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…
Pembahasan
Diketahui :
Tekanan awal [P1] = P
Tekanan akhir [P2] = 4P
Volume awal [V1] = V
Volume akhir [V2] = V
Ditanya : Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir [EK1 : EK2]
Jawab :
Hubungan antara tekanan [P], volume [V] dan energi kinetik [EK] gas ideal :
Pembahasan
Diketahui :
Suhu gas [T] = 57oC + 273 = 330 Kelvin
Konstanta Boltzmann [k] = 1,38 x 10-23 Joule/Kelvin
Ditanya : Energi kinetik translasi rata-rata
Jawab :
Hubungan antara energi kinetik dan suhu gas :
Pembahasan
Diketahui :
Suhu awal [T1] = 27oC + 273 = 300 K
Energi kinetik awal = EK
Energi kinetik akhir = 4 EK
Ditanya : Suhu akhir [T2]
Jawab :
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…
Pembahasan
Diketahui :
Suhu awal = 27oC + 273 = 300 Kelvin
Kecepatan awal = v
Kecepatan akhir = 2v
Ditanya : Suhu akhir gas ideal
Jawab :
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!
Pembahasan
Diketahui :
Jumlah mol [n] = 3 mol
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 Joule
Konstanta gas umum [R] = 8,315 J/mol.K
Ditanya : tekanan gas [P]
Jawab :
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. Soal UN 2011/2012 C61 No.20
Di dalam sebuah bejana tertutup, volume gas memuai menjadi 2 kali volume awal [Vo = volume awal, Po = tekanan awal] dan suhu gas naik menjadi 4 kali semula. Besar tekanan gas menjadi…
A. Po
B. 2 Po
C. 4 Po
D. 6 Po
E. 8 Po
Pembahasan
Diketahui :
Volume awal gas [V1] = Vo
Volume akhir gas [V2] = 2Vo
Suhu awal gas [T1] = T
Suhu akhir gas [T2] = 4T
Tekanan awal gas [P1] = Po
Ditanya : Tekanan akhir gas [P2]
Jawab :
Jawaban yang benar adalah B.
7. Soal UN 2011/2012 A81 No.20
Sejumlah gas ideal menjalani proses isotermik, sehingga tekanan menjadi 2 kali tekanan semula, maka volumenya menjadi…
A. 4 kali semula
B. 2 kali semula
C. ½ kali semula
D. ¼ kali semula
E. tetap
Pembahasan
Isotermik = suhu konstan
Diketahui :
Volume awal gas [V1] = V
Tekanan awal gas [P1] = P
Tekanan akhir gas [P2] = 2P
Ditanya : Volume akhir gas [V2]
Jawab :
P1 V1 = P2 V2
P V = [2P] V2
V = [2] V2
V2 = V / 2
V2 = ½ V
Jawaban yang benar adalah C.