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…
আলোচনা
এটা জানা আছে :
প্রাথমিক চাপ (P1) = পি
চূড়ান্ত চাপ (P2) = 4P
প্রাথমিক আয়তন (V)1) = ভি
চূড়ান্ত আয়তন (V)2) = ভি
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে : Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (EK1 : EK2)
জওয়াব :
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!
আলোচনা
এটা জানা আছে :
Suhu gas (T) = 57oC + 273 = 330 কেলভিন
Konstanta Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 জুল/কেলভিন
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে : Energi kinetik translasi rata-rata
জওয়াব :
সম্পর্ক 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…
আলোচনা
এটা জানা আছে :
প্রাথমিক তাপমাত্রা (T)1) = 27টিoC + 273 = 300 K
Energi kinetik awal = EK
Energi kinetik akhir = 4 EK
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে : Suhu akhir (T2)
জওয়াব :
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…
আলোচনা
এটা জানা আছে :
Suhu awal = 27oC + 273 = 300 কেলভিন
Kecepatan awal = v
Kecepatan akhir = 2v
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে : Suhu akhir gas ideal
জওয়াব :
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!
আলোচনা
এটা জানা আছে :
Jumlah mol (n) = 3 mol
Volume = 36 liter = 36 dm3 = 36 x 10-3 m3
Konstanta Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 জে/কে
Energi kinetik (EK) = 5 x 10-21 জুল
Konstanta gas umum (R) = 8,315 J/mol.K
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে : tekanan gas (P)
জওয়াব :
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 = প্রাথমিক আয়তন, Po = প্রাথমিক চাপ) এবং গ্যাসের তাপমাত্রা মূল তাপমাত্রার ৪ গুণ বৃদ্ধি পায়। গ্যাসের চাপ হয়...
এ.পিo
খ. ২ পিo
সি. ৪ পিo
ডি. ৬ পিo
ই. ২ পিo
আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
গ্যাসের প্রাথমিক আয়তন (V)1) = ভিo
গ্যাসের চূড়ান্ত আয়তন (V)2) = 2Vo
গ্যাসের প্রাথমিক তাপমাত্রা (T)1) = টি
গ্যাসের চূড়ান্ত তাপমাত্রা (T)2) = 4T
প্রাথমিক গ্যাসের চাপ (P1) = পিo
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: চূড়ান্ত গ্যাসের চাপ (P2)
উত্তর :
সঠিক উত্তরটি হলো B।
7. Sejumlah gas ideal menjalani proses isotermik, sehingga tekanan menjadi 2 kali tekanan semula, maka volumenya menjadi…
এ. মূলের ৪ গুণ
খ. আবার ২ বার
গ. মূলের ১/২ গুণ
D. মূলের ¼ গুণ
ই. এখনও
আলোচনা
সমতাপীয় = স্থির তাপমাত্রা
এটা জানা যায় যে:
গ্যাসের প্রাথমিক আয়তন (V)1) = ভি
প্রাথমিক গ্যাসের চাপ (P1) = পি
চূড়ান্ত গ্যাসের চাপ (P2) = 2P
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: গ্যাসের চূড়ান্ত আয়তন (V)2)
উত্তর :
P1 V1 = পি2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½ V
সঠিক উত্তরটি হলো C।
8. Di dalam sebuah bejana tertutup, volume gas memuai menjadi 2 kali volume awal (Vo = প্রাথমিক আয়তন, Po = প্রাথমিক চাপ) এবং গ্যাসের তাপমাত্রা মূল তাপমাত্রার ৪ গুণ বৃদ্ধি পায়। গ্যাসের চাপ হয়...
এ.পিo
খ. ২ পিo
সি. ৪ পিo
ডি. ৬ পিo
ই. ২ পিo
আলোচনা
এটা জানা আছে :
গ্যাসের প্রাথমিক আয়তন (V)1) = ভিo
গ্যাসের চূড়ান্ত আয়তন (V)2) = 2Vo
গ্যাসের প্রাথমিক তাপমাত্রা (T)1) = টি
Suhu akhir gas (T2) = 4T
প্রাথমিক গ্যাসের চাপ (P1) = পিo
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে চূড়ান্ত গ্যাসের চাপ (P)2)
জওয়াব :
সঠিক উত্তরটি হলো B।
9. Sejumlah gas ideal menjalani proses isotermik, sehingga tekanan menjadi 2 kali tekanan semula, maka volumenya menjadi…
এ. মূলের ৪ গুণ
খ. আবার ২ বার
গ. মূলের ১/২ গুণ
D. মূলের ¼ গুণ
ই. এখনও
আলোচনা
সমতাপীয় = স্থির তাপমাত্রা
এটা জানা আছে :
গ্যাসের প্রাথমিক আয়তন (V)1) = ভি
প্রাথমিক গ্যাসের চাপ (P1) = পি
চূড়ান্ত গ্যাসের চাপ (P2) = 2P
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে গ্যাসের চূড়ান্ত আয়তন (V)2)
জওয়াব :
P1 V1 = পি2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½ V
সঠিক উত্তরটি হলো C।
10. Tekanan gas ideal di dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan :
পি = 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
আলোচনা
Ruangan tertutup sehingga walaupun tekanan gas berubah, volume gas dalam tabung tidak berubah.
সঠিক উত্তরটি হলো C।
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
আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
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
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: Pernyataan yang benar
উত্তর :
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).
সঠিক উত্তরটি হলো E।
12. Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan), maka gas akan mengalami….
A. Penurunan laju partikel
B. Penurunan suhu
গ. তাপমাত্রা বৃদ্ধি
D. Penambahan partikel gas
E. Penurunan partikel gas
আলোচনা
Hukum gas ideal (dalam jumlah mol) :
পিভি = এনআরটি
Hukum gas ideal (dalam jumlah molekul) :
PV = NkT
Hubungan antara energi kinetik dan suhu gas :
EK = 3/2 kT
তথ্য :
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).
সঠিক উত্তরটি হলো C।
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
ডি. আবার ২ বার
ই. মূলের ২ গুণ
আলোচনা
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.
সঠিক উত্তরটি হলো E।
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…
এ. ১ : ২
খ. ৩ : ২
গ. ৪ : ৯
ডি. ২ : ১
ই. ৩ : ১
আলোচনা
এটা জানা আছে :
Volume awal = V
Volume akhir = V
Tekanan awal gas = P
Tekanan akhir gas = ¼ P
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে : perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (EK1 : EK2)
জওয়াব :
Hubungan antara tekanan (P), volume (V) dan energi kinetik (EK) gas :
Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir :
সঠিক উত্তরটি হলো D।
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
আলোচনা
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.
সঠিক উত্তরটি হলো C।
7. Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas di dalam ruang tertutup :
(1) tekanan
(2) volume
(3) suhu
(4) jenis zat
Pernyataan yang benar adalah….
ক. (1) এবং (2)
খ. (1) এবং (3)
গ. (1) এবং (4)
D. (2) শুধুমাত্র
E. (3) শুধুমাত্র
আলোচনা
Ruang tertutup karenanya volume gas konstan, volume gas tidak mempengaruhi energi kinetik.
সঠিক উত্তরটি হলো B।
16. নিম্নলিখিত বিবৃতিটির প্রতি মনোযোগ দিন!
(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…
আলোচনা
Persamaan tekanan gas dalam ruang tertutup:
তথ্য:
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.
আলোচনা
এটা জানা আছে:
Suhu awal = T
Suhu akhir = 2T
Kecepatan awal = v
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: Kecepatan akhir = ….v
উত্তর:
Rumus hubungan kecepatan, energi kinetik rata-rata dan suhu gas:
তথ্য:
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
বি. ৫০০ সিসি
C. 235 cc
D. 240 cc
E. 250 cc
আলোচনা
এটা জানা আছে:
Tekanan (P) = 120 kPa = 120.000 Pascal
Konstanta gas universal = R
Suhu (T) = 38,4/R
Usaha (W) per kilomol = 8,4 Joule
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: প্রাথমিক আয়তন (V)1) per kilomol
উত্তর:
Hitung volume akhir (V2):
P V2 = n R T
120.000 (V2) = R (38,4/R)
120.000 (V2) = 38,4টি
V2 = 38,4 /120.000
V2 = 0,00032
V2 = 0,32 এক্স 10-3 m3/kmol
V2 = 0,32 এক্স 10-3 এক্স 106 cm3/kmol
V2 = 0,32 এক্স 103 cm3/kmol
V2 = 320 সেমি3/kmol
V2 = 320 cc/kmol
Hitung volume awal (V1):
W = P (V2 - ভি1)
8,4 = 120x103 (০.৪৩ x ১০-3 - ভি1)
8,4 = 120x103 x0,32x10-3 – (120 x 103 V1)
8,4 = 120 x 0,32 – (120 x 103 V1)
8,4 = 38,4 – (120 x 103 V1)
(০.৪৩ x ১০3 V1) = ৩০ – ১০
(০.৪৩ x ১০3 V1) = 30টি
V1 = 30 / (120 x 103)
V1 = 0,25 এক্স 10-3 m3
V1 = 0,25 এক্স 10-3 এক্স 106 cm3
V1 = 0,25 এক্স 103 cm3
V1 = 250 সেমি3
V1 = 250 cc
সঠিক উত্তরটি হলো E।
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 < Ti
B. Gas mengalami proses Adiabatik dan Tf < Ti
C. Gas mengalami proses Isokhorik dan Tf < Ti
D. Gas mengalami proses Isotermal dan Tf = টিi
E. Gas mengalami proses Isokhorik dan Tf = টিi
আলোচনা
Berdasarkan gambar, energi awal (Ei) dan energi akhir (Ef) tidak berubah, dengan kata lain perubahan energi dalam bernilai nol. Rumus perubahan energi dalam : ΔU = 3/2 N k ΔT
Berdasarkan rumus ini, jika perubahan energi dalam 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.
সঠিক উত্তরটি হলো D।
প্রশ্নের উৎস:
উচ্চ মাধ্যমিক/বৃত্তিমূলক উচ্চ বিদ্যালয়ের জন্য জাতীয় পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞানের প্রশ্নাবলী
