Soal dan Materi Fisika SMA - Teori Kinetik Gas

Download di Aplikasi Lebih Mudah

Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi

Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download

 

Link-link Terkait dengan Soal-soal Fisika SMA

• Pengukuran
• GLB dan GLBB
• Gerak Parabola
• Gerak Melingkar
• Hukum Newton
• Gravitasi Newton dan Hukum Keppler
• Usaha dan Energi
• Momentum dan Impuls
• Gerak Harmonik
• Rotasi Benda Tegar
• Elastisitas
• Fluida
• Kalor dan Perpindahannya
• Teori Kinetik Gas
• Gelombang Bunyi
• Gelombang Cahaya
• Alat Optik
• Gejala Pemanasan Global
• Listrik Arus Searah
• Listrik Statis
• Medan Magnet dan Induksi Elektromagnetik
• Induksi Faraday dan Arus Bolak-balik
• Gelombang Elektromagnet
• Teori Relativitas
• Teori Kuantum
• Teknologi Digital
• Inti Atom dan Radioaktivitas

 

 

TEORI KINETIK GAS

--------------------------------------------------------------------

 

GAS IDEAL

1.      Gas ideal terdiri atas partikel-partikel (atom-atom ataupun molekul-molekul ) dalam jumlah yang besar sekali.

2.      Partikel-partikel tersebut senantiasa bergerak dengan arah random/sebarang.

3.      Partikel-partikel tersebut merata dalam ruang yang kecil.

4.      Jarak antara partikel-partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel-partikel, sehingga ukurtan partikel dapat diabaikan.

5.      Tidak ada gaya antara partikel yang satu dengan yang lain, kecuali bila bertumbukan.

6.      Tumbukan antara partikel ataupun antara partikel dengan dinding terjadi secara lenting  sempurna, partikel dianggap sebagai bola kecil yang keras, dinding dianggap licin dan tegar.

7.      Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku.

 

Persamaan dalam Thermodimika

01.  

02.    vras =

03.  dan  

04. vras =

05. Pada suhu yang sama, untuk 2 macam gas kecepatannya dapat dinyatakan :

     vras₁ : vras₂ = :

 

06. Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan :

     vras₁ : vras₂ = :

07.

08.

09.    atau  

10.

11. P . V = K’ . T   atau       P . V = N. k .T

      k = Konstanta Boltman = 1,38 x 10^-23 joule/⁰K

12. P . V = n R T   dengan 

         R   = 8,317 joule/mol.⁰K

               = 8,317 x 10⁷ erg/mol⁰K

               = 1,987 kalori/mol⁰ K

               = 0,08205 liter.atm/mol⁰K

13.    atau      atau  

14.

Persamaan ini sering disebut dengan Hukum Boyle-Gay Lussac.

15.

P = tekanan gas ideal

N = banyak partikel gas

m = massa 1 pertikel gas

V = volume gas

v = kecepatan partikel gas

n = jumlah mol gas

No = bilangan Avogadro

R = tetapan gas umum

M = massa atom relatif

k = tetapan boltzman

Ek = energi kinetic

v_ras = kecepatan partikel gas ideal

ρ = massa jenis gas ideal

T = suhu

 

HUKUM TERMODINAMIKA

 

cp - cv = R

cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan.

cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan.

 

Panas jenis gas ideal pada suhu sedang ,sebagai berikut:

a. Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa :

                                     

b. Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa :

               

 = konstanta Laplace.

c. Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar : W = p. V

d. Energi dalam suatu gas Ideal adalah : 

 

HUKUM I TERMODINAMIKA

 

     Q = U + W

 

Q = kalor yang masuk/keluar sistem

U = perubahan energi dalam

W = Usaha luar.

 

 

PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

 

1.      Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik.

Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap.

( lihat gambar ).

sebelum dipanaskan              sesudah dipanaskan

Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

 

 

 

Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut :

Pemanasan                                   Pendinginan

 

W = Q - U = m ( c_p - c_v ) ( T₂ - T₁ )

 

2.      Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik

( Isovolumik )

Pada proses ini volume Sistem konstan.

( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan.          Sesudah dipanaskan.

 

Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk :

 

 

Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut :

Pemanasan                                     Pendinginan

 

               V = 0 -------à  W = 0

( tidak ada usaha luar selama proses )

 

                              Q =  U₂ - U₁

Q = U

U = m . c_v ( T₂ - T₁ )

 

 

 

 

 

 

3. Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik.

     Selama proses suhunya konstan.

( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan.          Sesudah dipanaskan.

 

Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE.

 

P₁ V₂ = P₂ V₂

 

Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa :

           Pemanasan                          Pendinginan

 

T₂ = T_{1 -------------->}   U = 0 

( Usaha dalamnya nol )

 

ln x =2,303 log x

 

4. Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik.

Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0

( lihat gambar )

 Sebelum proses                Selama/akhir proses

oleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

 

Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa :

Pengembangan                               Pemampatan

 

Q = 0 ------à O = U + W

 U₂ -U₁ = - W

                       T₁.V1g-1 = T₂.V₂g-1

           

  W = m . c_v ( T₁ - T₂ )     atau   

 

W =  ( V₂g-1 - V1g-1 )

P₁.V1g = P₂.V₂g

 

 

HUKUM II TERMODINAMIKA

 

   

  

  

 

Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula :

T = suhu

η = efisiensi

P = tekanan

V = volume

W = usaha

 

 

 

Latihan Soal 1

---------------------------------------------------------------------------

                                                                                                                                                                            Tentukan massa oksigen yang ada dalam sebuah tangki jika volume tangki adalah 1 m3. Tekanan 1 MPa dan suhu 27◦C. (Massa molekul oksigen 32 g/mol)

1.    Gas dengan volume 200 cm³ dan suhu 27◦C dipanaskan pada kondisi tekanan konstan. Bila suhu akhir gas tersebut adalah 87◦C. tentukan pertambahan volume gas tersebut !

 

2.    Gas dengan volume 400 cm³ dan suhu 27◦C dipanaskan pada kondisi tekanan konstan. Bila suhu akhir gas tersebut adalah 127◦C. tentukan pertambahan volume gas tersebut !

 

3.    Satu molekul gas oksigen mempunyai massa 16 kali massa satu molekul gas hydrogen. Pada suhu berapakah molekul hydrogen mempunyai kecepatan yang sama dengan molekul gas oksigen pada suhu 27◦C ?

 

4.    Satu molekul gas oksigen mempunyai massa 16 kali massa satu molekul gas hydrogen. Pada suhu berapakah molekul hydrogen mempunyai kecepatan yang sama dengan molekul gas oksigen pada suhu 127◦C ?

 

5.    Suatu gas diukur volumenya pada suhu 27◦C. Tekanan 800 mmHg dan diperoleh 110 cm³. Tentukan volume gas tersebut pada suhu dan tekanan standar !

 

6.    Suatu gas diukur volumenya pada suhu 127◦C. Tekanan 800 mmHg dan diperoleh 110 cm³. Tentukan volume gas tersebut pada suhu dan tekanan standar !

 

7.    Suatu tangki tertutup berisi gas dengan tekanan 2 atm. Gas ini dipanaskan sehingga kecepatan rata-rata molekulnya meningkat 1,5 kali lipat. Hitunglah besar tekanan gas dalam tangki tersebut setelah dipanaskan !

 

7.    Suatu tangki tertutup berisi gas dengan tekanan 1 atm. Gas ini dipanaskan sehingga kecepatan rata-rata molekulnya meningkat 2 kali lipat. Hitunglah besar tekanan gas dalam tangki tersebut setelah dipanaskan !

 

8.    Gas oksigen ditempatkan dalam sebuah tangki tertutup dan mempunyai suhu 17◦C. Hitunglah energi kinetik rata-rata gas oksigen tersebut !

 

 

9.    Udara pada tekanan konstan 2 bar dipanaskan sehingga volumenya menjadi 4 liter. Jika volume awalnya adalah 2 liter.

a.      Tentukan usaha yang dilakukan udara

b.      Gambarlah diagram prosesnya

c.       Hitungalah usaha yang dilakukan berdasarkan grafik yang diperoleh

 

10.  Udara pada tekanan konstan 2 bar dipanaskan sehingga volumenya menjadi 4 liter. Jika volume awalnya adalah 2 liter.

a.      Tentukan usaha yang dilakukan udara

b.      Gambarlah diagram prosesnya

c.       Hitungalah usaha yang dilakukan berdasarkan grafik yang diperoleh

 

11.  Mesin Carnot mengambil kalor 1000 kkal dari reservoir bersuhu 727⁰ dan mengeluarkan kalor tersebut pada reservoir bersuhu 27⁰C. Berapa besar kalor yang diberikan pada reservoir bersuhu 27⁰C tersebut?

 

12.  Mesin Carnot mengambil kalor 2000 kkal dari reservoir bersuhu 327⁰ dan mengeluarkan kalor tersebut pada reservoir bersuhu 27⁰C. Berapa besar kalor yang diberikan pada reservoir bersuhu 27⁰C tersebut?

 

13.  Suatu gas ideal (0,4 mol) ditempatkan dalam suatu silinder bersuhu 27⁰C dan volume 4,5 liter. Gas ini kemudian mengalami proses pemampatan pada suhu konstan sampai volumenya menyusut sampai 3 liter. Hitungklah usaha yang dilakukan gas tersebut bila tekanan awal gas adalah 1 atm!

 

14.  Suatu gas ideal dimampatkan secara adiabatic (γ=1,4) sehingga volumenya berkurang 50%. Tentukan perbandingan tekanan awal terhadap tekanan akhir gas tersebut dan hitung usaha yang dibutuhkan untuk memampatkan gas tersebut

 

15.  Sebuah mesin gas ideal bekerja dalam suatu siklus Carnot antara 227⁰C dan 127⁰C dan menyerap kalor 6 x 10⁴ kalori pada temperature tertinggi ( 1 kalor = 4,2 joule ). Hitung efisiensi mesin dan usaha yang dihasilkan dalam suatu siklus.

16.  Suatu gas ideal mengalami pengurangan volume sebasar 300 liter pada saat dipampatkan pada tekanan konstan (p = 14 atm). Jika dalam proses pemampatan tersebut terjadi peningkatan energy dalam sebesar 3 x 10⁵ joule, tentukan besar energy yang dilepaskan dari sistem tersebut.

 

 

 

Latihan Soal 2

---------------------------------------------------------------------------

 

1.        Berikut yang merupakan ciri gas ideal adalah:

a.     Dalam geraknya partikel-partikel tidak memenuhi hukum Newton tentang gerak.

b.    Selalu terjadi tumbukan antar molekul-molekul secara lenting sebagian

c.     Antar partikel tidak terjadi tarikmenarik

d.    Massa partikel dapat dianggap nol

e.     Terdiri dari partikel yang selalu bergerak.

 

2.        Jika isi suatu gas yang memenuhi hukum Boyle dijadikan setengahnya, maka tekanan menjadi dua kalinya. Hal ini disebabkan oleh karena ....

a.     molekul-molekul merapat sehingga kerapatannya menjadi dua kali.

b.    molekul-molekul bergetar dua kali lebih cepat

c.     molekul-molekul beratnya menjadi dua kali

d.    banyaknya molekul menjadi dua kali

e.     energi kinetik molekul-molekul menjadi dua kali.

 

3.        Suatu gas yang suhunya 127^OC dipanaskan menjadi 227^OC pada tekanan tetap. Volume gas sebelum dipanaskan adalah V. Volume gas setelah dipanaskan adalah ....

a. 1/3 V                    d. 3/2 V

b. 1/2 V                    e. 2 V

c. 5/4 V

 

4.        Suatu gas berada dalam ruang tertutup dengan volume 5 lt, tekanan 1 atm dan suhu 87^OC. Bila volume dijadikan 1/2 nya dan suhu diturunkan menjadi 27^OC, maka tekanan gas berubah menjadi ... kali.

a. 5/3                        d. 2/4

b. 3/2                       e. 3/5

e. ¾

 

5.        Sebuah tangki bervolume 8314 cm³ berisi gas oksigen (berat molekul 32 kg/kmol) pada suhu 47^oC dan tekanan alat 25 . 10⁵ Pa. Jika tekanan udara luar 1 x 10⁵ Pa, maka massa oksigen adalah ....

a. 0,24 kg                 d. 0,4 kg

b. 0,25 kg                 e. 0,5 kg

c. 0,26 kg

 

 

 

 

 

 

6.        Rapat massa suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan P adalah ρ. Jika tekanan gas tersebut dijadikan 1,5P dan suhunya diturunkan menjadi 0,3T maka rapat massa gas dalam keadaan terakhir ini adalah ....

a. 0,3ρ                      d. 5ρ

b. 0,7ρ                      e. 7ρ

c. 3ρ

 

7.        Gas berada dalam tabung yang berlubang sehingga memungkinkan gas keluar dari tabung. Jika suhu jadikan 227^oC dari suhu 27^oC, maka massa yang keluar dari tabung adalah ....

a. 2/5 dari massanya awal

b. 3/5 dari massanya awal

c. 1/2 dari massanya awal

d. 3/4 dari massanya awal

e. 1/4 dari massanya awal

 

8.        Jika konstanta Boltzmann k = 1,38 x 10^-23 J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu 127^oC adalah ....

a. 4,12 x 10^-21 joule

b. 2,07 x 10^-21 joule

c. 5,59 x 10^-21 joule

d. 8,28 x 10^-21 joule

e. 12,42 x 10^-21 joule

 

9.        Gas dalam tabung yang suhunya 27^oC dipanaskan pada volume tetap, hingga kecepatan rata-rata partikel gas menjadi dua kali semula. Berarti kenaikan suhu gas tersebut sebesar ....

a. 27^oC                      d. 900^oC

b. 300^oC                   e. 1200^oC

c. 600^oC

 

10.      Seorang pelari melakukan usaha 2,5 .10⁵ J dalam suatu latihan rutin. Sedangkan energi dalamnya berkurang 6,5 .10⁵ J, maka dalam latihan itu orang tersebut ….

a. Menyerap kalor 4,0 x 10⁵ J

b. Mengeluarkan kalor 4,0 x 10⁵ J

c. Menyerap kalor 9,0 x 10⁵ J

d. Mengeluarkan kalor 9,0 x 10⁵ J

e. Mengeluarkan kalor 2,5 x 10⁵ J

 

11.      Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!

(1)   Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha

(2)   Pada proses isobarik, gas selalu mengembang

(3)   Pada proses adiabatik, gas selalu mengembang

(4)   Pada proses isotermik, energi dalam gas tetap

 

Pernyataan yang sesuai dengan konsep termodinamika adalah ....

a. 1 dan 2                 d. 2, 3 dan 4

b. 1, 2 dan 3            e. 3 dan 4

c. 1 dan 4

 

12.      Suatu sistem melepaskan panas 200 kalori tanpa melakukan usaha luar, maka perubahan energi dalam system tersebut sebesar ....

a. –840 J                   d. 47,6 J

b. –480 J                  e. 470 J

c. –48 J

 

13.      Sebuah mesin kalor Carnot bekerja diantara dua reservoir bersuhu 527^o C dan 127 ^o C. Apabila reservoir suhu tinggi diturunkan menjadi 227 ^o  C, maka efi siensi mula-mula dan terakhir masing-masing adalah .…

a. 30% dan 20%

b. 40% dan 20%

c. 50% dan 20%

d. 50% dan 30%

e. 60% dan 40%

 

14.      Suatu mesin kalor Carnot dengan efisiensi 60% dioperasikan antara 2 reservoir kalor, reservoir bersuhu rendah 27 ^o C. Agar mesin Carnot tersebut daya gunanya menjadi 80%, maka diperlukan kenaikan suhu reservoir kalor bersuhu tinggi sebesar .…

a. 50 K                      d. 500 K

b. 150 K                    e. 750 K

c. 250 K

 

15.      Sebuah mesin Carnot bekerja pada suhu antara 800 K dan 450 K, serta membuang energi panas sebesar 1 kJ setiap siklusnya. Usaha mesin setiap siklusnya adalah .…

a. 0,79 kJ.                 d. 1,72 kJ.

b. 1,00 kJ.                 e. 2,05 kJ.

c. 1,43 kJ.

 

16.      Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumenya menjadi setengahnya, maka ....

a.     tekanan dan suhu tetap

b.    tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap

c.     tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya

d.    tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya

e.     tekanan dan suhu menjadi setengahnya

 

 

 

 

17.      Bila sejumlah gas yang massanya tetap ditekan pada suhu tetap, maka molekul-molekul gas tersebut akan ....

a. mempunyai energi kinetik lebih besar

b. mempunyai momentum lebih besar

c. lebih sering menumbuk dinding tempat gas

d. bergerak lebih cepat

e. bergerak lebih lambat

 

18.      Bila dalam ruang tertutup gas dipanaskan sampai suhu T K, maka ....

a.     energi potensial molekul makin kecil

b.    energi kinetik molekul-molekul tersebut adalah NkT

c.     energi kinetik molekul-molekul tersebut adalah NkT

d.    volume gas selalu akan bertambah, karena gas akan memuai

e.     tekanan gas besarnya tetap

 

19.      Sebuah tabung berisi udara pada tekanan 0,5 atm dalam keadaan tertutup. Kemudian tabung dibuka sehingga berhubungan dengan udara luar (anggap suhu tidak berubah), maka ....

a.     udara keluar dari dalam tabung sebanyak 25% dari volume semula

b.    udara luar masuk ke dalam tabung sebanyak 25 % dari volume tabung

c.     udara keluar dari dalam tabung sebanyak 50% dari volume semula

d.    udara luar masuk ke dalam tabung sebanyak 50% dari volume tabung

e.     volume udara dalam tabung menjadi dua kali semula

 

20.      Suatu gas ideal pada suhu 300 K dipanaskan pada volume tetap sehingga energi kinetik rata-rata dari molekul gas menjadi dua kali lipat. Pernyataan berikut yang benar adalah ....

a.     kecepatan “rms” rata-rata dari molekul menjadi dua kali

b.    suhu berubah menjadi 600 K

c.     momentum rata-rata dari molekul menjadi dua kali

d.    suhu berubah menjadi 300  K

e.     kecepatan rata-rata molekul menjadi dua kali

 

 

 

 

 

21.      Entropi S suatu sistem tertutup termodinamika adalah ....

a.     tetap

b.    berubah dengan penambahan S berharga positif

c.     berubah dengan penambahan S berharga negatif

d.    dapat tetap atau berubah dengan harga S positif

e.     dapat berubah dengan harga S positif atau negatif tergantung dari macam prosesnya

 

22.      Sejumlah gas ideal dengan massa tertentu mengalami pemampatan secara adiabatik. Jika W adalah kerja yang dilakukan oleh sistem (gas) dan T adalah perubahan suhu dari sistem, maka berlaku keadaan ....

a. W = 0, T > 0                    d. W < 0, T > 0

b. W = 0, T < 0                   e. W < 0, T < 0

c. W > 0, T = 0

 

23.      Suatu sistem mengalami proses adiabatik. Pada sistem dilakukan usaha 100 J. Jika perubahan energi dalam sistem adalah U dan kalor yang diserap sistem adalah Q, maka ....

a. U = - 1000 J                    d. Q = 0

b. U = 100 J                        e. U + Q = -100 J

c. U = 10 J

 

24.      Gas helium yang memiliki volume 1,5 m³ dan suhu 27^o C dipanaskan secara isobarik sampai suhu 87^o C. Jika tekanan gas helium 2 × 10⁵ N/m², maka gas helium melakukan usaha luar sebesar ....

a. 60 kJ                                    d. 480 kJ

b. 120 kJ                                  e. 660 kJ

c. 280 kJ

 

25.      Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K, maka efisiensi maksimum mesin 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, maka suhu reservoir suhu tingginya harus diubah menjadi ....

a. 900 K

b. 960 K

c. 1.000 K

d. 1.180 K

e. 1.600 K

 

 

 

 

 

 

 

26.      Efisiensi mesin Carnot yang beroperasi dengan suhu rendah T kelvin dan dengan suhu tinggi T kelvin adalah ....

a. 25%                      d. 66%

b. 33%                      e. 75%

c. 50%

 

27.      Sebuah mesin turbin memakai uap dengan suhu awal 550° C dan membuangnya pada suhu 35° C. Efisiensi maksimum mesin turbin tersebut adalah ....

a. 33%                      d. 63%

b. 43 %                     e. 73%

c. 53 %

 

28.      Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 727° C mempunyai efisiensi 30%. Reservoir suhu rendahnya memiliki suhu ....

a. 327° C                  d. 427° C

b. 373° C                  e. 509° C

c. 417° C

 

29.      Diketahui suatu mesin carnot jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, maka efisiensinya sebesar ...

a. 50%                      d. 62,5%

b. 52,5%                   e. 64%

c. 57%

 

30.      Partikel-partikel gas ideal mempunyai sifat–sifat antara lain :

           1.    selalu bergerak

           2.    tidak tarik-menarik

           3.    bertumbukan lenting sempurna

           4.    tidak mengikuti hukum Newton tentang gerak.

           Pernyataan yang benar adalah ….

           a.     (1), (2) dan (3)

           b.    (1) dan (3)

           c.     (2) dan (4)

           d.    (4) saja

           e.     (1), (2), (3) dan (4)

 

31.      Sejumlah gas ideal menjalani proses isobaric sehingga volumenya menjadi 3 kali semula, maka suhu mutlaknya menjadi n kali semula dengan n adalah ….

           a.     1/3                        d.    3

           b.    1                            e.     9

           c.     2

 

32.      Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumenya menjadi setengahnya, maka ….

           a.     tekanan dan suhu tetap

           b.    tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap

           c.     tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya

           d.    tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya

           e.     tekanan dan suhu menjadi setengahnya.

 

33.      Gas dalam ruang tertutup bersuhu 42^OC dan tekanan 7 atm serta volumenya 8L. Jika gas dipanasi sampai 87^OC, tekanan naik sebesar 1 atm, maka volume gas ….

           a.     bertambah 12%

           b.    bertambah 20%

           c.     berkurang 20%

           d.    tetap

           e.     berkurang 10%

 

34.      Sejumlah 8 gram oksigen (massa molar = 32 gram/mol) mengandung partikel sebanyak …. (bilangan AVo-gadro = 6,022x10²³ partikel/mol)

           a.     1,5 x 10²² partikel

           b.    1,5 x 10²³ partikel

           c.     1,5 x 10²⁴ partikel

           d.    2,4 x 10²⁴ partikel

           e.     4,8 x 10²⁴ partikel

 

35.      12 gram gas pada suhu 27^OC menempati ruang 6 liter dan tekanannya 2 atm. Massa molar gas tersebut adalah ….

           a.     25 gram/mol       d.    34 gram/mol

           b.    30 gram/mol       e.     36 gram/mol

           c.     32 gram/mol

 

36.      Suatu tangki berisi gas monoatomik pada suhu 27^OC. Agar laju efektif partikel gas di dalam tangki menjadi dua kali semula, maka suhu gas harus dinaikkan menjadi ..

           a.     108 ^OC                   d.    927 ^OC

           b.    600 ^OC                   e.     1200 ^OC

           c.     327 ^OC

 

37.      Pada suhu yang sama, perbandingan laju efektif molekul gas oksigen (Mr=32) terhadap laju efektif molekul gas nitrogen (Mr=28) adalah ….

           a.     7 :8                       d.   

           b.    8 : 7                      e.    

           c.     1 : 1

 

 

 

 

38.      Suatu tabung berisi 2,4 x 10²³ partikel gas ideal monoatomik pada tekanan1,6 atm dan volume 8 liter. Energi kinetic rata-rata tiap partikel gas di dalam tabung itu adalah ….

           a.     5,8 x 10^-21J           d.    7,5 x 10^-21J

           b.    6,4 x 10^-21J           e.     8,0 x 10^-21J

           c.     7,2 x 10^-21J

 

39.      4 gram gas hidrogen pada tekanan 2 atm menempati ruang 15 liter. Laju rms molekul hydrogen tersebut adalah ….

           a.     1500 m/s             d.    2250 m/s

           b.    1750 m/s             e.     2500 m/s

           c.     2000 m/s

 

40.      Jika suhu gas ideal dalam ruangan tertutup dinaikkan menjadi 4 kali suhu semula, maka kecepatan gerak partikel-partikelnya menjadi ….

           a.     ¼ kali semula       d.    4 kali semula

           b.    ½ kali semula       e.     16 kali semula

           c.     2 kali semula

 

41.      Suatu gas volumenya 0,5 m³ perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap hingga volumenya menjadi 2 m³. Jika usaha luar gas tersebut 3 x 10⁵ joule, maka tekanan gas adalah ….

           a.     6 x 10⁵ Pa             d.    6 x 10⁴ Pa

           b.    2 x 10⁵ Pa             e.     3 x 10⁴ Pa

           c.     1,5 x 10⁵ Pa         

 

42.      Usaha yang dilakukan oleh gas ideal yang mengalami proses isokhorik dari tekanan P₁ sampai P₂ adalah ….

           a.     0                            d.   

           b.    P₁V₁                      e.     (P₁ - P₂)V

           c.     P₂V₂

 

43.      1,5 m³ gas helium yang bersuhu 27^OC dipanaskan secara isobaric sampai 87^OC. Jika tekanan gas helium 2 x 10⁵ N/m2, gas helium melakukan usaha luar sebesar ….

           a.     60 KJ                     d.    480 KJ

           b.    120 KJ                   e.     660 KJ

           c.     280 KJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44.      Satu mol gas ideal menempati suatu silinder berpengisap tanpa gesekan, mula-mula mempunyai suhu T. Gas tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan konstan sehingga volumenya menjadi 4 kali lebih besar. Bila R adalah tetapan gas universal, maka besarnya usaha yang telah dilakukan oleh gas untuk menaikkan volumenya tadi adalah ….

           a.     RT/4                      d.    4 RT

           b.    RT ln 4                  e.     3 RT

           c.     6 RT

 

45.      Suatu system mengalami proses adia batik. Pada system dilakukan usaha 100 J. Jika perubahan energi dalam system adalah ΔU dan kalor yang diserap system adalah Q, maka ….

           a.     ΔU = -1000 J        d.    Q = 0

           b.    ΔU = 100 J            e.     ΔU + Q = -100 J

           c.     ΔU = 10 J

 

46.      sejumlah gas ideal bermassa m, menjalani proses pada tekanan tetap P. Jika volumenya berubah dari V₁ menjadi V₂ dan suhunya berubah dari T₁ menjadi T₂ sedangkan C_p = kalor jenis pada P konstan, dan C_v = kalor jenis pd v konstan maka usaha (kerja) yang dilakukan oleh gas dapat dinyatakan sebagai ….

           (1)   P(V₂-V₁)

           (2)   n R(T₂-T₁)

           (3)   m(C_p-C_v)(T₂-T₁)

           (4)   m C_p(T₂-T₁)

 

           Pernyataan yang benar adalah ….

           a.     (1), (2) dan (3)    

           b.    (1) dan (3)

           c.     (2) dan (4)

           d.    (4) saja

           e.     (1), (2), (3) dan (4)

 

47.      Suatu tabung berisi 1,5 x 10²³ partikelgas ideal monoatomik. Jika energi kinetic rata-rata tiap partikel gas adalah 6,0 x 10^-21J, energi dalam gas itu adalah ….

           a.     700 J                     d.    950 J

           b.    800 J                     e.     1000 J

           c.     900 J

 

48.      Suatu tabung berisi 80 gram gas ideal monoatomik (massa molar = 40 gram/mol). Jika energi dalam gas itu 7470 joule, suhunya adalah ….

           a.     27^OC                      d.    300^OC

           b.    87^OC                      e.     327^OC

           c.     127^OC

 

 

49.      Pernyataan berikut berkaiatan dengan proses termodinamika :

           (1)   Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha

           (2)   Pada proses isobaric, gas melakukan/menerima usaha

           (3)   Pada proses isothermal, energi dalam gas berubah

           (4)   Pada proses adiabatic, gas selalu melakukan usaha

 

           Pernyataan yang benar adalah ….

           a.     (1), (2) dan (3)    

           b.    (1) dan (2)

           c.     (1) dan (4)

           d.    (2) (3) dan (4)

           e.     (3) dan (4)

 

50.      Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa ….

           a.     kalor tidak dapat masuk ke dan keluar dari suatu sistem.  

           b.    energi adalah kekal

           c.     energi dalam adalah kekal

           d.    suhu adalah tetap

           e.     system tidak mendapat usaha dari luar

 

51.      Energi kalor tidak seluruhnya dapat diubah menjadi energi mekanik atau usaha, sabagian akan terbuang.

           Pernyataan ini dikenal sebagai ….

           a.     hukum I Termodinamika

           b.    hukum kekekalan energi

           c.     hukum II Termodinamika

           d.    hukum Joule

           e.     hukum Boyle

 

52.      Sebuah mesin menyerap panas sebesar 2000 joule dari suatu reservoir yang suhunya 500 k dan membuangnya sebesar 1200 joule pada reservoir yang bersuhu 250 K. Efisiensi mesin itu adalah ….

           a.     80 %                      d.    50 %

           b.    75 5                      e.     40 %

           c.     60 %

 

53.      Sebuah mesin Carnot membangkitkan tenaga 2000 joule dari reservoir bertemperatur 1200K ke reservoir 400 K, maka mesin pada saat itu menghabiskan energi sebesar ….

           a.     2500 J                   d.    3600 J

           b.    3000 J                   e.     6000 J

           c.     3200 J

 

 

 

 

54.      Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 727^OC mempunyai efisiensi 30%, maka reservoir suhu rendahnya adalah ….

           a.     327 ^OC                   d.    427 ^OC

           b.    373 ^OC                   e.     509 ^OC

           c.     417 ^OC                  

 

55.      Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K maka efisiensinya ….

           a.     50,0 %                  d.    62,5%

           b.    52,5%                   e.     64,0%

           c.     57,0%

 

56.      Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K, maka efisiensi maksimum mesin 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, suhu reservoir suhu tinggi harus menjadi ….

           a.     900 K                    d.    1180 K

           b.    960 K                    e.     1600 K

           c.     1000 K

 

57.      Persamaan keadaan gas ideal yang ditulis dalam bentuk = konstan bergantung pada . . .

           a. Jenis gas

           b. Jumlah partikel

           c. Suhu gas

           d. Tekanan gas

           e. Volume gas

 

58.      Untuk proses isotermik, persamaan Boyle-Gay Lussac berbentuk . . .

           a. = konstan

           b. pV = konstan

           c. =

           d. = konstan

           e. =

 

 

 

 

 

 

 

59.      Jika suhu gas ideal dalam ruang tertutup dinaikkan menjadi 4 kali lipat suhu semula, kecepatan gerak partikelnya menjadi . . .

           a. Kali semula

           b. Kali semula

           c. 1 Kali semula

           d. 2 Kali semula

           e. 4 Kali semula

 

60.      Gas ideal yang ditempatkan dalam sebuah tabung mempunyai tekanan P. Jika gas yang sama dipompakan kedalam tabung sehingga tekanannya menjadi 4p dan suhu gas tetap, harga Vrms gas tersebut adalah . . .

           a. v_rms awal

           b. sama dengan v_rms awal

           c. 2v_rms awal

           d. 4v_rms awal

           e. 8v_rms awal

 

61.      Tekanan gas dalam ruang tertutup bergantung pada . . .

           a. Volume gas

           b. Massa gas

           c. Jumlah molekul

           d. Kecepatan rata-rata molekul gas

           e. Semua benar

 

62.      Dua buah tangki diisi dengan gas yang berbeda, tetapi suhu kedua gas sama. Persamaan yang menghubungkan kedua momentum gas tersebut jika massa masing-masing molekul gas tersebut adalah Ma dan Mb berbentuk . . .

           a. P_A = p₂

           b. P_A =

           c. P_A =

           d. P_A =

           e. P_A =

 

 

 

 

63.      Energi kinetik yang dimiliki oleh atom gas helium pada suhu kamar adalah . . .

           a. 6,21 × 10^-21 J

           b. 6,41 × 10^-21 J

           c. 12,41× 10^-21 J

           d. 14,22 × 10^-21 J

           e. 24,84 × 10^-21 J

 

64.      Hubungan antara kecepatan efektif rata-rata dengan tekanan dan massa jenis gas dapat dituliskan dalam bentuk . . .

           a. V_ef =

           b. V_ef =

           c. V_ef =

           d. V_ef =

           e. V_ef =

 

65.      Jika isi suatu gas yang memenuhi hokum Boyle dijadikan setengahnya maka tekanan gas menjadi 2 kalinya. Hal ini disebabkan karena . . .

a.     Molekul-molekul merapat sehingga kerapatannya menjadi 2 kali

a.      Molekul-molekul bergatar 2 kali lebih cepat

b.      Berat molekul-molekulnya menjadi 2 kali

c.       Banyaknya molekul menjadi 2 kali

d.      Energi kinetic molekul-molekul menjadi 2 kali

 

66.      Pada suhu O◦C dan tekanan 1 atm, 7 gram nitrogen gas akan mempunyai volume sebesar . . .

a.  2,6 ×10^-3 m³

b.  2,8 ×10^-3 m³

           c. 4,4 × 10^-3 m³

           d. 5,2 × 10^-3 m³

           e. 5,6 × 10^-3 m³

 

67.      Gas ideal dalam suatu silinder dipanaskan dalam proses isolkhorik sehingga tekanannya meningkat  dari p₁ ke p₂. Usaha yang dibutuhkan untuk proses tersebut adalah …

           a. P₁V                       d. 0

           b. P₂V                       e. (p₂ – p₁) V

           c.

 

68.      Suatu gas dipanaskan dalam ruang yang tekanannya dibuat tepat sehingga volumenya bertambah 1,5 m³. Jika tekanan gas adalah 4,0 x 10⁵ Pa dan volume ruang 1m³, usaha yang dilakukan gas tersebut sebesar…

a. 400 J                     d. 550 J

b. 450 J                     e. 600 J

c. 500 J

 

69.      Suatu system mengalami proses adiabatic dan pada system dilakukan usaha sebesar 100J. Jika perubahan energy dalamnya ∆U maka…

           a. ∆U = - 100 J

           b. ∆U = 100 J

           c. ∆U = 0

           d. Q  = 100 J

           e. ∆U + Q = - 10 J

 

70.      Suatu gas berada dalam tabungyang tekanannya 10 bar dan volume 0,8m³. Gas tersebut dimampatkan pada tekanan konstan sehingga volumenya berubah menjadi 0,4m³. Akibatnya, terjadi peningkatan energy dalam sebesar 3 x 10⁵ J. Besar energy yang dilepaskan system terebut adalah…

a. -800 kJ                  d. -110 kJ

b. -900 kJ                 e. -120 kJ

c. -100 kJ

 

71.      Dua mol gas dipanaskan dari 57⁰C sampai 97⁰C pada kondisi tekanan tetap. Jika kalor yang dibutuhkan dalam pemanasan tersebut adalah 1700 J, nilai konstanta Laplace untuk gas tersebut adalah…

           a. 1,45                                     d. 1,60

           b. 1.50                      e. 1,65

           c. 1,55

 

72.      Jika reservoir panas suatu mesin kalor bersuhu 810 K, efisiensi yang dicapai adalah 40%. Agar efisiensi mencapai 50%, suhu reservoir tersebut harus sebesar…

           a. 900 K                    d. 1.180 K

           b. 960 K                    e. 1.400 K

           c. 1.000 K

 

73.      Sebuah kulkas mempunyai nilai COP = 5. Jika suhu udara ruangan adalah 30⁰C, suhu udara dalam kulkas tersebut adalah…

           a. -19⁰C                    d. -21,5⁰C

           b. -20⁰C                    e. -22,5⁰C

           c. -20,5⁰C

 

 

 

74.      Sejumlah gas ideal yang berada dalam sebuah silinder dengan volume 0,6 liter mengalami proses isotermal sehingga volumenya menjadi 0,4 liter. Jika jumlah gas dalam silinder adalah 0,6 mol, suhu 32⁰C, dan tekanan awal 2 x 10⁵ Pa. usaha yang diberikan lingkungan pada gas tersebut adalah…

a. 586 J                     d. 636 J

b. 596 J                     e. 676 J

c. 616 J

 

75.      Suatu gas dengan volume 5 m³ pada suhu  dan tekanan standar dimasukkan ke suatu wadah yang tekananya 4 atm. Jika suhu akhir gas tersebut adalah 25⁰C. volume gas tersebut sekarang adalah…

           a. 1,35 m³                d. 1,45 m³

           b. 1,36 m³                e. 1,52 m³

           c. 1,42 m³

 

76.      Tekanan dan suhu udara dalam sebuah ban mobil masing-masing adalah 200.000 N/m² dan 10⁰C. Setelah mobil tersebut digunakan dan menempuh jarak 60 km. suhu udara dalam ban naik sebesar 30⁰C. Tekanan udara dalam ban tersebut sekarang adalah…

           a. 221 kPa                d. 390 kPa

           b. 270 kPa                e. 450 kPa

           c. 330 kPa

 

77.      Sebuah pompa sepada mempunyai diameter 5 cm dan panjang 25 cm. Torak pompa yang keadaan awalnya berada pada posisi paling atas ditekan sehingga torak tersebut berada pada pertengahan pompa. Gaya yang harus diberikan agar torak tetap diam pada posisi pertengahan pompa jika suhu dan tekanan udara pada keadaan awal adalah 27⁰C dan 1 atm adalah…

           a. 48 N                             d. 198 N

           b. 98 N                             e. 248 N

           c. 146 N

 

78.      Suatu gas dengan suhu 17⁰C menempati suatu wadah dengan volume 4 liter. Jumlah mol gas yang terdapat dalam wadah tersebut jika tekanannya 2.000 Pascal adalah…

           a. 0,003 mol                    d. 0,33 mol

           b. 0,03 mol                     e. 3 mol

           c. 0,3 mol

 

 

 

 

 

 

79.      Suatu gas dengan massa 4,5 kg berada dalam suatu wadah dengan volume 1 m³, suhu 27⁰C dan tekanan 4 atm. Massa molekul gas tersebut adalah…

           a. 44 g/mol                     d. 16 g/mol

           b. 11,2 g/mol                  e. 2 g/mol

           c. 28 g/mol

 

80.      Massa molekul nitrogen adalah empat belas kali massa molekul hydrogen. Molekul gas nitrogen pada suhu 294 K akan mempunyai laju rata-rata molekul hydrogen pada suhu…

           a. 4.116 K                        d. 21 K

           b. 2.058 K                        e. 10,5 K

           c. 42 K

 

81.      Besar kecepatan rata-rata ( v_rms ) molekul oksigen yang terdapat dalam udara pada suhu 47⁰C adalah…

           a. 483 m/s                       d. 499 m/s

           b. 489 m/s                      e. 503 m/s

           c. 493 m/s

 

82.      Sebuah uang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dimana kecepatan partikel gas adalah v. jika suhu gas dinaikkan menjadi 27 maka kecepatan partikel gas tersebut menjadi…

           a.                            d. 4v

           b.                              e. v²

           c. 2v

 

83.      Suatu gas ideal memampatkan secara adiabatic (γ=1,4) sehingga tekanannya menjadi 6 tekanan semula. Jika suhu awal gas adalah 37⁰C, suhu akhir gas tersebut adalah…

           a. 477 K                           d. 517 K

           b. 497 K                           e. 537 K

           c. 507 K

 

84.      Gas mulia bersuhu 37⁰C dam volume 0,5 m³ dipanaskan sampai 127⁰C secara isobaric. Jika tekanan gas tersebut adalah 3 bar. Gas melakukan usaha sebesar…

           a. 29 kJ                             d. 35 kJ

           b. 31 kJ                            e. 40 Kj

           c. 33 kJ

Download di Aplikasi Lebih Mudah

Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi

Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download