Ringkasan materi dan pembahasan soal UN tentang teori Kinetik Gas

RINGKASAN MATERI DAN PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA TENTANG TEORI KINETIK GAS

Ringkasan materi dan pembahasan soal-soal ujian nasioanl fisika sma tentang teori kinetik gas ini meliputi: Hukum Boyle-Gay Lussac, persamaan umum gas ideal, tekanan gas, kecepatan efektif, dan energi kinetik gas. 

HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC

Teori kinetik gas

PERSAMAAN UMUM GAS IDEAL

Teori kinetik gas

Keterangan:
P = tekanan gas (Pa).
V = volume (m3).
n = mol gas.
R = tetapan umum gas ideal (8,314 J/mol.K).
T = suhu mutlak (K).
N = jumlah partikel gas.

TEKANAN GAS

Teori kinetik gas
Dengan Ek = energi kinetik rata-rata (Joule).

KECEPATAN EFEKTIF

Teori kinetik gas
Dengan ρ = massa jenis gas dan Mr = massa molekul relatif (gram/mol).

ENERGI KINETIK GAS

ENERGI KINETIK GAS

CONTOH SOAL TEORI KINETIK GAS DAN PEMBAHASAN

Nomor 1 (UN 2010)
Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V maka tekanannya menjadi...
A. 3/4 P
B. 4/3 P
C. 3/2 P
D. 5/3 P
E. 2P

Pembahasan:
Gunakan rumus:
P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2
P . V / T = P2 . 3/4 V / 5/4 T
P2 = 5/3 P
Jawaban: D

Nomor 2 (UN 2011)
Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas didalam ruang tertutup:
1) tekanan
2) volume
3) suhu
4) jenis zat
Pernyataan yang benar adalah...
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1 dan 4
D. 2 saja
E. 3 saja

Pembahasan
Persamaan energi kinetik gas adalah Ek = 3/2 kT, jadi yang mempengaruhi energi kinetik gas adalah suhu.
Jawaban: E

Nomor 3 (UN 2009)
Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan), maka gas akan mengalami...
A. penurunan laju partike
B. penurunan suhu
C. kenaikan suhu
D. penambahan partikel gas
E. penurunan partikel gas

Pembahasan
Berdasarkan persamaan umum gas ideal P . V = N k T, diperoleh tekanan sebanding dengan suhu. Jadi jika tekanan besar maka suhu naik dan sebaliknya.
Jawaban: C

Nomor 4
Sepuluh liter gas ideal suhunya 127oC mempunyai tekanan 165,6 N/m2. Banyak partikel gas tersebut adalah...
A. 2 . 1019 partikel
B.  3 . 1019 partikel
C.  2 . 1020 partikel
D. 3 . 1020 partikel
E.  5 . 1019 partikel

Pembahasan
Untuk menghitung banyak partikel gas, gunakan persamaan umum gas ideal, tetapi hitung terlebih dahulu mol gas
PV = n R T
165,6 N/m2 . 0,01 m3 = n . 8,314 J/mol . K . (127 + 273) K
1,656 Nm = n . 3325,6 J/mol
n = 1,656 Nm / 3325,6 J/mol = 0,0005 mol
Menghitung banyak partikel
N = n Na = 0,0005 . 6,02 . 1023 = 0,003 . 1023 = 3 . 1020 Partikel
Jawaban: D

Nomor 5
Jika P = tekanan, V = volume, T = suhu mutlak, N = jumlah partikel, n = jumlah mol, k = konstanta Boltzmann, R = tetapan umum gas, dan N0 = bilangan Avogadro, maka persamaan gas berikut benar, kecuali...
A. PV = nRT
B.       PV = N/N0 RT
C.       PV = nkT
D.       PV = NkT
E.        PV = nN0Kt

Pembahasan
Rumus yang salah dari persamaan umum gas ideal adalah PV = n k T karena seharusnya PV = NkT
Jawaban: C

Nomor 6
Suatu gas ideal menempati ruang yang volumenya V, suhu T dan tekanan P. Kemudian dipanaskan sehingga volumenya menjadi 5/4 V dan tekanannya menjadi 4/3 P. Jadi pada pemanasan itu suhu gas
menjadi...
A. 3/4 T
B. 4/3 T
C. 4/2 T
D. 3/2 T
E. 5/3 T

Pembahasan
(P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2
(P . V) / T = (4/3 P . 5/4 V) / T2 (coret P dan V)
1/T = (5/3) / T2
T2 = 5/3 T
Jawaban: E

Nomor 7
Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi...
A. 3/4 P
B. 4/3 P
C. 3/2 P
D. 5/3 P
E. 2 P

Pembahasan
(P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2
(P . V) / T = (P2 . 3/4 V) / 5/4T (coret 4, V dan T)
P = (P2 3/5)
P2 = 5/3 P
Jawaban: D

Nomor 8
Sejumlah gas ideal berada didalam ruangan tertutup mula-mula bersuhu 27oC. Supaya tekanannya menjadi 4 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah...
A.       108 oC
B.       297 oC
C.       300 oC
D.       927 oC
E.        1200 oC

Pembahasan
(P1 . V1) / T1 = (P2 . V2) / T2
(P . V) / 300 K = (4P . V) / T2 (coret P dan V)
1/300 K = 4/ T2
T2 = 4 . 300 K = 1200 K = (1200 - 273) 0C = 927 0C
Jawaban: D

Nomor 9
Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan) maka gas akan mengalami...
A. Penurunan laju partikel
B. Penurunan suhu
C. Kenaikan suhu
D. Penambahan partikel gas
E. Penurunan partikel gas

Pembahasan
Jika gas ditekan berarti menambah tekanan yang mengakibatkan kenaikan suhu karena tekanan sebanding dengan suhu (PV = n R T)
Jawaban: C

Nomor 10
Dalam ruangan yang bervolume 1,5 liter terdapat gas yang bertekanan 105 Pa. Jika pertikel gas memiliki kelajuan rata-rata 50 m/s, maka massa gas tersebut adalah...
A. 80 gram
B. 8 gram
C. 3,2 gram
D. 0,8 gram
E. 0,4 gram

Pembahasan
Untuk menghitung massa gas gunakan persamaan tekanan gas
P V = 1/3 N m v2
105  . 1,5 10-3 = 1/3 N m (50)2
150 = 1/3 N . m 2500
N m = 750 / 2500 = 0,3 kg
N m = 300 gram (N m = massa seluruh gas sedangkan m = massa satu partikel gas)
Jawaban: -

Nomor 11
Partikel-partikel gas oksigen didalam tabung tertutup pada suhu 20oC memiliki energi kinetik 2140 J. Untuk mendapatkan energi kinetik 6420 J kita harus menaikkan suhunya menjadi...
A. 879 oC
B.  606 oC
C.  589 oC
D.  60 oC
E.  40 oC

Pembahasan
Gunakan perbandingan persamaan energi kinetik gas
EK1 / EK2 = (3/2 k T1) / (3/2 k T2) = T1 / T2
2140 J / 6420 J  = (20 + 273) K / T2
0,33 = 293 K/T2
T2 = 293 K / 0,33 = 887,9 K = 887,9 - 273 = 615 Co
Jawaban: -

Nomor 12
Gas ideal bersuhu T1 diisikan kedalam tabung. Jika gas dipanaskan sampai suhunya T2 (T2 > T1), maka pengaruh pemanasan pada kecepatan partikel gas (v), energi kinetik (Ek) dan jumlah partikel
gas adalah..
teori kinetik gas

Pembahasan
Jika suhu gas dinaikkan akan mengakibatkan kenaikan tekanan, volume dan energi kinetik.
Jawaban: A

Nomor 13
Gas ideal dalam ruang tertutup bersuhu T kelvin mengalami penurunan suhu menjadi ½ T kelvin. Perbandingan energi kinetik partikel sebelum dan sesudah penuruan suhu adalah...
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 1 : 1
D. 2 : 1
E. 4 : 1

Pembahasan
Gunakan perbandingan persamaan energi kinetik gas (lihat soal nomor 8)
EK1 / EK2 = T1 / T2
EK1 / EK2 = T / 1/2T = 2 / 1 = 2 : 1
Jawaban: D

Nomor 14
Gas ideal berada dalam ruang tertutup dengan volume V, tekanan P dan suhu T. Apabila volumenya mengalami perubahan menjadi 1/2 kali semula dan suhunya dinaikkan menjadi 4 kali semula, maka tekanan gas yang berada dalam sistem tersebut menjadi....
A. 8 P1
B. 2 P1
C. 1/2 P1
D. 1/4 P1
E. 1/8 P1

Pembahasan soal persamaan unum gas ideal

Nomor 15
Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V pada suhu T dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 3/2 T dan tekanannya menjadi 2 P, maka volume gas menjadi ....
A. 3/4 V
B. 4/3 V
C. 3/2 V
D. 3 V
E. 4 V

Pembahasan soal persamaan unum gas ideal

Nomor 16
Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27°C pada tekanan 1 atm( 1 atm = 105 Pa) berada di dalam tabung. Jika konstanta gas umum R = 8,314 J mol-1 K-1 dan banyaknya partikel dalam 1 mol gas 6,02 x 1023 partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut adalah.....
A. 0,83 x 1023 partikel
B. 0,72 x 1023 partikel
C. 0,42 x 1023 partikel
D. 0,22 x 1023 partikel
E. 0,12 x 1023 partikel

Pembahasan soal persamaan unum gas ideal

Nomor 17
Tekanan gas dalam ruang tertutup:
1) Sebanding dengan kecepatan rata-rata partikel gas.
2) Sebanding dengan energi kinetik rata-rata partikel gas.
3) Berbanding terbalik dengan volume gas.
4) Tidak bergantung pada banyaknya partikel gas.
Pernyataan yang benar adalah...
A. 1, 2, dan 3
B. 1, 2, 3, dan 4
C. 1 dan 3
D. 2 dan 4
E. 4 saja

Pembahasan:
Lihat persamaan tekanan gas.
Jawaban: A

Nomor18
Dua mol gas menempati ruang 24,08 L. tiap molekul gas memiliki energi kinetik sebesar 3 . 10-21 Joule. Jika bilangan Avogadro 6,02 . 1023 partikel maka tekanan gas dalam tangki adalah...
A. 1,00 . 102 Pa
B. 2,41 . 102 Pa
C. 6,02 . 102 Pa
D. 1,00 . 102 Pa
E. 2,41 . 102 Pa

Pembahasan soal tekanan gas

Nomor 20
Suatu gas ideal dengan tekanan P dan volume V. Jika tekanan gas dalam ruang tersebut menjadi ¼ kali semula pada volume tetap, maka perbandingan energi kinetik sebelum dan sesudah penurunan tekanan adalah...
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
E. 5 : 1

Pembahasan soal energi kinetik gas

Nomor 21
Didalam sebuah ruang tertutup terdapat gas dengan suhu 27 oC. Apabila gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali semula, maka gas itu harus dipanaskan sampai suhu...
A. 100 oC
B. 135 oC
C. 1200 oC
D. 1227 oC
E. 1500 oC

Pembahasan soal energi kinetik gas
Nomor 22
Sejumlah gas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan secara isokhorik sehingga suhunya naik 4 kali semula. Energi kinetik rata-rata molekul gas ideal menjadi...
A. ¼ kali semula
B. ½ kali semula
C. Sama dengan semula
D. 2 kali semula
E. 4 kali semula

Pembahasan:
Dari persamaan energi kinetik gas Ek = 3/2 k T, menunjukkan energi kinetik sebanding dengan suhu. Artinya jika suhu naik 4 kali semula berarti energi kinetik naik 4 kali semula.
Jawaban: E

Nomor 23
Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan mutlak dan Ek menyatakan energi kinetik rata-rata molekul gas. Berdasarkan persamaan tersebut...
A. Semakin tinggi suhu, energi kinetik semakin kecil.
B. Semakin tinggi suhu, gerak partikel semakin lambat.
C. Semakin tinggi suhu, gerak partikel semakin cepat.
D. Suhu gas berbanding terbalik dengan energi kinetik.
E. Suhu gas tidak mempengaruhi gerak partikel.

Pembahasan:
Dari persamaan energi kinetik gas Ek = 3/2 k T, menunjukkan energi kinetik sebanding dengan suhu. Sehingga semakin tinggi suhu maka energi kinetik makin besar. Energi kinetik makin besar maka gerak partikel makin cepat.
Jawaban: C

Nomor 24
Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas di dalamnya v. Jika suhu gas itu dinaikkan 2T maka kecepatan partikel gas tersebut menjadi...
A. √2 v
B. ½ v
C. 2 v
D. 4 v
E. v2

Pembahasan soal kecepatan efektif gas

 

Latihan soal teori kinetik gas

Nomor 1
Jika P = tekanan, V = volume, T = suhu mutlak, N = jumlah partikel, n = jumlah mol, k = konstanta Boltzmann, R = tetapan umum gas, dan N0 = bilangan Avogadro, maka persamaan gas berikut benar, kecuali...
A. PV = nRT
B. PV = N/N0 RT
C. PV = nkT
D. PV = NkT
E. PV = nN0 KT

Nomor 2
Suatu gas ideal menempati ruang yang volumenya V, suhu T dan tekanan P. Kemudian dipanaskan sehingga volumenya menjadi 5/4 V dan tekanannya menjadi 4/3 P. Jadi pada pemanasan itu suhu gas menjadi...
A. 3/4 T
B. 4/3 T
C. 4/2 T
D. 3/2 T
E. 5/3 T
Nomor 3
Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi...
A. 3/4 P
B. 4/3 P
C. 3/2 P
D. 5/3 P
E. 2 P

Nomor 4
Sejumlah gas ideal berada didalam ruangan tertutup mula-mula bersuhu 27 oC. Supaya tekanannya menjadi 4 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah...
A. 108 oC
B. 297 oC
C. 300 oC
D. 927 oC
E. 1200 oC

Nomor 5
Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan) maka gas akan mengalami...
A. Penurunan laju partikel
B. Penurunan suhu
C. Kenaikan suhu
D. Penambahan partikel gas
E. Penurunan partikel gas
Ringkasan materi dan pembahasan soal UN tentang teori Kinetik Gas Ringkasan materi dan pembahasan soal UN tentang teori Kinetik Gas Reviewed by Johan Akhmadin on Sunday, September 06, 2015 Rating: 5
Powered by Blogger.