BAB 14 TEORI KINETIK GAS

BAB 14 TEORI KINETIK GAS HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC P 1 V 1 T 1 P 2 V 2 PERSAMAAN UMUM GAS IDEAL P. V n. R. T Atau P. V N. k. T Keterangan: P tekanan gas (Pa). V volume (m 3 ). n mol gas. R tetapan umum gas ideal (8,314 J/mol.K). T suhu mutlak (K). N jumlah partikel gas. TEKANAN GAS P 2 N E K 3 V Dengan Ek energi kinetik rata-rata (Joule). KECEPATAN EFEKTIF v rms 3 P ρ 3 R T Mr Dengan ρ massa jenis gas dan Mr massa molekul relatif (gram/mol).

ENERGI KINETIK GAS Ek 3 2 k T Contoh soal dan pembahasan 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 P 1 B. 2 P 1 C. 1 / 2 P 1 D. 1 / 4 P 1 E. 1 / 8 P 1 P 1 P V 1 V T 1 T V 2 ½ V 4 T Ditanya: P 2... P 1 V 1 T 1 P 2 V 2 1 2 V P V T P 2. 4 T P 2 4 P 1 2 8 P 8 P 1 UN 2009 Jawaban: A 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

P 1 P V 1 V T 1 T P 2 2P 3 / 2 T Ditanya: V 2... P 1 V 1 T 1 P 2 V 2 P V T 2P. V 2 3 V 2 3 2 T UN 2010 2 2 3 4 V Jawaban: A 3. Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27 C pada tekanan 1 atm( 1 atm 10 5 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 10 23 partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut adalah... A. 0,83 x 10 23 partikel B. 0,72 x 10 23 partikel C. 0,42 x 10 23 partikel D. 0,22 x 10 23 partikel E. 0,12 x 10 23 partikel UN 2008 V 3 L 3. 10 3 m 3 T 27 o C 300 K P 1 atm 10 5 Pa R 8,314 J/mol.K N A 6,02 x 10 23 partikel Ditanya: N... a. Terlebih dahulu hitung n (mol). P. V n. R. T n P.V R.T 10 5 Pa. 3. 10 3 m 3 8,314 J mol.k. 300 K n 0,12 mol b. Menghitung banyak partikel N. N n. N A 0,12. 6,02. 10 23 partikel

N 0,72. 10 23 partikel 4. 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 Lihat persamaan tekanan gas. Jawaban: B Ebtanas 1998 Jawaban: A 5. Dua mol gas menempati ruang 24,08 L. tiap molekul gas memiliki energi kinetik sebesar 3. 10 21 Joule. Jika bilangan Avogadro 6,02. 10 23 partikel maka tekanan gas dalam tangki adalah... A. 1,00. 10 2 Pa B. 2,41. 10 2 Pa C. 6,02. 10 2 Pa D. 1,00. 10 5 Pa E. 2,41. 10 5 Pa UN 2011 n 2 mol V 24,08 L 24,08. 10 3 m 3 Ek 3. 10 21 J N A 6,02. 10 23 partikel Ditanya: P... a. Terlebih dahulu hitung banyak partikel N. N n. N A 2. 6,02. 10 23 partikel N 12,04. 10 23 partikel b. Menghitung tekanan P. P 2 N E K 3 V 2. 12,04. 1023. 3. 10 21 3. 24,08. 10 3 m 3 P 1,00. 10 5 pa Jawaban: D

6. 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 UN 2011 P 1 P V 1 V P 2 ¼ P V 2 V 1 V Ditanya: Ek 1 : Ek 2... P 1 P 2 2 N E K 1 3 V 1 2 N E K 2 3 V 2 P 1 P E K 1 V E K 2 V 4 E K 1 E 4 K 1 2 E K 1 V 2 E K 2 V 1 Jawaban: D 7. 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. v 2 Ebtanas 1990 v rms-1 v T 1 T 2T Ditanya: v rms-2...

v rms-1 v rms-2 3 R T 1 Mr 3 R Mr T 1 v v rms-2 T 2 T V rms-2 2 v Jawaban: A 8. Didalam sebuah ruang tertutup terdapat gas dengan suhu 27 o C. Apabila gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali semula, maka gas itu harus dipanaskan sampai suhu... A. 100 o C B. 135 o C C. 1200 o C D. 1227 o C E. 1500 o C Ebtanas 1992 T 1 27 o C 300 K Ek 2 5 Ek 1 Ditanya:... Ek 1 Ek 2 3 2 k T 1 3 2 k T 1 Ek 1 300 K 5 Ek 1 5. 300 K 1500 K 1227 o C Jawaban: D 9. 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 UN 2010

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 10. Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan mutlak dan Ek menyatakan energi kinetik ratarata 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. UN 2011 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 SOAL LATIHAN 14 1. Sepuluh liter gas ideal suhunya 127 o C mempunyai tekanan 165,6 N/m 2. Banyak partikel gas tersebut adalah... A. 2. 10 19 partikel B. 3. 10 19 partikel C. 2. 10 20 partikel D. 3. 10 20 partikel E. 5. 10 19 partikel 2. Jika P tekanan, V volume, T suhu mutlak, N jumlah partikel, n jumlah mol, k konstanta Boltzmann, R tetapan umum gas, dan N 0 bilangan Avogadro, maka persamaan gas berikut benar, kecuali... A. PV nrt B. PV N/N 0 RT C. PV nkt D. PV NkT E. PV nn 0 Kt 3. 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 4. 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 5. Sejumlah gas ideal berada didalam ruangan tertutup mula-mula bersuhu 27 o C. Supaya tekanannya menjadi 4 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah... A. 108 o C B. 297 o C C. 300 o C D. 927 o C E. 1200 o C 6. 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 7. Dalam ruangan yang bervolume 1,5 liter terdapat gas yang bertekanan 10 5 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 8. Partikel-partikel gas oksigen didalam tabung tertutup pada suhu 20 o C memiliki energi kinetik 2140 J. Untuk mendapatkan energi kinetik 6420 J kita harus menaikkan suhunya menjadi... A. 879 o C B. 606 o C C. 589 o C D. 60 o C E. 40 o C

9. Gas ideal bersuhu T 1 diisikan kedalam tabung. Jika gas dipanaskan sampai suhunya ( > T 1 ), maka pengaruh pemanasan pada kecepatan partikel gas (v), energi kinetik (Ek) dan jumlah partikel gas adalah.. v Ek N A besar besar Tetap B tetap besar Kecil C kecil besar Tetap D besar kecil Tetap E besar kecil kecil 10. 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. 2 : 1 D. 2 : 1 E. 4 : 1