Soal dan Pembahasan tentang Teori Kinetik Gas

, , Leave a comment

Pada kali ini fokusfisika.com menyajikan soal dan pembahasan tentang teori kinetik gas materi fisika SMA. Selamat belajar.

Soal No. 1
Sejumlah gas ideal dipanaskan dalam sebuah silinder berpenghisap pada tekanan tetap, maka:
(1) volume gas bertambah
(2) tekanan gas konstan
(3) volume dan temperatur berbanding lurus
(4) massa gas konstan
Pernyataan yang benar adalah nomor ….
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4) saja
E. semua benar

Jawaban : E

Soal No. 2
Dua mol gas N2 pada suhu 27oC memiliki tekanan 1 atm. Volume gas tersebut adalah ….
A. 50 dm3
B. 40 dm3
C. 30 dm3
D. 20 dm3
E. 10 dm3

Pembahasan :
\(T = 27^o \quad \textrm{C} + 273 = 300 \quad \textrm{K} \)
\begin{aligned}
PV &= nRT \\
1 \times 10^5 \cdot V &= 2\cdot 8,314 \cdot 300 \\
V &= 0,0498 \quad \textrm{m}^3 \\
V &= 50 \quad \textrm{dm}^3
\end{aligned}

Jawaban : A

Soal No. 3
Kelajuan suatu partikel gas ideal pada suhu T Kelvin adalah v. Jika suhu diturunkan hingga menjadi \(\frac{1}{4}\)T, kejauannya akan menjadi ….
A. \(\frac{1}{4}\)v
B. \(\frac{1}{2}\)v
C. v
D. 2v
E. 4v

Pembahasan :

Jawaban : B
\begin{aligned}
\frac{v’}{v} &=\sqrt{\frac{T’}{T}} \\
\frac{v’}{v} &=\sqrt{\frac{\frac{1}{4}T}{T}} \\
\frac{v’}{v} &=\sqrt{\frac{1}{4}} \\
\frac{v’}{v} &=\frac{1}{2} \\
v’ &= \frac{1}{2}v
\end{aligned}

Soal No. 4
Gas ideal menempati sebuah tabung gas yang bocor dengan volume 0,6 m3. Gas tersebut tidak keluar dari tabung karena suhu dan tekanannya sama dengan suhu dan tekanan lingkungan. Jika gas dalam tabung dipanaskan dari suhu 27oC hingga 77oC, berapakah volume gas yang keluar dari dalam tabung?
A. 0,5 m3
B. 0,4 m3
C. 0,3 m3
D. 0,2 m3
E. 0,1 m3

Pembahasan :
Diketahui :
V1 = 0,6m3
T1 = 27oC + 273 = 300 K
T2 = 77oC + 273 = 350 K
P1 = P2

Ditanya : Vyang keluar = V2 – V1

\begin{aligned}
\frac{P_1 V_1}{T_1} &= \frac{P_2 V_2}{T_2} \\
\frac{P\cdot 0,6}{300} &= \frac{P\cdot V_2}{350} \\
0,002 &= \frac{V_2}{350} \\
V_2 &= 0,7 \quad \textrm{m}^3
\end{aligned}

Vyang keluar = V2 – V1 = 0,7 m3 – 0,6 m3 = 0,1 m3

Jawaban : E

Soal No. 5
Sepuluh liter gas ideal bersuhu 127oC mempunyai tekanan 110,4 Pa. Bila k = 1,38 x 10-23 J/K, maka banyaknya partikel gas adalah ….
A. 2,0 x 1020
B. 2,0 x 1019
C. 2,0 x 1018
D. 1,8 x 1020
E. 1,8 x 1018

Pembahasan :
Diketahui :
V = 10 liter = 10 x 10-3 m103
T = 127oC = 400 K
P = 110,4 Pa = 110,4 N/m2

Ditanya : N?
\begin{aligned}
PV &= NkT \\
110,4 \cdot 10\times 10^{-3} &= N\cdot 1,38 \times 10^{-23} \times 400 \\
N &= 2,0 \times 10^{20}
\end{aligned}

Jawaban : A

Soal No. 6
Jika konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu 27oC adalah ….
A. 2,07 x 10-21 J
B. 4,14 x 10-21 J
C. 5,59 x 10-21 J
D. 6,21 x 10-21 J
E. 12,42 x 10-21 J

Pembahasan :
T = 27oC + 273 = 300 K
\begin{aligned}
Ek &= \frac{3}{2}kT \\
&= \frac{3}{2}\cdot 1,38 \times 10^{-23} \cdot 300 \\
&= 6,21 \times 10^{-21} \quad \textrm{J}
\end{aligned}

Jawaban : D

Soal No. 7
Partikel – partikel gas ideal mempunyai sifat antara lain :
1. selalu bergerak bebas
2. tidak saling tarik menarik antarpartikel
3. tidak mengikuti hukum Newton tentang gerak.
4. bila bertumbukan lenting sempurna
Pernyataan di atas yang benar adalah nomor ….
A. 1, 2, dan 3
B. 1, 3, dan 4
C. 2, 3, dan 4
D. 1 dan 3
E. 1, 2, dan 4

Jawaban : E

Soal No. 8
Suatu gas ideal menempati volume 100 cm3 pada suhu 0oC dan tekanan 1 atm. Bila suhunya menjadi 50oC sedangkan tekanan menjadi 2 atm, volume gas menjadi ….
A. 118,3 cm3
B. 84,5 cm3
C. 59,2 cm3
D. 45,5 cm3
E. 38,4 cm3

Pembahasan :
Diketahui :
T1 = 0oC + 273 = 273 K
T2 = 50oC + 273 = 323 K

\begin{aligned}
\frac{P_1 V_1}{T_1} &= \frac{P_2 V_2}{T_2} \\
\frac{1 \cdot 100}{273} &= \frac{2 \cdot V_2}{323} \\
0,366 &= \frac{2 \cdot V_2}{323} \\
2 V_2 &= 118,32 \\
V_2 &= 59,2 \quad \textrm{cm}^3
\end{aligned}

Jawaban : C

 

Leave a Reply