KINETIK GAS DAN TERMODINAMIKA (soal dan pembahasan)

Soal teori Kinetik gas beserta pembahasan 


1. Partikel-partikel
gas ideal mempunyai sifat-sifat sebagai berikut, kecuali … .
a. selalu bergerak
b. tidak
saling menarik
c.
bertumbukan lenting sempurna
d. tersebar
merata di seluruh bagian ruangan yang ditempati
e. tidak
mengikuti Hukum Newton tentang gerak

jawab:
E


2.      Pada Hukum
Boyle, P.V = k, P adalah tekanan dan V adalah volume. Konstanta k mempunyai
dimensi yang sama dengan … .
a. daya                  d. suhu
b. usaha
                e. konstanta pegas
c.
momentum

jawab: b


3.      Jika gas ideal dimampatkan secara isotermis sehingga volumenya menjadi setengahnya,
maka … .
a. tekanan dan suhu tetap
b. tekanan menjadi dua kali lipat dan suhu tetap
c. tekanan tetap dan suhu menjadi dua kali
d. tekanan menjadi dua kali dan suhu menjadi setengahnya
e. tekanan dan suhu menjadi setengahnya

jawab: B


4.      Diketahui
volume tabung B dua kali volume tabung A. Keduanya terisi gas ideal. Volume
tabung penghubung dapat diabaikan. Gas A berada pada suhu300 K. Bila jumlah
molekul dalam A adalah N dan jumlah molekul B adalah 3N, maka suhu gas dalam
tabung B adalah … .



a. 150 K                 d. 450 K
b. 200 K                 e. 600 K
c. 300 K


jawab: B
Pembahasan :



5.      Suatu jenis
gas mempunyai volume 100 cm3 pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm. Jika temperatur
menjadi 50 ^oC, sedangkan tekanan menjadi 2 atm, maka volume gas
menjadi … .
a. 38,4 cm³           d. 84,5 cm³
b. 45,5 cm³           e. 118,3 cm³
c. 59,2
cm³
JAWAB:
Pembahasan 



6.     
Pada keadaan
normal (T = 0 ^oC dan P = 1 atm) 5 gram gas argon (Ar = 40) mempunyai
volume sebesar … . (1 atm = 10⁵ N/m², R = 8,314 J/K.mol)
a. 1,4 x
10^{– 6} m³     d. 28 m³
b. 2,8 x
10^-3 m³     e. 224 m³
c. 22,4 x 10^-3 m³
JAWAB:
Pembahasan 

V
= (5/40) . 22,4 = 2,8 liter = 2,8 . 10^-3 m³
7.      Suatu gas
ideal, dalam suatu ruang tertutup bersuhu 27ºC. Untuk mengubah energi kinetik
partikelnya menjadi 2 Ek, suhu gas harus dijadikan … .
a. 37 ^oC
               d. 327 ^oC
b. 45 ^oC
               e. 927 ^oC
c. 310 ^oC
Pembahasan :

8.     
Sebanyak 4 gram
gas neon dengan massa molekul 6 g/mol bersuhu 38 °C. Jika
tekanannya 1,8x 10⁵ Pa, maka
energi dalam gas adalah … . (Diketahui k =1,38 x 10^-23 J/K, NA = 6,02×10^-23 molekul/mol).
a. 2,28 x 10³ J
b. 3,12 x 10³ J
c. 3,85 x 10³ J
d. 4,23 x 10³ J
e. 5,16 x 10³ J
jawab:
Pembahasan 



9.      Tangki
berisi gas mula-mula bersuhu 200 K dipanasi hingga bersuhu 300^o K.
Jika jumlah partikel gas mula-mula 2 mol, maka agar energi dalam tidak berubah,
kran harus dibuka sekejap hingga sebagian partikel gas keluar sejumlah … .
a.1/2 mol              d.2/3 mol
b. 1/3 mol                         e.3/4 mol
c.1/4 mol
jawab:
Pembahasan 



10.  Suatu gas
ideal pada tekanan atmosfir p dan suhu 27 °C dimampatkan sampai volumenya
setengah kali dari semula. Jika suhunya dinaikkan menjadi 54 °C, berapakah
tekanannya?
a. 0,25 p               d. 2 p
b. 0,54 p               e. 2,18 p
c. 1 p

11.  Pada hukum
Boyle P . V = k, k mempunyai dimensi . . . .
a. daya                d. suhu
b. usaha               e. konstanta pegas
c. momentum linear

jawab:
B (Usaha)


12.  Rapat massa
(perbandingan massa dan volume) suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan p
adalah ρ. Jika tekanan gas tersebut dijadikan 2p dan suhunya diturunkan menjadi
0,5 T maka rapat massa gas menjadi . . . .
a. 4            d. 0,25
b. 2            e. 0,12
c. 0,50
jawab:
A
Pembahasan 



13.  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. Kecepatan
rms rata-rata dari molekul menjadi dua kali.
b. Suhu berubah menjadi 600 K.
c. Momentum rata-rata dari molekul menjadi dua kali.
d. Suhu berubah menjadi 300 ² K.
e. Kecepatan rata-rata molekul menjadi dua kali.
Jawab: b
Pembahasan 

14.  Untuk melipatgandakan kecepatan rms molekul-molekul dalam
suatu gas ideal pada 300 K, suhu sebaiknya dinaikkan menjadi . . . .
a. 327 K
                d.
1.200 K
b. 424 K
                e. 90.000 K
c. 600 K



15.   0,5 m³ gas dipanaskan pada proses isobaris volumenya menjadi 2 m³. Jika
usaha luar gas tersebut 3 × 10⁵ joule besar tekanan gas sekarang adalah . . .
.

U = 3/2 . n . R . T = 3/2 .4.  8,31 . 400 = 19 944 J


17.  Agar kecepatan rms partikel gas menjadi 3 kali
lipat dari awal, suhunya harus ditingkatkan menjadi . . . semula.

18.  Sebuah tabung berisi gas monoatomik kemudian dipompakan gas yang sama sehingga tekanannya berubah menjadi 3 kali vulome semula.
Besar perubahan energi dalam gas tersebut jika proses isotemis adalah . . . .

19.  Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa . . . .

20.  Dua bejana A dan B volumenya sama berisi udara yang suhu
dan massanya sama.  bejana
A dipanaskan secara isobaris sedangkan udara di dalam bejana B dipanaskan
pada proses isokhoris. Jika besar kalor yang diberikan pada bejana A dan B  sama maka . . . .
a. kenaikan suhu udara di A dan di B sama
b. perubahan energi dalam di A dan di B sama
c. kenaikan suhu udara di A lebih kecil dari di B
d. kenaikan suhu udara di A lebih besar dari di B
e. salah semua

21.  Sejumlah gas ideal dengan massa tertentu mengalami
pemampatan secara adiabatik. jika W adalah kerja yang dilakukan oleh sistem
(gas) dan ΔT adalah perubahan suhu dari sistem maka berlaku keadaan
. . . .

22.  Sebuah mesin Carnot bekerja di antara  2 reservoir bersuhu tinggi 527 °C dan suhu rendah 127 °C. Jika reservoir suhu tinggi diturunkan menjadi 500 K, maka
efisiensi awal dan terakhir adalah . . . .

23.  Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu
tinggi 800 K mempunyai efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensinya naik menjadi
50%, suhu reservoir suhu tinggi dinaikkan menjadi . .