Pada kali ini fokusfisika.com menyajikan soal dan pembahasan tentang teori kinetik gas materi fisika SMA. Dapatkan akses ke soal dan pembahasan tentang teori kinetik gas yang dikemas dengan jelas dan mudah dipahami. Pelajari tentang konsep-konsep penting seperti distribusi kecepatan molekul, tekanan gas, dan energi kinetik. Perbanyak latihan soal untuk menguji pemahaman Anda dan persiapkan diri untuk ujian atau kompetisi ilmiah dengan baik.

Berikut ini adalah beberapa soal dan pembahasan tentang teori kinetik gas:

Apa yang dimaksud dengan teori kinetika gas?

Teori kinetika gas adalah teori yang menjelaskan perilaku gas dari segi kinetika, yaitu perilaku partikel-partikel yang membentuk gas. Teori ini dikembangkan oleh Maxwell dan Boltzmann pada abad ke-19 dan menjelaskan fenomena seperti tekanan, suhu, dan volume gas dari perspektif kinetik partikel. Teori ini juga menjelaskan konsep seperti distribusi kecepatan partikel gas dan jumlah molekul dalam suatu volume.

Soal dan Pembahasan tentang Teori Kinetik Gas

Bagaimana teori kinetik gas menjelaskan tekanan gas?

Teori kinetik gas menyatakan bahwa tekanan gas merupakan hasil dari molekul-molekul gas yang terus-menerus menghantam dinding wadah yang menampung gas tersebut. Jika molekul-molekul gas bergerak dengan kecepatan yang lebih tinggi, maka tekanan yang terjadi juga akan lebih tinggi.

Jelaskan asumsi apa saja yang digunakan pada teori kinetik gas?

Beberapa asumsi yang digunakan pada teori kinetika gas adalah:

  • Partikel gas adalah partikel yang tidak saling berinteraksi secara langsung.
  • Partikel gas adalah partikel yang bergerak secara acak dan memiliki distribusi kecepatan yang berbeda.
  • Partikel gas memiliki energi kinetik yang sama dalam suatu sistem yang sama.
  • Partikel gas tidak memiliki ukuran atau bentuk yang spesifik.
  • Partikel gas tidak memiliki gaya tarik atau tolak antara satu sama lain.
  • Volume yang ditempati oleh partikel gas sangat kecil dibandingkan dengan volume sistem secara keseluruhan.
  • Teori kinetika gas tidak memperhitungkan efek kuantum.
  • Teori ini hanya berlaku untuk gas ideal, yang tidak mengalami efek intermolekuler atau interaksi partikel.

Bagaimana teori kinetik gas menjelaskan hukum ideal gas?

Teori kinetik gas menjelaskan hukum ideal gas dengan mengasumsikan bahwa molekul-molekul gas tidak memiliki interaksi satu sama lain, sehingga tidak ada gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antar molekul. Hukum ideal gas dapat dinyatakan dalam persamaan PV = nRT, di mana P adalah tekanan, V adalah volume, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta gas, dan T adalah temperatur dalam kelvin.

Apa saja penerapan teori kinetik gas dalam kehidupan sehari hari?

Beberapa penerapan teori kinetik gas dalam kehidupan sehari-hari adalah:

  1. Pembuatan kompor gas: teori kinetik gas digunakan untuk memahami bagaimana gas digunakan sebagai sumber energi untuk memasak, dan bagaimana aliran gas dikontrol untuk mencapai tingkat yang diinginkan dari panas yang dihasilkan.
  2. Sistem pendingin udara: teori kinetik gas digunakan untuk memahami bagaimana gas digunakan sebagai refrigeran dalam sistem pendingin udara, dan bagaimana perubahan tekanan dan suhu digunakan untuk mengubah gas menjadi cairan dan kembali menjadi gas.
  3. Pembuatan roket: teori kinetik gas digunakan dalam desain roket untuk memahami bagaimana gas dibakar dan diekspansi dari tanpa keluar melalui nozzle untuk menghasilkan dorongan.
  4. Pembuatan bahan kimia: Teori kinetik gas digunakan dalam proses pembuatan bahan kimia untuk menentukan tingkat reaksi, kondisi operasi yang optimal dan produk yang dihasilkan.
  5. Pembuatan lampu: Teori kinetik gas digunakan dalam pembuatan lampu untuk memahami bagaimana gas digunakan sebagai bahan bakar dan bagaimana perubahan tekanan dan suhu digunakan untuk menghasilkan cahaya.

Soal dan pembahasan teori kinetik gas fisika kelas 11

Soal Teori Kinetik Gas Nomor 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 Nomor 2
Dua mol gas N2 pada suhu 27 oC memiliki tekanan 1 atm. Volume gas tersebut adalah ….
A. 50 dm3
B. 40 dm3
C. 30 dm3
D. 20 dm3
E. 10 dm3

Pembahasan :
Diketahui :
P = 1 atm = 1 x 105 N/m
n = 2 mol
R = 8,314 J/mol K
T=27 oC+273=300 K

Ditanyakan : V = ?

\begin{align*}
PV &= nRT \\
1\cdot 10^5 \cdot V &= 2\cdot 8,314 \cdot 300 \\
1\cdot 10^5 \cdot V &= 2\cdot 8,314 \cdot 300 \\
1\cdot 10^5 \cdot V &=4.988 \\
V &= 4,988\cdot 10^{-2} \quad \textrm{m}^3 \\
&= 49,88 \quad \textrm{dm}^3 \\
&\approx 50 \quad \textrm{dm}^3
\end{align*}

Jawaban : A

Soal dan pembahasan teori kinetik gas kelas 11

Soal Nomor 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 :

\begin{align*}
\frac{v}{v’}&= \sqrt{\frac{T}{T’}} \\
\frac{v}{v’}&= \sqrt{\frac{T}{\frac{1}{4}T}} \\
\frac{v}{v’}&= \sqrt{4} \\
\frac{v}{v’}&= 2 \\
v’ &= \frac{1}{2}v
\end{align*}

Jawaban : B

Soal Nomor 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 27 oC hingga 77 oC, 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 :
V = 0,6 m3
T = 27 oC + 273 = 300 K
T’ = 77 oC + 273 = 350 K
P = P’

Ditanya : Vyang keluar = V’ – V

\begin{align*}
\frac{PV}{T}&= \frac{P’V’}{T’} \\
\frac{V}{T}&= \frac{V’}{T’} \\
\frac{0,6}{300}&= \frac{V’}{350} \\
V’&= 0,7 \quad \textrm{m}^3
\end{align*}

Volume gas yang keluar :

Vyang keluar = V’ – V = 0,7 – 0,6 = 0,1 m3

Jawaban : E

Soal pembahasan teori kinetik gas

Soal Nomor 5
Sepuluh liter gas ideal bersuhu 127 oC 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 m3
T = 127 oC + 273 = 400 K
P = 110,4 Pa = 110,4 N/m2

Ditanya : N?

\begin{align*}
PV&= NkT \\
110,4\cdot 10\cdot 10^{-3}&= N\cdot 1,38^{-23} \cdot 400 \\
1,104 &= 552 \cdot 10^{-23} N \\
N &= 0,002 \cdot 10^{23} \\
&= 2,0 \times 10^{20}
\end{align*}

Soal Nomor 6
Jika konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu 27 oC 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 :
Diketahui :
T = 27 oC + 273 = 300 K
k = 1,38 x 10-23 J/K

Ditanyakan : Ek = ?

\begin{align*}
Ek &= \frac{3}{2}kT \\
&= \frac{3}{2}\cdot 1,38\cdot 10^{-23}\cdot 300 \\
&=621\cdot 10^{-23} \quad \textrm{J} \\
&=6,21\cdot 10^{-21} \quad \textrm{J}
\end{align*}

Jawaban : D

Soal dan pembahasan teori kinetik gas ideal

Soal Nomor 8
Suatu gas ideal menempati volume 100 cm3 pada suhu 0 oC dan tekanan 1 atm. Bila suhunya menjadi 50 oC 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 = 0 oC + 273 = 273 K
T2 = 50 oC + 273 = 323 K
P1 = 1 atm
P2 = 2 atm
V1 = 100 cm3

Ditanyakan : V2 = ?

\begin{align*}
\frac{P_1V_1}{T_1}&= \frac{P_2V_2}{T_2} \\
\frac{1 \cdot 100}{273}&= \frac{2\cdot V_2}{323} \\
V_2&= \frac{323\cdot 100}{2\cdot 273} \\
V_2&= 59,2 \quad \textrm{cm}^3
\end{align*}

Jawaban : C

Contoh soal dan pembahasan tentang teori kinetik gas

Soal Nomor 9
Massa sebuah molekul nitrogen adalah empat belas kali massa sebuah molekul hidrogen. Molekul nitrogen pada suhu 294 K mempunyai kecepatan rata-rata yang sama dengan molekul hidrogen pada suhu ….
A. 10,5 K
B. 21 K
C. 41,16 K
D. 42 K
E. 205,8 K

Pembahasan :

\begin{align*}
v_{N_2}&= v_{H_2} \\
\sqrt{\frac{3RT_{N_2}}{Mr_{N_2}}}&= \sqrt{\frac{3RT_{H_2}}{Mr_{H_2}}} \\
\sqrt{\frac{T_{N_2}}{14Mr_{H_2}}}&= \sqrt{\frac{T_{H_2}}{Mr_{H_2}}} \\
\frac{294}{14}&=\frac{T_{H_2}}{1} \\
T_{H_2}&= 21 \quad \textrm{K}
\end{align*}

Jawaban : B

Soal Nomor 10
Energi kinetik gas ideal merupakan fungsi dari ….
A. suhu
B. volume
C. tekanan dan suhu
D. volume dan suhu
E. volume dan tekanan

Pembahasan :

$Ek = \frac{3}{2}kT$

Ek = energi kinetik (J)
k = tetapan Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K
T = suhu ( K )

Jadi energi kinetik tergantung pada suhu.

Jawaban : A

Soal dan pembahasan teori kinetik gas

Soal Nomor 11
Gas dalam ruang tertutup dengan suhu 42 oC dan tekanan 7 atm memiliki volume 8 liter. Setelah gas dipanaskan sampai 87 oC, ternyata tekanan gas naik sebesar 1 atm. Volume gas sekarang ….
A. berkurang 20%
B. berkurang
C. tetap
D. bertambah 12%
E. bertambah 20%

Pembahasan :
Diketahui :
T = 42 oC + 273 = 315 K
T’ = 87 oC + 273 = 360 K
P = 7 atm
P’ = 8 atm
V = 8 liter

Ditanyakan : V’ = ?

\begin{align*}
\frac{PV}{T}&= \frac{P’V’}{T’} \\
\frac{7 \cdot 8}{315}&= \frac{8\cdot V’}{360} \\
\frac{7 }{21}&= \frac{V’}{24} \\
V’&= 8 \quad \textrm{liter}
\end{align*}

Karena V = V’ = 8 liter, maka volume gas sekarang tetap.

Jawaban : C

Soal Nomor 12
Sebanyak 3 mol gas ideal menempati ruang tertutup yang volumenya 1 liter dan bersuhu 27 oC. Jika tetapan gas umum 8,3 J/mol K, besar tekanan gas tersebut adalah ….
A. 7,47 x 106 Pa
B. 7,47 x 109 Pa
C. 7,47 x 1011 Pa
D. 7,47 x 1012 Pa
E. 7,47 x 1013 Pa

Pembahasan :
Diketahui :
n = 3 mol
V = 1 liter = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3
T = 27 oC + 273 = 300 K
R = 8,3 J/mol K

Ditanyakan : P = ?

\begin{align*}
PV &= nRT \\
P \cdot 1\cdot 10^{-3} &= 3\cdot 8,3 \cdot 300 \\
P \cdot 1\cdot 10^{-3} &= 7470 \\
P &=7470 \cdot 10^3 \\
P&=7,47\cdot 10^6 \quad \textrm{Pa}
\end{align*}

Jawaban : A

By admin