Fizik

1. Saya menguruskan gas dalam bekas tertutup yang pada mulanya mempunyai isipadu V dan tekanan P. Jika tekanan akhir ialah 4P dan isipadu dikekalkan malar, apakah nisbah tenaga kinetik awal dengan tenaga kinetik akhir.

Diketahui:

Tekanan awal (P1 ₎ = P

Tekanan akhir (P ₂ ) = 4P

Isipadu awal ( _V1 ) = V

Isipadu akhir (V ₂ ) = V

Dikehendaki: Nisbah tenaga kinetik awal kepada tenaga kinetik akhir (K E ₁ : K E ₂ )

Penyelesaian:

Hubungan antara tekanan (P), isipadu (V) dan tenaga kinetik (KE) gas ideal :

Nisbah tenaga kinetik awal kepada tenaga kinetik akhir:

[irp]

2. Apakah purata tenaga kinetik translasi molekul dalam gas ideal pada 57 ^o C.

Diketahui:

Suhu gas (T) = 57 ^° C + 273 = 330 Kelvin

Pemalar Boltzmann (k) = 1.38 x 10 ^-23 Joule/Kelvin

Dikehendaki: Tenaga kinetik translasi purata

Penyelesaian:

Hubungan antara tenaga kinetik (KE) dan suhu gas (T):

Tenaga kinetik translasi purata:

[irp]

3. Suatu gas pada suhu 27 ^o C dalam bekas tertutup . Jika tenaga kinetik gas meningkat 2 kali ganda tenaga kinetik awal, maka suhu akhir gas tersebut ialah…

Diketahui:

Suhu awal (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Tenaga kinetik awal = KE

Tenaga kinetik akhir = 4 K E

Dikehendaki: Suhu akhir (T ₂ )

Penyelesaian:

[irp]

4. Suatu gas ideal berada di dalam bekas tertutup, dipanaskan supaya halaju purata akhir zarah gas meningkat sebanyak 3 kali ganda halaju purata awal. Jika suhu gas awal ialah 27 ^o C, maka suhu akhir gas ideal ialah…

Diketahui:

Suhu awal = 27 ^° C + 273 = 300 Kelvin

Halaju awal = v

Halaju akhir = 2v

Dikehendaki : Suhu akhir gas ideal

Penyelesaian:

Halaju purata akhir = 2 x halaju purata awal

[irp]

5. Tiga mol gas berada dalam ruang isipadu 36 liter. Setiap molekul gas mempunyai tenaga kinetik 5 x 10 ^-21 Joule. Pemalar gas universal = 8.315 J/mol K dan pemalar Boltzmann = 1.38 x 10 ^-23 J/K. Berapakah tekanan gas di dalam bekas itu.

Diketahui:

Bilangan mol (n) = 3 mol

Isipadu = 36 liter = 36 dm3 ^{= 36} x 10 ^-3 m3

Pemalar Boltzmann (k) = 1.38 x 10 ^-23 J/K

Tenaga kinetik (KE) = 5 x 10 ^–21 Joule

Pemalar gas universal (R) = 8.315 J/mol.K

Dikehendaki : Tekanan gas (P)

Penyelesaian:

Kirakan suhu menggunakan persamaan tenaga kinetik gas.

Kira tekanan gas menggunakan persamaan hukum gas ideal (dalam bilangan mol, n):

PV = n RT

P (36 x 10 ^-3 ) = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10 ^-3 ) = 6024.22

Tekanan gas ialah 1.67 x ¹⁰⁵ Pascal atau 1.67 atmosfera.

Maklumat Lanjut

1. Saya menguruskan gas dalam bekas tertutup pada mulanya mempunyai isipadu V dan suhu T. Suhu akhir ialah 5/4T dan tekanan akhir ialah 2P. Berapakah isipadu akhir gas tersebut?

Diketahui:

Isipadu awal (V1 ₎ = V

Suhu awal ( _T1 ) = T

Suhu akhir (T ₂ ) = 5/4 T

Tekanan awal (P1 ₎ = P

Tekanan akhir (P ₂ ) = 2P

Dikehendaki: Jilid Akhir (V ₂ )

Penyelesaian:

[irp]

2. Tentukan isipadu 2.00 mol gas (gas ideal) pada STP. STP = Suhu dan Tekanan Piawai.

Diketahui:

Mol gas (n) = 2 mol ais

Suhu piawai (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 Kelvin

Tekanan piawai (P) = 1 atm = 1.013 x ¹⁰⁵ Pa

Pemalar gas sejagat (R) = 8.315 Joule/mol e .Kelvin

Dikehendaki : Isipadu gas (V)

Penyelesaian:

Persamaan hukum gas Ideal (dalam bilangan mol, n)

Isipadu 2 mol gas ialah 44.8 liter.

Isipadu 1 mol gas ialah 45.4 liter / 2 = 22.4 liter.

Isipadu 1 mol sebarang gas ialah 22.4 liter.

[irp]

3. 4 liter gas oksigen mempunyai suhu 27°C dan tekanan 2 atm (1 atm = 10.5 ^Pa ) di dalam bekas tertutup. Pemalar gas universal (R) = 8.314 J.mol e ⁻¹ .K ⁻¹ dan nombor Avogadro ( N _​​A ) = 6.02 x ^10.23 molekul/mol e . Apakah molekul gas oksigen di dalam bekas itu?

Diketahui:

Isipadu gas (V) = 4 liter = 4 dm³ ^{= 4} x 10 ^-3 m³

Suhu gas (T) = 27 ^o C = 27 + 273 = 300 Kelvin

Tekanan gas (P) = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Pemalar gas universal (R) = 8.314 J.mol e ⁻¹ .K ⁻¹

Nombor Avogadro (N _A ) = 6.02 x 10 ²³

Dikehendaki : Apakah molekul gas oksigen dalam bekas (N)?

Penyelesaian:

Dalam 1 mol gas oksigen, terdapat 1.93 x 1023 ^molekul oksigen.

[irp]

4. Sebuah bekas yang mengandungi gas neon (Ne, jisim atom = 20 u) pada suhu dan tekanan piawai (STP ) mempunyai isipadu 2 m3 ^. Tentukan jisim gas neon itu!

Diketahui:

Jisim atom neon = 20 gram/mol e = 0,02 kg/mol e

Suhu piawai (T) = 0 ^° C = 273 Kelvin

Tekanan piawai (P) = 1 atm = 1.013 x ¹⁰⁵ Pascal

Isipadu (V) = 2 ^m3

Dikehendaki : jisim (m) gas neon

Penyelesaian:

Pada suhu dan tekanan piawai (STP), 1 mole daripada sebarang gas, termasuk gas neon, mempunyai isipadu 22.4 liters = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

Dalam isipadu 2 m3 ^, terdapat 44.6 mol gas neon.

Jisim atom relatif gas neon ialah 20 gram/mol.

Ini bermakna dalam 1 mol terdapat 20 gram atau 0.02 kg gas neon. Oleh kerana dalam 1 mol terdapat 0.02 kg gas neon, maka dalam 44.6 mol terdapat 44.6 mol x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gram gas neon.

Maklumat Lanjut

1. I mengendalikan gas pada mulanya mempunyai tekanan P dan suhu T. Gas tersebut menjalani proses isokorik supaya tekanan akhir menjadi 4 kali ganda tekanan awal. Apakah suhu akhir gas tersebut?

Diketahui:

Tekanan awal (P1 ₎ = P

Tekanan akhir (P ₂ ) = 4P

Suhu awal ( _T1 ) = T

Dikehendaki: Suhu akhir (T ₂ )

Penyelesaian:

Formula hukum Gay-Lussac :

Suhu akhir menjadi 4 kali ganda suhu awal.

[irp]

2. Dalam bekas tertutup, gas ideal pada mulanya mempunyai suhu 27 ^° C. Jika tekanan akhir menjadi 2 kali ganda tekanan awal, apakah suhu akhir?

Diketahui:

Tekanan awal (P1 ₎ = P

Tekanan akhir (P ₂ ) = 2P

Suhu awal (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Dikehendaki: Suhu akhir (T ₂ )

Penyelesaian:

[irp]

3. Sebuah tayar diisi sehingga tekanan tolok 2 atm pada suhu 27°C. Selepas pemanduan, suhu di dalam tayar meningkat kepada 47°C. Berapakah tekanan di dalam tayar sekarang?

Diketahui:

Tekanan atmosfera = 1 atm = 1 x ¹⁰⁵ Pa

Tekanan tolok awal = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Tekanan mutlak awal (P1 ₎ = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x ¹⁰⁵ Pa

Suhu awal (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Suhu akhir (T1 ₎ = 47 ^° C + 273 = 320 K

Dikehendaki: Suhu tolok akhir

Penyelesaian:

Tekanan tolok akhir = tekanan mutlak akhir – tekanan atmosfera

Tekanan tolok akhir = 3.2 atm – 1 atm

Tekanan tolok akhir = 2.2 atm

Maklumat Lanjut

1. Dalam bekas tertutup, gas mengembang supaya isipadu akhir menjadi 3 kali ganda isipadu awal (V = isipadu awal, T = suhu awal ). Berapakah suhu akhir?

Diketahui:

Isipadu awal (V1 ₎ = V

Isipadu akhir (V ₂ ) = 3V

Suhu awal ( _T1 ) = T

Dikehendaki: Suhu akhir (T ₂ )

Penyelesaian:

Formula hukum Charles :

Suhu akhir gas menjadi 3 kali ganda suhu awal.

[irp]

2. I menguruskan gas pada mulanya mempunyai isipadu V dan suhu T. Jika gas tersebut menjalani proses isobarik supaya suhu menjadi 2 kali ganda suhu awal, maka isipadu akhir gas ialah…

Diketahui:

Isipadu awal (V1 ₎ = V

Suhu awal ( _T1 ) = T

Suhu akhir (T ₂ ) = 2T

Dikehendaki: jilid akhir (V ₂ )

Penyelesaian:

Isipadu akhir gas menjadi 2 kali ganda isipadu awal.

[irp]

3. Dalam bekas tertutup, gas ideal pada mulanya mempunyai isipadu 2 liter dan suhu 27 ^o C. Jika isipadu akhir gas menjadi 3 liter maka suhu akhir ialah…

Diketahui:

Isipadu awal (V ₁ ) = 2 liter = 2 dm ³ = 2 x 10 ^-3 m ³

Isipadu akhir (V ₂ ) = 3 liter = 3 dm ³ = 3 x 10 ^-3 m ³

Suhu awal (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Dikehendaki: Suhu akhir ( _T2 )

Penyelesaian:

Suhu akhir ialah 177 ^o C atau 177 + 273 = 450 Kelvin.

Maklumat Lanjut

1. Sesetengah gas ideal pada mulanya mempunyai tekanan P dan isipadu V. Jika gas tersebut mengalami proses isoterma sehingga tekanan akhir menjadi 4 kali ganda tekanan awal, maka isipadu akhir gas ialah…

Diketahui:

Tekanan awal (P1 ₎ = P

Tekanan akhir (P ₂ ) = 4P

Isipadu awal ( _V1 ) = V

Dikehendaki: Jilid Akhir (V ₂ )

Penyelesaian:

Formula hukum Boyle :

PV = pemalar

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

(P)(V) = (4P)(V ₂ )

V = 4 V ₂

V ₂ = V / 4 = ¼ V

Isipadu akhir gas ialah ¼ kali ganda isipadu awal.

[irp]

2. Dalam bekas tertutup, gas mengembang supaya isipadu akhir menjadi 2 kali ganda isipadu awal (V = isipadu awal, P = tekanan awal). Tekanan akhir gas ialah…

Diketahui:

Tekanan awal (P1 ₎ = P

Isipadu awal ( _V1 ) = V

Isipadu akhir (V ₂ ) = 2V

Dikehendaki : Tekanan akhir (P ₂ )

Penyelesaian:

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

PV = P ₂ (2V)

P = P ₂ (2)

P ₂ = P / 2 = ½ P

Tekanan gas menjadi ½ kali ganda tekanan awal.

[irp]

3. Dalam bekas tertutup, gas-gas mempunyai tekanan 2 atm dan isipadu 1 liter. Jika tekanan gas menjadi 4 atm maka isipadu gas menjadi...

Diketahui:

Tekanan awal (P1 ₎ = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Tekanan akhir (P ₂ ) = 4 atm = 4 x 10 ⁵ Pa

Isipadu awal (V ₁ ) = 1 liter = 1 dm ³ = 1 x 10 ^-3 m ³

Dikehendaki : Jilid akhir (V ₂ )

Penyelesaian:

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

( 2 x 10 ⁵ )(1 x 10 ^{- 3} ) = (4 x 10 ⁵ ) V ₂

( 1)(1 x 10 ^-3 ) = (2) V ₂

1 x 10 ^-3 = (2) V ₂

V ₂ = ½ x 10 ^-3

V ₂ = 0.5 x 10 ^-3 m ³ = 0.5 dm ³ = 0.5 liter s

Maklumat Lanjut

1. Tiga kapasitor, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 4 μF, C ₃ = 4 μF, disambungkan secara bersiri dan selari . Tentukan kapasitans bagi satu kapasitor yang akan mempunyai kesan yang sama seperti gabungan kapasitor tersebut.

Diketahui:

Kapasitor C ₁ = 2 μ F

Kapasitor C ₂ = 4 μ F

Kapasitor C ₃ = 4 μ F

Dikehendaki: Kapasitans setara (C)

Penyelesaian:

Kapasitor C ₂ dan C ₃ disambungkan secara selari. Kapasitans setara:

C _P = C ₂ + C ₃ = 4 + 4 = 8 μ F

Kapasitor C1 dan _Cp disambungkan secara bersiri. Kapasitans setara _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P = 1/2 + 1/8 = 4 / 8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 μF

[irp]

2. Lima kapasitor, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 4 μF, C ₃ = 6 μF, C ₄ = 5 μF, C ₅ = 10 μF, disambungkan secara bersiri dan selari. Tentukan kapasitans bagi satu kapasitor yang akan mempunyai kesan yang sama seperti gabungan kapasitor tersebut.

Diketahui:

Kapasitor C₁ = 2 μF

Kapasitor C ₂ = 4 μ F

Kapasitor C ₃ = 6 μ F

Kapasitor C ₄ = 5 μ F

Kapasitor C ₅ = 10 μ F

Dikehendaki: Kapasitans setara (C)

Penyelesaian:

Kapasitor C ₂ dan C ₃ disambungkan secara selari. Kapasitans setara:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

Kapasitor C1 , _{CP ,} C4 dan C5 _disambungkan secara bersiri. Kapasitans setara _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P + 1/ C ₄ + 1/ C ₅

1 / C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10

1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10

1/C = 9/10

C = 10/9 μF

[irp]

3. C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF dan C₃ = 3 μF, disambungkan secara bersiri dan selari. Tentukan tenaga elektrik pada litar.

Diketahui:

Kapasitor C₁ = 3 μF

Kapasitor C ₂ = 4 μ F

Kapasitor C ₃ = 3 μ F

Dikehendaki: Kapasitans setara (C)

Penyelesaian:

Kapasitor C ₂ dan C ₃ disambungkan secara selari. Kapasitans setara:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Kapasitor C1 dan _CP disambungkan secara bersiri. Kapasitans setara _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P

1/C = 1/3 + 1/7

1/C = 7/21 + 3/21

1/C = 10/21

C = 21/10

C = 2.1 μF

C = 2.1 x 10 ^-6 F

Tenaga elektrik pada litar:

E = ½ ^CV2

E = ½ ( 2.1 x 10 ^-6 )(12 ² )

E = ½ (2.1 x 10 ^-6 )(144)

E = (2.1 x 10 ^-6 )(72)

E = 151.2 x 10 ^-6 Joule

E = 1.5 x 10 ^-4 Joule

Maklumat Lanjut

1. Empat kapasitor, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 1 μF, C ₃ = 3 μF, C ₄ = 4 μF, disambungkan secara bersiri . Tentukan kapasitans bagi satu kapasitor yang akan mempunyai kesan yang sama seperti gabungan kapasitor tersebut.

Diketahui:

Kapasitor C ₁ = 2 μ F

Kapasitor C ₂ = 1 μ F

Kapasitor C ₃ = 3 μ F

Kapasitor C ₃ = 4 μ F

Dikehendaki: Kapasitans setara

Penyelesaian:

Kapasitans setara:

1/C = 1/C ₁ + 1/C ₂ + 1/C ₃ + 1/C ₄

1/C = 1/2 + 1/1 + 1/3 + 1/4

1/C = 6/12 + 12/12 + 4/12 + 3/12

1/C = 25/12

C = 12/25

C = 0.48

Kapasitans setara bagi keseluruhan kombinasi ialah 0.48 μF.

[irp]

2. Tentukan cas pada kapasitor C ₁ jika beza keupayaan antara P dan Q ialah 12 Volt…

Diketahui:

Kapasitor C ₁ = 1 0 μF = 1 0 x 10 ^-6 F

Kapasitor C ₂ = 2 0 μF = 2 0 x 10 ^-6 F

Beza keupayaan (V) = 12 Volt

Dikehendaki: cas pada kapasitor _C1 ( _Q1 )

Penyelesaian:

Kapasitans setara:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C ₂

1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20

C = 20/3 μF = (20/3) x 10 ^-6 F

Cas elektrik pada kapasitor setara:

Q = (C)(V) = (20/3)(12)(10 ^-6 ) = 80 x 10 ^-6 C

Q = 80 µC

Kapasitor disambungkan secara siri supaya cas elektrik pada kapasitor setara = cas elektrik pada kapasitor C1 ₌ cas elektrik pada kapasitor C2_.

Cas elektrik pada kapasitor C1 ialah 80 μC_.

[irp]

3. Dua kapasitor, C ₁ = 2 μF dan C ₂ = 4 μF, disambungkan secara bersiri. Kapasitor-kapasitor tersebut dicas. Beza keupayaan pada kapasitor C ₁ ialah 2 Volt. Cas elektrik pada kapasitor C ₂ ialah…

Diketahui:

C apa c itor C ₁ = 2 μ F = 2 x 10 ^-6 F

C apa c itor C ₂ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

Beza keupayaan pada kapasitor _C1 ( V1 ₎ = 2 Volt

Dikehendaki : Cas elektrik pada kapasitor C2_.

Penyelesaian:

Cas elektrik pada kapasitor C ₁ :

Q ₁ = C ₁ V ₁ = (2 x 10 ^-6 )(2) = 4 x 10 ^-6 C

Q ₁ = 4 μC

Kapasitor disambungkan secara siri supaya cas elektrik pada kapasitor _C1 = cas elektrik pada kapasitor C2_.

Cas pada _kapasitor C2 ialah 4 μC.

Maklumat Lanjut

1. Empat kapasitor , C ₁ = 2 μF, C ₂ = 1 μF, C ₃ = 3 μF, C ₄ = 4 μF, disambungkan secara selari. Tentukan kapasitans bagi satu kapasitor yang akan mempunyai kesan yang sama seperti gabungan kapasitor tersebut.

Diketahui:

Kapasitor C ₁ = 2 μ F

Kapasitor C ₂ = 1 μ F

Kapasitor C ₃ = 3 μ F

Kapasitor C ₃ = 4 μ F

Dikehendaki: Kapasitans setara

Penyelesaian:

Kapasitans setara:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Kapasitans setara bagi keseluruhan kombinasi ialah 9 μF.

[irp]

2. Tentukan cas pada kapasitor C ₂ jika perbezaan keupayaan antara titik A dan B ialah 9 Volt…

Diketahui:

C apa c itor C ₁ = 20 μ F = 20 x 10 ^-6 F

C apa c itor C ₂ = 30 μ F = 30 x 10 ^-6 F

Beza keupayaan antara titik A dan B (V _AB ) = 9 Volt

Dikehendaki : cas pada kapasitor C2 ( _{Q2 )}

Penyelesaian:

Perbezaan keupayaan:

Kapasitor disambungkan secara selari supaya beza keupayaan antara A dan B (V _AB ) = beza keupayaan pada kapasitor C ₁ (V ₁ ) = beza keupayaan pada kapasitor C ₂ (V ₂ ) = 9 Volt.

Cas elektrik pada kapasitor C ₂ :

Q ₂ = C ₂ V ₂ = (30 x 10 ^-6 )(9) = 270 x 10 ^-6 C

Q ₂ = 270 μC

Cas elektrik pada kapasitor C2 ialah 270 μC_.

[irp]

3. Tiga kapasitor, C ₁ = 4 μF, C ₂ = 2 μF, C ₃ = 3 μF, disambungkan secara selari. Kapasitor-kapasitor tersebut dicas. Beza keupayaan pada kapasitor C ₂ ialah 4 Volt. Tentukan

(a) Cas elektrik pada kapasitor _C1 , _C2 dan _C3

(b) Cas elektrik pada kapasitor setara bagi keseluruhan kombinasi

Diketahui:

C apa c itor C ₁ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

Apasitor Kapasitor C ₂ = 2 μ F = 2 x 10 ^-6 F

Apasitor Kapasitor C ₃ = 3 μ F = 3 x 10 ^-6 F

Beza keupayaan pada kapasitor C ₂ (V ₂ ) = 4 Volt

Dikehendaki : Cas elektrik pada kapasitor C ₃ (Q ₃ )

Penyelesaian:

(a) Cas elektrik pada kapasitor C ₃

Beza keupayaan pada kapasitor C ₃ :

Kapasitor disambungkan secara selari supaya beza keupayaan pada kapasitor C₃ (V₃) = beza keupayaan pada kapasitor C₂ (V₂) = beza keupayaan pada kapasitor C₁ (V₁) = beza keupayaan pada kapasitor setara (V) = 4 Volt

Cas elektrik pada kapasitor C ₁ :

Q ₁ = C ₁ V ₁ = (4 x 10 ^-6 )(4) = 16 x 10 ^-6 C

Q ₁ = 16 μC

Cas elektrik pada kapasitor C ₂ :

Q ₂ = C ₂ V ₂ = (2 x 10 ^-6 )(4) = 8 x 10 ^-6 C

Q ₂ = 8 μC

Cas elektrik pada kapasitor C ₃ :

Q ₃ = C ₃ V ₃ = (3 x 10 ^-6 )(4) = 12 x 10 ^-6 C

Q ₃ = 12 μC

(b) Cas elektrik pada kapasitor setara

Q = _Q1 + _Q2 + _Q3

Q = 16 μ C + 8 μ C + 12 μ C = 36 μ C

Penyelesaian alternatif:

Kapasitans setara:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x 10 ^-6 F

Beza keupayaan pada kapasitor setara:

V1 ₌ V2 = V3 ₌ V = 4 _Volt

Cas elektrik pada kapasitor setara:

Q = CV = (9 x 10 ^-6 )(4) = 36 x 10 ^-6 C

Q = 36 µC

Maklumat Lanjut