Materi dan pembahasan soal teori kinetik gas

MATERI TEORI KINETIK GAS

HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC

PERSAMAAN UMUM GAS IDEAL

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

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

KECEPATAN EFEKTIF

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

ENERGI KINETIK GAS

Contoh soal teori kinetik gas dan pembahasan

Pembahasan soal persamaan unum gas ideal

Nomor 1

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



Nomor 2
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



Nomor 3
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 tekanan gas

Nomor 1
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

Nomor 2
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 energi kinetik gas

Nomor 1
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



Nomor 2
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


Nomor 3
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 4
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

Pembahasan soal kecepatan efektif gas

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

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