Soal dan Pembahasan Teori Kinetik Gas

Soal dan Pembahasan
Teori Kinetik Gas
XI IPA 5
2011/2012
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Endah Kusrini
b. Mei Kurniawati
Sejumlah gas ideal bertekanan p dipanaskan dari 27oC
menjadi 54oC. Jika volumenya naik menjadi dua kali,
maka tekanannya menjadi….
Penyelesaian:
Diket : p1 = p ; T1 = 27oC=300K ; T2 = 54oC=327K ;
V1 = V ; V2 = 2V
Ditanya: p2 = …?
Jawab: p1V1 p2V2
p V = p2. 2V
T2
T2
300 327
300 p2 = 327 p
p2 = 0,55p (endah & mei)
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Amalinda Via S
b. Shofi Dhia A
1. Hitunglah kecepatan efektif gas bermassa jenis 10 kg/m3 yang berada dalam tabung
bertekanan 3 × 105 Pa
Jawab :
Diketahui :
𝜌 = 10 kg/m3
P = 3 × 105
Ditanya :
vrms .......? m/s
Jawab:
vrms =
3𝑝
𝜌
=
3 3×10 5
10
= 9 × 104 = 300 𝑚 𝑠
jadi, kecepatan efektif gas adalah 300 𝑚 𝑠
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Adityo Kumoro J.
b. Sholih Adam G.
(01/XI IPA 5)
(27/XI IPA 5)
LKS HALAMAN 23
NO. 5
Diket : m1 = 8 kg
P1 = 5 atm
P2 = 2,5 atm
Ditanya = m2 =......?
Mr O2 = 32
Mr CO2 = 44
Jawab :
PV = nRT
V = nRT
P
V1 = V2
n1RT n2 RT

P
P
m2
250
 44
5
2,5
m2
250.2,5

44
5
m2 = 50.2,5.44
= 5500 gr
= 5,5 kg
Jadi, nilai m2 adalah 5,5 kg
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Fakhriya Sakinatun
b. Happy Nanda L
Soal !
Dalam ruang tertutup terdapat 2 mol gas monoatomik pada suhu 227 0 C.
Jika tetapan Boltzman k = 1,38.10-23 J/K dan bilangan Avogadro N 0 = 6,0.1023
partikel/mol energi kinetik rata-rata partikel gas tersebut adalah ?
Jawab :
Diket
: n = 2 mol
T = 227 0 C
= 500 K
k = 1,38.10-23 J/K
N0 = 6,0.1023 partikel/mol
Ditanya : Ek ?
Solusi :
Ek = NkT
=
x 6,0. 1023 x 2 x 1,38.10-23 x 500
= 12.420 J
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Atha Hafizah D. P.
b. Naumi Damayanti B.
• Di angkasa luar terdapat sekitar 1 atom H2 per
cmᵌ pada suhu sekitar 3,5 K. Jika massa atom
H2 adalah 1 g/mol, tentukan
a. Kelajuan efektif atom-atom H2 itu
b. Tekanan udara pada tempat itu
Jawab:
• Diketahui:
Kerapatan atom H2
N/V = 1 atom/cmᵌ = 106 atom/mᵌ
Suhu T = 3,5 K
M H2 = 1 g/mol = 1 kg/kmol
R = 8310 J/kmol
a. Kelajuan efektif
VRMS = √3RT/M
= √3.(8310).(3,5)/1
= 295,4 m/s
b. Tekanan udara
pV = N/NA . RT
p = NRT/VNA
N = 1 atom, V = 1 cmᵌ = 10-6 mᵌ
p = 1 . (8310) . (3,5) / 10-6 . (6,02 . 10-26 )
= 4,83 . 10-17 Pa
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Alkindi Yahya
b. Ikhwan Anshori
soal
Energi kinetik rata-rata dari suatu molekul gas
dalam sebuah bintang pada suhu 5000 K
adalah ….
jawab
k= 8,314x103 JK-1
Ek = 3.2-1.k.T
= 3.2-1. 1,38x10-23.5000 K
= 10350x10-23 J
= 1,035x10-19 J
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Muh Syaiful Jihad
b. Syafik Bintang F.
16 gram gas Oksigen (M = 32 gr/mol) berada
pada tekanan 1 atm dan suhu 27oC. Tentukan
volume gas jika:
a) diberikan nilai R = 8,314 J/mol.K
b) diberikan nilai R = 8314 J/kmol.K
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Putri Intan P.
b. Sugandhini Cakra M.
Hitunglah besarnya :
a. Kecepatan rata-rata molekul gas?
b. Kecepatan effektif molekul gas?
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Fauzi Ristikasari
b. Nena Tamara
Soal :
• Gas dalam ruang tertutup memiliki suhu
sebesar 2T Kelvin energi kinetik rata-rata Ek =
1800joule. Jika suhu gas dinaikkan hingga
menjadi 3T tentukan perbandingan energi
kinetik rata-rata gas kondisi akhir terhadap
kondisi kondisi awalnya dan besar Ek 2!
Jawab :
• Diket :
Ek 1 = 1800 J
T1=2T
T2 = 3 T
• Ditanyakan :
Ek 1 : Ek 2
Besar Ek 2
Jawab :
Ek 1 : Ek 2
Ek = 3/2 kT (Ek Sebanding T)
Jadi, perbandingan energi kinetik rata-rata gas
kondisi akhir terhadap kondisi kondisi
awalnya adalah 3 : 2
 Besar Ek 2
= 3 x 1800 : 2
= 2700 J
Jadi, besar Ek 2 adalah 2700 J
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Arsita Mien T.
b. Nia Handayani
Soal teori kinetik gas
• Sebuah tangki dengan volum 0,5 m3
mengandung 4 mol gas neon pada suhu 27o C.
Tentukan Energi kinetik total gas neon?
jawab
• Besaran yg diketahui :
•
V
= 0,5 m3
•
n
= 4 mol
•
T
= 27 + 273 = 300 K
• P=
• PV= nRT
• Energi kinetik total:
•
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Ayu Ratna P.
b. Tutu Wisti S.
soal
• Suatu gas yang massanya 1.95 kg pada suhu
27o C memiliki volum 600 liter dan tekanan 5
atm. Tentukan massa molekul relative (Mr)
gas tersebut?
Diketahui:
•
•
•
•
•
Besaran yang diketahui :
m = 1,95 kg = 1950 gram
T = 27 + 273 = 300 K
V = 600 liter
P = 5 atm
jawaban
• PV = nRT
• PV =
• Mr =
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Galih Arga N.
b. Rizky Raka Z.
• pada gas bersuhu 200 K, tentukan suhu dari
gas lain yang massa partikelnya 2 kali massa
partikel pertama, agar kedua gas mempunyai
kecepatan partikel yang sama!
=
Dik :
Dit :
=
Jwb :
=
T₁ = 200 K
m₂ = 2m₁
T₂?
v₁ = v₂
=
=
=
= T₂ = 400 K
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Faisal Nurghani
b. Miftah Nur Hidayat
• SOAL
Massa atom relatif oksigen 16, massa sebuah
atom hidrogen 1,66 x 10-27 kg dan k = 1,38 x 1023 J/K. Jika suhu gas 770 C , dan berapa
kecepatan rata-rata molekul gas oksigen?
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Ardiyan Sena A.
b. Ryan Damas W.
1. Apabila suhu gas dalam ruang tertutup
dinaikkan menjadi empat kali suhu mula-mula,
kecepatan molekul rata-rata menjadi…..
a)
b)
c)
d)
e)
Setengahnya
Seperempatnya
Dua kalinya
Empat kalinya
Enam belas kalinya
TUGAS SOAL – SOAL FISIKA
Nama Aggota:
a. Alfabi Muhlisin S.
b. Ekhandoko Aji W.
1. Gas Hidrogen (M=2,0 kg/kmol ) pada suhu 4°C
dan tekanan normal mengisi suatu wadah kosong
yang memiliki volume 5,0 x 10-3 m3. Sebuah lubang
kecil seluas 2,0 x 10-14 m2 dibuat pada dinding
wadah. Hitung :
a. Kelajuan rms dari molekul-molekul hidrogen
b. Jumlah molekul hidrogen yang memasuki wadah
setiap sekon
c. Selang waktu untuk 1,0 x 10-14 mol hidrogen
memasuki wadah, dan
d. Tekanan dalam wadah setelah selang waktu ini
(Tetapan gas R = 8,31 x 103 kmol-1 K-1) (NA = 6,02 x
1026 molekul/kmol)
• Ditanya :
Vrms ?
N per sekon ?
T?
p?
Diketahui:
Suhu gas T = 4+273 = 277 K;
tekanan normal p = 1 atm = 1,0 x 105 Pa;
volume wadah V = 5,0 x 10-3 m3
gas R = 8,31 x 103 kmol-1 K-1
NA = 6,02 x 1026 molekul/kmol
a. Vrms =
=
= 831 ms
-1
b. Volume hidrogen yang masuk ke dalam wadah per sekon
= A vrms
m2) (831 ms-1)
= 1662 x 10-14 m3s-1
= (2,0 x 10
-14
Lubang, luas A = 2,0 x 10-14 m2
Jumlah molekul hidrogen per sekon, dihitung
dari persamaan gas ideal
pV = nRT
pV =
N=
=
=
=
= 9,7 x 1014 molekul s-1
c. Banyak mol n = 1,0 x 10-6 mol
Jumlah molekul:
N = (1,0 x 10-6 mol) x (6,02 x 1026 molekul/kmol)
N= 6,02 x 1017 molekul
Selang waktu t =
d. Tekanan gas dalam wadah setelah t, dihitung dengan persamaan gas ideal
pV = nRT = RT
p=
=
= 0,46 Pa