19 Contoh Soal Teori Kinetik Gas
1. Gas ideal berada dalam wadah tertutup pada mulanya mempunyai tekanan P dan volume V. Apabila tekanan gas dinaikkan menjadi 4 kali semula dan volume gas tetap maka perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir gas adalah…
مناقشة
معروف :
الضغط الأولي (P)1) = P
الضغط النهائي (P)2) = 4P
الحجم الأولي (V)1) = ف
المجلد الأخير (V)2) = ف
سأل : Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (EK1 : إي كيه2)
جواب :
Hubungan antara tekanan (P), volume (V) dan energi kinetik (EK) gas ideal :
Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir :
2. Tentukan energi kinetik translasi rata-rata molekul gas pada suhu 57oC!
مناقشة
معروف :
درجة حرارة الغاز (T) = 57oC + 273 = 330 كلفن
Konstanta Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 جول/كلفن
سأل : Energi kinetik translasi rata-rata
جواب :
العلاقة بين energi kinetik dan suhu gas :
Energi kinetik translasi rata-rata :
3. Suatu gas bersuhu 27oC berada dalam suatu wadah tertutup. Agar energi kinetiknya meningkat menjadi 2 kali energi kinetik semula maka gas harus dipanaskan hingga mencapai suhu…
مناقشة
معروف :
درجة الحرارة الابتدائية (T)1) = 27oج + ٢٧٣ = ٢٩٣ كلفن
Energi kinetik awal = EK
Energi kinetik akhir = 4 EK
سأل : Suhu akhir (T2)
جواب :
Suhu akhir gas adalah 600 K atau 327oC.
4. Suatu gas ideal berada di dalam ruang tertutup. Gas ideal tersebut dipanaskan hingga kecepatan rata-rata partikel gas meningkat menjadi 3 kali kecepatan awal. Jika suhu awal gas adalah 27oC, maka suhu akhir gas ideal tersebut adalah…
مناقشة
معروف :
Suhu awal = 27oC + 273 = 300 كلفن
Kecepatan awal = v
Kecepatan akhir = 2v
سأل : Suhu akhir gas ideal
جواب :
Kecepatan rata-rata akhir = 2 x Kecepatan rata-rata awal
5. Tiga mol gas berada di dalam suatu ruang bervolume 36 liter. Masing-masing molekul gas mempunyai energi kinetik 5 x 10-21 Joule. Konstanta gas umum = 8,315 J/mol.K dan konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K. Hitung tekanan gas dalam ruang tersebut!
مناقشة
معروف :
عدد المولات (ن) = 3 مول
Volume = 36 liter = 36 dm3 = 36 x 10-3 m3
Konstanta Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 J / K
Energi kinetik (EK) = 5 x 10-21 جول وحدة طاقة
ثابت الغازات العام (R) = 8,315 جول/مول.كلفن
سأل : tekanan gas (P)
جواب :
Hitung suhu (T) menggunakan rumus energi kinetik gas dan suhu :
Hitung tekanan gas menggunakan rumus hukum Gas Ideal (dalam jumlah mol, n) :
Tekanan gas adalah 1,67 x 105 Pascal atau 1,67 atmosfir.
6. Di dalam sebuah bejana tertutup, volume gas memuai menjadi 2 kali volume awal (Vo = الحجم الابتدائي، Po (الضغط الابتدائي) وترتفع درجة حرارة الغاز إلى أربعة أضعاف الضغط الأصلي. يصبح ضغط الغاز...
أ. صo
ب. 2 فo
ج. 4 فo
د. 6 نقاطo
هـ. 8 بo
مناقشة
من المعروف أن:
الحجم الأولي للغاز (V)1) = فo
الحجم النهائي للغاز (V)2) = 2 فولتo
درجة الحرارة الابتدائية للغاز (T1) = T
درجة الحرارة النهائية للغاز (T2) = 4T
ضغط الغاز الأولي (P1) = Po
سأل: ضغط الغاز النهائي (P2)
الجواب:
الإجابة الصحيحة هي ب.
7. Sejumlah gas ideal menjalani proses isotermik, sehingga tekanan menjadi 2 kali tekanan semula, maka volumenya menjadi…
أ. 4 أضعاف الأصل
ب. مرتين مرة أخرى
ج. نصف الكمية الأصلية
د. ربع الكمية الأصلية
إي. لا يزال
مناقشة
متساوي الحرارة = درجة حرارة ثابتة
من المعروف أن:
الحجم الأولي للغاز (V)1) = ف
ضغط الغاز الأولي (P1) = P
ضغط الغاز النهائي (P2) = 2P
سأل: الحجم النهائي للغاز (V)2)
الجواب:
P1 V1 = ف2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½ الخامس
الإجابة الصحيحة هي ج.
8. Di dalam sebuah bejana tertutup, volume gas memuai menjadi 2 kali volume awal (Vo = الحجم الابتدائي، Po (الضغط الابتدائي) وترتفع درجة حرارة الغاز إلى أربعة أضعاف الضغط الأصلي. يصبح ضغط الغاز...
أ. صo
ب. 2 فo
ج. 4 فo
د. 6 نقاطo
هـ. 8 بo
مناقشة
معروف :
الحجم الأولي للغاز (V)1) = فo
الحجم النهائي للغاز (V)2) = 2Vo
درجة الحرارة الابتدائية للغاز (T1) = T
Suhu akhir gas (T2) = 4T
ضغط الغاز الأولي (P1) = Po
سأل ضغط الغاز النهائي (P)2)
جواب :
الإجابة الصحيحة هي ب.
9. Sejumlah gas ideal menjalani proses isotermik, sehingga tekanan menjadi 2 kali tekanan semula, maka volumenya menjadi…
أ. 4 أضعاف الأصل
ب. مرتين مرة أخرى
ج. نصف الكمية الأصلية
د. ربع الكمية الأصلية
إي. لا يزال
مناقشة
متساوي الحرارة = درجة حرارة ثابتة
معروف :
الحجم الأولي للغاز (V)1) = ف
ضغط الغاز الأولي (P1) = P
ضغط الغاز النهائي (P2) = 2P
سأل الحجم النهائي للغاز (V)2)
جواب :
P1 V1 = ف2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½ الخامس
الإجابة الصحيحة هي ج.
10. Tekanan gas ideal di dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan :
P = 2N/3V EK
P = tekanan (Pa)
N = jumlah molekul (partikel) gas
V = volume gas
EK = energi kinetik rata-rata molekul (J).
Pernyataan yang benar terkait rumusan di atas adalah…
A. Tekanan gas terhadap dinding tergantung pada jumlah molekul per satuan volume
B. Energi kinetik gas tidak tergantung pada tekanan yang ditimbulkan molekul terhadap dinding
C. Volume gas dalam tabung tidak berubah jika tekanan gas berubah
D. Jumlah molekul gas berkurang maka energi kinetik molekul akan bertambah
E. Volume gas bertambah maka jumlah molekul gas bertambah
مناقشة
Ruangan tertutup sehingga walaupun tekanan gas berubah, volume gas dalam tabung tidak berubah.
الإجابة الصحيحة هي ج.
11. Tekanan gas ideal di dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan sebagai P = (2N / 3V) EK. P = tekanan (Pa), N = jumlah molekul (partikel) gas dan EK adalah energi kinetik rata-rata molekul (J). Berdasarkan persamaan ini, pernyataan yang benar adalah …
A. Tekanan gas terhadap dinding bergantung pada energi kinetik rata-rata molekul
B. Energi kinetik gas bergantung pada tekanan yang ditimbulkan molekul terhadap dinding
C. Suhu gas dalam tabung akan berubah jika tekanan gas berubah
D. Jika jumlah molekul gas berkurang maka volume energi kinetik molekul akan berkurang
E. Jika volume gas bertambah maka tekanan gas akan berkurang
مناقشة
من المعروف أن:
Rumus tekanan : P = (2N / 3V) EK
P = tekanan
N = jumlah molekul partikel gas
V = volume gas
EK = energi kinetik rata-rata
P berbanding lurus dengan N dan EK
P berbanding terbalik dengan V
N berbanding lurus dengan volume
N berbanding terbalik dengan EK
سأل: Pernyataan yang benar
الجواب:
A salah karena berdasarkan rumus di atas, tekanan gas (P) bergantung pada energi kinetik, bukan energi kinetik rata-rata.
B salah karena tekanan bergantung pada energi kinetik gas, bukan sebaliknya.
C salah karena berdasarkan rumus di atas, suhu tidak bergantung pada tekanan
D salah karena N berbanding terbalik dengan EK, artinya jika N besar maka EK besar.
E benar karena tekanan (P) berbanding terbalik dengan volume (V).
الإجابة الصحيحة هي هـ.
12. Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan), maka gas akan mengalami….
A. Penurunan laju partikel
B. Penurunan suhu
ج. ارتفاع درجة الحرارة
D. Penambahan partikel gas
E. Penurunan partikel gas
مناقشة
Hukum gas ideal (dalam jumlah mol) :
الكهروضوئية = العلاج ببدائل النيكوتين
Hukum gas ideal (dalam jumlah molekul) :
PV = NkT
Hubungan antara energi kinetik dan suhu gas :
EK = 3/2 kT
المعلومات:
P = tekanan, V = volume, T = suhu, n = jumlah mol, N = jumlah molekul, R = konstanta umum gas, k = konstanta Boltzmann
Berdasarkan tiga rumus di atas, disimpulkan sebagai berikut :
– Jika gas ditekan maka volume (V) gas berkurang.
– Jika volume (V) gas berkurang maka tekanan (P) gas bertambah dan suhu (T) gas bertambah.
– Ruangan tertutup (V konstan) karenanya jumlah mol gas (n) dan jumlah partikel gas (N) tidak berubah.
– Jika suhu (T) gas bertambah maka energi kinetik (EK) gas bertambah. Jika energi kinetik gas bertambah maka kecepatan gerak partikel gas bertambah (EK = ½ m v2, v = kelajuan).
الإجابة الصحيحة هي ج.
13. Sejumlah gas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan secara isokhorik sehingga suhunya naik menjadi empat kali suhu semula. Energi kinetik rata-rata molekul gas ideal menjadi….
A. ¼ kali semula
B. ½ kali semula
C. Sama dengan semula
د. مرتين مرة أخرى
هـ. ضعف الأصل
مناقشة
Isokhorik = volume konstan
Hubungan antara energi kinetik rata-rata (EK) dan suhu (T) gas dinyatakan melalui persamaan di bawah :
EK = 3/2 kT
Keterangan : EK = energi kinetik, T = suhu, 3/2 = konstanta, k = konstanta Boltzmann.
Berdasarkan rumus ini tampak bahwa energi kinetik berbanding lurus dengan suhu. Jadi semakin besar suhu, semakin besar energi kinetik. Jika suhu naik menjadi empat kali semula maka energi kinetik juga naik menjadi empat kali semula.
الإجابة الصحيحة هي هـ.
14. Suatu gas ideal dengan tekanan P dan volume V dalam ruang tertutup. Jika tekanan gas dalam ruang tersebut diturunkan menjadi 1/4 kali semula pada volume tetap, maka perbandingan energi kinetik sebelum dan sesudah penurunan tekanan adalah…
أ. 1 : 4
ب. 1 : 2
ج. 2: 1
د. 4: 1
هـ. 5: 1
مناقشة
معروف :
الحجم الابتدائي = V
Volume akhir = V
Tekanan awal gas = P
Tekanan akhir gas = ¼ P
سأل : perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (EK1 : إي كيه2)
جواب :
Hubungan antara tekanan (P), volume (V) dan energi kinetik (EK) gas :
Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir :
الإجابة الصحيحة هي د.
15. Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan sebagai EK = 3/2 kT, T menyatakan suhu mutlak dan EK = energi kinetik rata-rata molekul gas. Beradasarkan persamaan di atas…
A. Semakin tinggi suhu gas, energi kinetiknya semakin kecil
B. Semakin tinggi suhu gas, gerak partikel gas semakin lambat
C. Semakin tinggi suhu gas, gerak partikel gas semakin cepat
D. Suhu gas berbanding terbalik dengan energi kinetik gas
E. Suhu gas tidak mempengaruhi gerak partikel gas
مناقشة
Berdasarkan rumus di atas, suhu berbanding lurus dengan energi kinetik. Semakin tinggi suhu, semakin besar energi kinetik. Energi kinetik sebanding dengan kecepatan gerak partikel gas (EK = ½ m v2, di mana EK = energi kinetik, v = kecepatan). Semakin besar energi kinetik, semakin cepat gerakan partikel gas.
الإجابة الصحيحة هي ج.
7. Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas di dalam ruang tertutup :
(1) tekanan
(2) volume
(3) suhu
(4) jenis zat
Pernyataan yang benar adalah….
أ. (1) و (2)
ب. (1) و (3)
ج. (1) و (4)
د. (2) فقط
هـ. (3) فقط
مناقشة
Ruang tertutup karenanya volume gas konstan, volume gas tidak mempengaruhi energi kinetik.
الإجابة الصحيحة هي ب.
16. انتبه إلى العبارة التالية!
(1) Jumlah partikel gas ditambah
(2) Jumlah mol dikurangi
(3) Suhu ditingkatkan
(4) Volume ditambah
Faktor yang dapat meningkatkan tekanan gas dalam suatu ruangan tertutup ditunjukkan oleh nomor…
مناقشة
Persamaan tekanan gas dalam ruang tertutup:
معلومة:
P = tekanan, N = jumlah molekul gas, m = massa, v = kecepatan rata‐rata molekul, V = volume wadah, n = jumlah mol.
Berdasarkan persamaan di atas,
Jika jumlah partikel gas (N) bertambah maka tekanan gas (P) bertambah.
Jika jumlah mol (n) dikurangi maka tekanan gas (P) berkurang.
Jika suhu (T) ditingkatkan maka tekanan gas (P) bertambah.
Jika volume (V) bertambah maka tekanan gas (P) berkurang.
Jadi faktor yang dapat meningkatkan tekanan gas dalam ruangan tertutup adalah 1 dan 3.
17. Gas Argon berada dalam ruangan tertutup saat suhunya berubah menjadi 2 kali semula, maka kecepatan gerak partikel gas argon berubah menjadi…. kali semula.
مناقشة
من المعروف:
درجة الحرارة الابتدائية = T
Suhu akhir = 2T
Kecepatan awal = v
سأل: Kecepatan akhir = ….v
جواب:
Rumus hubungan kecepatan, energi kinetik rata-rata dan suhu gas:
معلومة:
v = kecepatan, k = konstanta Bolztmann, T = suhu, m = massa
Kecepatan awal:
Andaikan k = 1, T = 1 dan m = 1.
Jika suhu akhir = 2 maka kecepatan akhir:
Kecepatan akhir = √2 kali semula.
18. Sejumlah gas ideal monoatomik mula-mula memiliki tekanan 120 kPa. Kemudian, gas dipanasi pada tekanan tetap sehingga mengembang. Misalkan konstanta gas universal dinyatakan sebagai R J.mol-1.K-1. Jika pada proses itu temperature gas naik menjadi 38,4/R Kelvin dan usaha per kmol yang dilakukan gas untuk mengembang adalah 8,4 J, maka volume mula-mula gas per kmol adalah…
A. 210 cc
ب. 225 سم مكعب
C. 235 cc
D. 240 cc
E. 250 cc
مناقشة
من المعروف:
Tekanan (P) = 120 kPa = 120.000 Pascal
Konstanta gas universal = R
Suhu (T) = 38,4/R
Usaha (W) per kilomol = 8,4 Joule
سأل: الحجم الأولي (V)1) per kilomol
جواب:
Hitung volume akhir (V2):
PV2 = n R T
120.000 (V2) = R (38,4/R)
120.000 (V2) = 38,4
V2 = 38,4 /120.000
V2 = 0,00032
V2 = 0,32 × 10-3 m3/كمول
V2 = 0,32 × 10-3 س 106 cm3/كمول
V2 = 0,32 × 103 cm3/كمول
V2 = 320 سم3/كمول
V2 = 320 cc/kmol
Hitung volume awal (V1):
W = P (V2 - ف1)
8,4 = 120 × 103 (0,32 × 10-3 - ف1)
8,4 = 120 × 103 × 0,32 × 10-3 – (120 x 103 V1)
8,4 = 120 x 0,32 – (120 x 103 V1)
8,4 = 38,4 – (120 x 103 V1)
(120 × 103 V1) = 38,4 – 8,4
(120 × 103 V1) = 30
V1 = 30 / (120 × 103)
V1 = 0,25 × 10-3 m3
V1 = 0,25 × 10-3 س 106 cm3
V1 = 0,25 × 103 cm3
V1 = 250 سم3
V1 = 250 cc
الإجابة الصحيحة هي هـ.
19. Gas Argon dapat dianggap sebagai gas ideal. Gas itu mula-mula mempunyai energi dalam E1 dan temperature T1. Gas tersebut mengalami proses dengan melakukan usaha W, melepaskan energi senilai Q dan keadaan akhir energi dalam Ef serta temperature Tf. Besarnya perubahan energi tersebut digambarkan seperti gambar di atas. Apa simpulan proses tersebut?
A. Gas mengalami proses Isobarik dan Tf <تi
B. Gas mengalami proses Adiabatik dan Tf <تi
C. Gas mengalami proses Isokhorik dan Tf <تi
D. Gas mengalami proses Isotermal dan Tf = رi
E. Gas mengalami proses Isokhorik dan Tf = رi
مناقشة
Berdasarkan gambar, energi awal (Ei) dan energi akhir (Ef) tidak berubah, dengan kata lain perubahan الطاقة الداخلية قيمتها صفر. Rumus perubahan energi dalam : ΔU = 3/2 N k ΔT
Berdasarkan rumus ini, jika perubahan الطاقة الداخلية nol (ΔU=0) maka perubahan suhu juga nol (ΔT=0). Perubahan suhu nol artinya suhu tidak berubah. Jika suhu tidak berubah maka gas tersebut mengalami proses isotermal.
الإجابة الصحيحة هي د.
مصدر السؤال:
أسئلة امتحان الفيزياء الوطني لطلاب المرحلة الثانوية العليا/المهنية
