contoh soal teori kinetik gas

20 contoh soal teori kinetik gas

Daftar Isi

• sifat gas ideal
• Boyle gay lussac
• Energi Kinetik Gas
• Energi Dalam Gas
• kecepatan rms / efektif gas

sifat gas ideal

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

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. Gas dalam ruang tertutup bervolume 20 kilo liter dan suhu 27 C dengan tekanan 10 atm. hitung banyak mol gas dalam ruang tersebut!

pembahasan:

Diketahui : 

V = 20.000 liter

t = 27º C = 27 + 273 = 300 K

P = 10 atm

Ditanyakan: n = ...?

P V = n R T

10 . 20000 = n . 0,082 . 300

n = 8 130 081 mol

Simbol R selanjutnya disebut konstanta gas umum yang nilainya 8,31 J/mol K atau 0,082 L atm/mol K.

jawab: E

Boyle gay lussac

4. 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

5. 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 :

6. 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 


7. 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 

Saat STP (0^OC , 1 atm)

V = n.22,4 liter

V = (5/40) . 22,4 = 2,8 liter = 2,8 . 10^-3 m³

Energi Kinetik Gas

8.  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 :

9.  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 

10. Gas ideal dalam tabung tertutup yang bervolume 10 liter  dan tekanan 2 atm. Jika jumlah molekul gas dalam tabung tersebut 10 × 10²¹partikel, maka besar energi kinetik total gas dalam tabung adalah?

Diketahui : V = 10 liter = 1 . 10^-2 m³

N = 10 × 10²¹ partikel

P = 2 atm = 2 . 10⁵ Pa

n = 20 mol

Ditanyakan: Ek = ...?

P V = [2/3] . Ek . N

2 . 10⁵  . 1 . 10^-2  = [2/3] Ek . 10 . 10²¹ 

6 . 10³   =  Ek . 20 . 10²¹ 

Ek = 3 . 10^-19  . joule

11. 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!

Diketahui : 

T₁ = 27° C = 27 + 273 = 300 K

Ek₁= 150 J  , Ek₂= 300 J

Ditanyakan: T2 = .... ?

Ek1 : Ek2 = T1 : T2

150 : 300 = 300 : T2

1 : 2 = 300 : T2

T2 = 300 . 2 = 600 K

Energi Dalam Gas

12.  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 = 6,02x10^-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 

13. 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 

15.  Besar energi dalam 4 mol gas monoatomik pada suhu 400 K adalah . . . (R = 8,31 J/ mol K).

a. 6,332 J              

b. 19,944 J            

c. 24,825 J

d. 33,240 J

e. 34,327 J

jawab:

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

16.  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 . . . .

a. nol                                d. 6 kali semula

b. 1,5 kali semula                         e. 9 kali semula

c. 3 kali semula

jawab: C

kecepatan rms / efektif gas

17.  Untuk melipat gandakan 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

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

a. sama                d. 9 kali

b. 1,5 kali              e. 12 kali

c. 6 kali

jawab: D (3² = 9)

19. 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!

Diketahui : V = 20 liter

T = 27º C = 300 K

P = 10 atm

m = 5,32 × 10-26 kg

Ditanyakan: vrms = .... ?