Tips Berguru Kinetik Gas Dan Termodinamika (Soal Dan Pembahasan)
1. Partikel-partikel gas ideal memiliki sifat-sifat sebagai berikut, kecuali ... .
a. selalu bergerak
c. bertumbukan lenting sempurna
d. tersebar merata di seluruh bab ruangan yang ditempati
e. tidak mengikuti Hukum Newton perihal gerak
jawab: E
2. Pada Hukum Boyle, P.V = k, P ialah tekanan dan V ialah volume. Konstanta k memiliki dimensi yang sama dengan ... .
a. daya d. suhu
b. perjuangan e. konstanta pegas
c. momentum
jawab: b
3. Jika gas ideal dimampatkan secara isotermis sehingga volumenya menjadi setengahnya, maka ... .
a. tekanan dan suhu tetap
b. tekanan menjadi dua kali lipat dan suhu tetap
c. tekanan tetap dan suhu menjadi dua kali
d. tekanan menjadi dua kali dan suhu menjadi setengahnya
e. tekanan dan suhu menjadi setengahnya
jawab: B
4. Diketahui volume tabung B dua kali volume tabung A. Keduanya terisi gas ideal. Volume tabung penghubung sanggup diabaikan. Gas A berada pada suhu300 K. Bila jumlah molekul dalam A ialah N dan jumlah molekul B ialah 3N, maka suhu gas dalam tabung B ialah ... .
a. 150 K d. 450 K
b. 200 K e. 600 K
c. 300 K
jawab: B
5. Suatu jenis gas memiliki volume 100 cm3 pada suhu 0°C dan tekanan1 atm. Jika temperatur menjadi 50 oC, sedangkan tekanan menjadi 2 atm, maka volume gas menjadi ... .
a. 38,4 cm³ d. 84,5 cm³
b. 45,5 cm³ e. 118,3 cm³
c. 59,2 cm³
JAWAB:
6. Pada keadaan normal (T = 0 oC dan P = 1 atm) 5 gram gas argon (Ar = 40) memiliki volume sebesar ... . (1 atm = 105 N/m², R = 8,314 J/K.mol)
a. 1,4 x 10- 6 m³ d. 28 m³
b. 2,8 x 10-3 m³ e. 224 m³
c. 22,4 x 10-3 m³
JAWAB:
Saat STP (0OC , 1 atm)
V = n.22,4 liter
V = (5/40) . 22,4 = 2,8 liter = 2,8 . 10-3 m3
7. Suatu gas ideal, dalam suatu ruang tertutup bersuhu 27ºC. Untuk mengubah energi kinetik partikelnya menjadi 2 Ek, suhu gas harus dijadikan ... .
a. 37 oC d. 327 oC
b. 45 oC e. 927 oC
c. 310 oC
8. Sebanyak 4 gram gas neon dengan massa molekul 6 g/mol bersuhu 38 °C. Jika tekanannya 1,8x 105 Pa, maka energi dalam gas ialah ... . (Diketahui k =1,38 x 10-23 J/K, NA = 6,02x10-23 molekul/mol).
a. 2,28 x 103 J
b. 3,12 x 103 J
c. 3,85 x 103 J
d. 4,23 x 103 J
e. 5,16 x 103 J
jawab:
9. Tangki berisi gas mula-mula bersuhu 200 K dipanasi hingga bersuhu 300o K. Jika jumlah partikel gas mula-mula 2 mol, maka supaya energi dalam tidak berubah, kran harus dibuka sekejap hingga sebagian partikel gas keluar sejumlah ... .
a.1/2 mol d.2/3 mol
b. 1/3 mol e.3/4 mol
c.1/4 mol
jawab:
10. Suatu gas ideal pada tekanan atmosfir p dan suhu 27 °C dimampatkan hingga volumenya setengah kali dari semula. Jika suhunya dinaikkan menjadi 54 °C, berapakah tekanannya?
a. 0,25 p d. 2 p
b. 0,54 p e. 2,18 p
c. 1 p
11. Pada aturan Boyle P . V = k, k memiliki dimensi . . . .
a. daya d. suhu
b. perjuangan e. konstanta pegas
c. momentum linear
jawab: B (Usaha)
12. Rapat massa (perbandingan massa dan volume) suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan p ialah ρ. Jika tekanan gas tersebut dijadikan 2p dan suhunya diturunkan menjadi 0,5 T maka rapat massa gas menjadi . . . .
a. 4 d. 0,25
b. 2 e. 0,12
c. 0,50
jawab: A
13. Suatu gas ideal pada 300 K dipanaskan dengan volume tetap, sehingga energi kinetik rata-rata dari molekul gas menjadi dua kali lipat. Pernyataan berikut ini yang tepat ialah . . .
a. Kecepatan rms rata-rata dari molekul menjadi dua kali.
b. Suhu menjelma 600 K.
c. Momentum rata-rata dari molekul menjadi dua kali.
d. Suhu menjelma 300 ² K.
e. Kecepatan rata-rata molekul menjadi dua kali.
Jawab: b
14. Untuk melipatgandakan kecepatan rms molekul-molekul dalam suatu gas ideal pada 300 K, suhu sebaiknya dinaikkan menjadi . . . .
a. 327 K d. 1.200 K
b. 424 K e. 90.000 K
c. 600 K
a. 6 × 105 N/m²
b. 2 × 105 N/m²
c. 1,5 × 105 N/m²
d. 8 × 105 N/m²
e. 3 × 105 N/m²
jawab:
W = P . ΔV
3 × 105 = P . (2 – 0,5)
P = 1,5 × 105 N/m² 16. Besar energi dalam 4 mol gas monoatomik pada suhu 400 K ialah . . . (R = 8,31 J/ mol K).
a. 6,332 J d. 33,240 J
b. 19,944 J e. 34,327 J
c. 24,825 J
jawab:
U = 3/2 . n . R . T = 3/2 .4. 8,31 . 400 = 19 944 J
17. Agar kecepatan rms partikel gas menjadi 3 kali lipat dari awal, suhunya harus ditingkatkan menjadi . . . semula.
a. sama d. 9 kali
b. 1,5 kali e. 12 kali
c. 6 kali
jawab: D (32 = 9)
18. Sebuah tabung berisi gas monoatomik kemudian dipompakan gas yang sama sehingga tekanannya menjelma 3 kali vulome semula. Besar perubahan energi dalam gas tersebut kalau proses isotemis ialah . . . .
a. nol d. 6 kali semula
b. 1,5 kali semula e. 9 kali semula
c. 3 kali semula
jawab: C
19. Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa . . . .
a. kalor tidak sanggup masuk ke dalam dan ke luar dari suatu sistem
b. energi ialah kekal
c. energi dalam ialah kekal
d. suhu ialah tetap
e. sistem tidak menerima perjuangan dari luar
jawab: C
20. Dua baskom A dan B volumenya sama berisi udara yang suhu dan massanya sama. baskom A dipanaskan secara isobaris sedangkan udara di dalam baskom B dipanaskan pada proses isokhoris. Jika besar kalor yang diberikan pada baskom A dan B sama maka . . . .
a. kenaikan suhu udara di A dan di B sama
b. perubahan energi dalam di A dan di B sama
c. kenaikan suhu udara di A lebih kecil dari di B
d. kenaikan suhu udara di A lebih besar dari di B
e. salah semua
jawab: C
pada baskom B perjuangan bernilai nol alasannya ialah proses isokhoris (V = tetap) sehingga kalor spenuhnya untuk perubahan energi dalam ( suhu), sedangkan pada baskom A kalor sebagian menjelma perjuangan dan energi dalam. Makara suhu di B lebih besar.
21. Sejumlah gas ideal dengan massa tertentu mengalami pemampatan secara adiabatik. kalau W ialah kerja yang dilakukan oleh sistem (gas) dan ΔT ialah perubahan suhu dari sistem maka berlaku keadaan . . . .
a. W = 0, ΔT > 0 d. W < 0, ΔT > 0
b. W = 0, ΔT < 0 e. W < 0, ΔT = 0
c. W > 0, ΔT = 0
jawab: E ( dikala sistem melaksanakan kerja W bernilai NEGATIF dan PERUBAHAN SUHU NOL)
22. Sebuah mesin Carnot bekerja di antara 2 reservoir bersuhu tinggi 527 °C dan suhu rendah 127 °C. Jika reservoir suhu tinggi diturunkan menjadi 500 K, maka efisiensi awal dan terakhir ialah . . . .
a. 20% dan 30%
b. 20% dan 40%
c. 20% dan 50%
d. 30% dan 50%
e. 50% dan 20%
jawab: E
23. Sebuah mesin Carnot yang memakai reservoir suhu tinggi 800 K memiliki efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensinya naik menjadi 50%, suhu reservoir suhu tinggi dinaikkan menjadi . .
a. 900 K d. 1.180 K
b. 960 K e. 1.600 K
c. 1.000 K
JAWAB = B
T1‘ (1 – η‘) = T1 ( 1 – η)
T1‘ (1 – 0,5) = T1 ( 1 – 0,4)
T1‘ . 0,5 = 800 . 0,6
T1‘ = 960 k
24. Sebuah mesin bekerja pada reservoir bersuhu tinggi 500 K dan reservoir bersuhu rendah 350 K. Mesin tersebut menghasilkan perjuangan sebesar 104 joule. Efisiensi mesin tersebut ialah . . . .
a. 30 % d. 66 %
b. 33 % e. 70 %
c. 42 %
25. Suatu mesin menyerap 150 kalori dari reservoir 400 K dan melepas 90 kalori ke reservoir bersuhu 200 K. Efisiensi mesin tersebut ialah . . . .
a. 30 % d. 60 %
b. 40 % e. 80 %
c. 50 %
