Soal Teori Kinetik Gas

(1)

FISIKA KELAS XI

November 11, 2013

Oleh Ayu Surya Agustin

Soal Teori Kinetik Gas

(2)

Soa l Te or i Ki n etik G as | 11 /11/2 0 13

Soal Teori Kinetik Gas

Tahun Ajaran 2013-2014

A. SOAL PILIHAN GANDA

Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dan kerjakanlah pada buku latihan anda

1. Partikel-partikel gas ideal memiliki sifat-sifat antara lain.... (1) Selalui bergerak

(2) Tidak tarik menarik

(3) Bertumbukan lenting sempurna

(4) Tidak mengikuti Hukum Newton tentang gerak

Pernyataan yang benar adalah...

a. 1, 2, dan 3

b. 2, 3, dan 4 c. 1, 3, dan 4 d. 1 dan 3 e. 2 dan 4

2. Jika suatu gas dimampatkan secara isotermal sampai volumenya menjadi setengah volume semula maka ...

a. Tekanan dan suhu tetap

b. Tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap

c. Tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya

d. Tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya

e. Tekanan dan suhu menjadi setengahnya

3. Sebuah silinder mengandung 20 liter gas pada tekana 2,5 x 106 Pa, kemudian keran ditutup. Jika suhu dijaga tetap, berapakah volume gas yang dibebaskan pada atmosfer bertekanan 1 x 105 Pa? a. 10 L b. 100 L c. 1000 L d. 10000 L e. 100000 L

4. Seseorang siswa ingin menerapkan hukum Boyle untuk menentukan tekanan udara luar dengan menggunakan peralatan seperti tampak pada gambar. Ia mendapatkan bahwa ketika h = 50 mm, V = 18 cm3 dan ketika h = 150 mm, V = 16 cm3. Berapakah mmHg tekanan udara luar di tempat siswa tersebut melakukan percobaan ?

(3)

So al Te o ri K in etik G as | 1 1/11 /2 013 a. 7500 mmHg b. 750 mmHg c. 750 cmHg d. 75 cmHg e. 75 mmHg

5. Hukum boyle dinyatakan dalam bentuk grafik dibawah. Grafik yang benar adalah... a. b. V V c. v d. V e.

(4)

6. Diketahui volume bola B dua kali volume bola A. Kedua bola terisi gas ideal. Volume tabung penghubung dapat diabaikan. Gas A berada pada suhu 300 K. Jika jumlah molekul gas dalam bola A adalah N dan jumlah molekul gas dalam bola B adalah 3 N, suhu gas dalam bola B adalah...

a. 150 K

b. 200 K

c. 300 K

d. 450 K

e. 600 K

7. Grafik yang menunjukkan hubungan antara variabel tekanan gas p yang masanya tertentu

pada volume tetap sebagai fungsi dari suhu mutlak T adalah...

a. vv

b. v

c. V

V

(5)

So al Te o ri K in etik G as | 1 1/11 /2 013 e.

8. Sejumlah gas ideal dalam suatu ruang mengalami proses isobarol sehingga volumenya menjadi dua kali volume semula. Suhu gas tersebut akan berubah dari 270C menjadi...

a. 540 C

b. 1080 C c. 3270 C d. 4270 C e. 6000 C

9. Pada sejumlah gas ideal dengan volume konstan berlaku:

(1) Semua molekul memiliki kecepatan yang sama pada suhu tertentu

(2) Kecepatan rata-rata molekul akan lebih besar pada suhu yang tinggi daripada suhu rendah

(3) Semua molekul memiliki energi kinetik sama pada suhu tertentu, dan

(4) Jika gas dinaikkan suhunya 10 C, jumlah kalor yang diperlukan sama dengan perubahan total energi kinetik molekul-molekulnya.

Pernyataan yang benar adalah... a. 1, 2, dan 3

b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja

e. 1, 2, 3, dan 4

10.Grafik antara tekanan gas (p) yang massanya tertentu pada volume tetap sebagai fungsi dari suhu mutlak (T) adalah...

a. C

b.

c.

(6)

Soa l Te or i Ki n etik G as | 11 /11/2 0 13 e.

11.Konstanta k dalam persamaan gas ideal memiliki dimensi...

a. Tekanan

b. Kalor

c. Energi

d. Energi persatuan suhu

e. Tekanan persatuan luas

12.Berikut ini merupakan persamaan gas ideal, kecuali.. (N0=bilangan Avogadro, R=tetapan

gas umum, k=tetapan Boltzman) a.

b.

c.

d.

e.

13.Persamaan gas ideal ditulis dalam bentuk bilangan tetap bergantung pada... a. Jenis gas

b. Suhu gas

c. Tekanan gas

d. Volume gas

e. Banyak partikel

14.Jika sejumlah gas yang masanya tetap ditekan pada suhu tetap, molekul-molekul gas tersebut akan...

a. Memiliki energi kinetik lebih besar

b. Memiliki momentum lebih besar

c. Lebih sering menumbuk dinding tempat gas berada

d. Bergerak lebih cepat e. Bergerak lebih lambat

15.Menurut teori kinetik gas, tekanan gas dalam ruangan tertutup adalah...

a. Sebanding dengan volume ruangan

(7)

So al Te o ri K in etik G as | 1 1/11 /2 013

c. Berbanding terbalik dengan massa jenis gas d. Sebanding dengan massa jenis gas

e. Sebanding dengan kecepatan rata-rata partikel gas

16.Sebuah tabung berisi gas ideal. Menurut teori kinetik gas dan prinsip ekuipartisi energi diketahui :

(1) Molekul gas mengalami perubahan momentum ketika bertumbukan dengan dinding

tabung

(2) Energi yang tersimpan dalam gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya (3) Energi yang tersimpan dalam gas berbanding lurus dengan jumlah (banyaknya)

derajat kebebasannya, dan

(4) Pada saat molekul bertumbukan dengan dinding tabung, molekul gas kehilangan energi.

Pernyataan yang benar adalah... a. 1 dan 3

b. 2 dan 4 c. 1, 2, dan 3 d. 3 dan 4 e. 1, 2, 3, dan 4

17.Dua tabung diisi dengan gas berbeda tetapi keduanya berada pada suhu yang sama. Diketahui MA dan MB adalah berat molekul kedua gas tersebut. Dengan demikian besar

momentum rata-rata kedua gas yaitu PA dan PB akan berkaitan satu sama lain menurut

rumus : a. b. √ c. d. e. √

18.Energi dalam suatu gas ideal merupakan fungsi...

a. volum

b. volum dan suhu

c. tekanan

d. suhu

(8)

19.Sebuah tabung berisi gas monoatomik. Kedalam tabung tersebut dipompakan gas yang

sama sehingga tekanannya menjadi 3 kali semula. Besarnya perubahan energi dalam gas tersebut jika suhunya tetap adalah...

a. Nol

b. 1,5 kali semula c. 3 kali semula d. 6 kali semula e. 9 kali semula

20.Berapakah energi dalam dari satu mol gas monoatomik pada suhu 1270C....

a. 4988,4 J

b. 4888,4 J c. 4898,4 J d. 4998,4 J e. 4999,4 J

21.Jika gas didalam suatu ruang tertutup dipanaskan sampai suhu T K maka... a. Energi potensial molekul gas semakin kecil

b. Energi kinetik molekul gas =

c. Energi kinetik molekul gas =

d. Volume gas akan selalu bertambah karena gas akan memuai

e. Tekanan gas besarnya tetap

22.Jika laju efektif partikel gas ideal dalam ruang berubah, maka factor-faktor lain yang selalu ikut berubah adalah…

a. tekanan dan volume

b. tekanan dan massa jenis gas c. suhu dan energi dalam

d. volume dan energi dalam

e. tekanan dan suhu

23.Beberapa molekul gas dipilih secara acak dengan kecepatan masing-masing diperlihatkan dalam tabel berikut ini.

N (Jumlah Gas) Kecepatan (v) 1 500 m/s 1 600 m/s 1 700 m/s

(9)

So al Te o ri K in etik G as | 1 1/11 /2 013 1 800 m/s 1 900 m/s

Kecepatan efektif dan kecepatan rata-rata dari molekul gas tersebut adalah...

a. 714,14 m/s dan 700 m/s

b. 744,14 m/s dan 750 m/s c. 711,14 m/s dan 770 m/s d. 741,44 m/s dan 700 m/s e. 714,41 m/s dan 750 m/s

24.Suatu gas ideal pada 300 K dipanaskan dengan volume tetap, sehingga energi kinetik rata-rata dari molekul gas menjadi dua kali lipat. Pernyataan berikut ini yang tepat adalah...

a. dari molekul menjadi dua kali lipat

b. Suhu berubah menjadi 600 K

c. Momentum rata-rata dari molekul menjadi dua kali d. Kecepatan rata-rata molekul menjadi dua kali

25.Sebuah tabung gas dengan volume tertentu berisi gas ideal dengan tekanan p. Jika ke daam tabung tersebut dipompakan gas sejenis sehingga tekanannya menjadi 2p, sedangkan suhunya dibuat tetap, besar nya adalah...

a. 0,5 b. c. √ d. e. B. SOAL URAIAN

1. Jelaskan sifat-sifat dari gas ideal.... Jawab :

2. 150 gram CO2 berada dalam ruang yang volumenya 60 L, tekannya 1 atm dalam

temperatur ruangan. Jika volumenya dirubah menjadi 2 kali dengan suhu konstan. Berapakah tekanan sekarang?

Jawab :

3. Sebuah silinder mengandung 20 L gas pada tekanan 25 x 105 Pa. Keran yang ada pada silinder dibuka sampai tekanan turun menjadi 20 x 105 Pa dan kemudian ditutup. Anggap bahwa suhu dijaga teta[. Berapa volume gas yang dibebaskan pad aatmosfer bertekanan 1 x 105 Pa ?

(10)

4. Sebuah ban sepeda memiliki volume 100 cm3. Tekanan awal dalam ban sepeda adalah 0,5 atm. Ban tersebut dipompa dengan suatu pompa yang volumenya 50 cm3. Jika diasumsikan temperatur tidak berubah, tekanan dalam ban sepeda setelah dipompa 4 kali adalah...

Jawab :

5. Seorang siswa ungun menerapkan hukum boyle untuk menetukan tekanan udara luar dengan menggunakan peralatan seperti pad agambar. Ia mandpatakan bahwa ketika

h=150 mm, V = 18 cm3 dan ketika h=150mm, V = 16 cm3. Berapa mmHg tekanan udara

luar ditempat siswa itu melakukan percobaan?

6. Sejumlah gas ideal menjalani proses isobarik sehingga suhu kelvinnya menjadi 2 kali semula, maka volumenya menjadi n kali semula, dengan n adalah...

Jawab :

7. Empat liter gas Ne dari suhu 200 K dan tekanan 2 atm mengalami proses perubahan keadaan secara isobarik sehingga mencapai suhu akhir 600 K. Usaha yang dilakukan gas itu secara proses bernilai...

Jawab :

8. Sebuah tabung yang volumenya 1 L memiliki libang yang memungkinkan udara keluar

dari tabung. Mjula-mula suhu udara dalam tabung adalah 270C. Tabung dipanaskan hingga suhunya menjadi 1270C. Tentukanlah perbandingan antara massa gas yang keluar dari tabung dan massa awalnya.

Jawab :

9. Sebuah tangki udara berisi 20 kg udara pada tekanan 9 atm disimpan di tempat yang bersuhu 60C. Pada saat dipindahkan ke bengkel yang bersuhu 370C, katup pengaman pada tangki membebaskan sejumlah udara. Jika katup bekerja ketika udara dalam tabung melebihi 9,5 atm, tentukan massa udara yang dibebaskan?

Jawab :

10.Jika kecepatan partikel gas menjadi dua kali kecepatan semula, tentukanlah nesarnya tekanan yang dihasilkan.

Jawab :

11.Neon (Ne) adalah suatu gas monoatomik. Berapakah energi dalam 2 gram gas Neon pada

suhu 500 C jika massa molekul relatif Mr=10 g/mol dan tetapan umum gas R = 8,31 J/mol K?

(11)

So al Te o ri K in etik G as | 1 1/11 /2 013

12.Jika konstanta Boltzman J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas Helium pada suhu 270C adalah ...

Jawab :

13.Pada suhu 270 C besarnya energi kinetik rata-rata partikel gas adalah E. Jika energi kinetik rata-rata naik menjadi 3 kali semula, berapakah suhu gas tersebut sekarang? Jawab :

14.Berapakah energi kinetik 48 gram O2, bila volumenya 22,4 L, dan tekanannya 101 kPa? Jawab :

15.Sebuah tabung dengan volume 0,3 m3 mengandung 2 mol Helium pada suhu 270C. Dengan menganggap Helium sebagai gas ideal, tentukan:

a. Energi kinetik gas Helium

b. Energi kinetik rata-rata setiap mol gas Helium tersebut.

16.Tekanan gas O2 dalam suatu ruang adalah 101 kPa dan volume gas 22,4 L, banyak gas dalam ruang itu 1 mol. Berapakah kecepatan rata-rata molekul gas ? Berapakah Suhu gas?

Jawab :

17.Gas oksien memiliki massa molar 32 g/mol. Hitunglah kelajuan rms Oksigen pada suhu 270 C?

Jawab :

18.Tentukan perbandingan kecepatan efektif antara molekul-molekul gas hidrogen (Mr=2 g/mol) dan gas Oksigen (Mr=32 g/mol) pada suhu tertentu.