = 36 dm3 = 36 x 10-3 m3Konstanta Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 J/KEnergi kinetik (EK) = 5 x 1021 JouleKonstanta gas umum (R) = 8,315 J/mol.KDitanya : tekanan gas (P)Jawab :Hitung suhu (T) menggunakan rumus energikinetik gas dan suhu :

Hitung tekanan gas menggunakan rumus hukumGas Ideal (dalam jumlah mol, n) :PV = nRT

P (36 x 10-3) = (3)(8,315)( )

P (36 x 10-3) = 6024,22

Tekanan gas adalah 1,67 x 105 Pascal atau 1,67atmosfir.


Pembahasan Soal Teori Kinetik Gas

Documents

Transcript of Pembahasan Soal Teori Kinetik Gas