Contoh dan Latihan Soal ~ Fisika DJ

Contoh Soal dan Pembahasannya

Suhu gas nitrogen saat kelajuan rms-nya (root mean square) sama dengan v₁ adalah 300 K. Jika kelajuan rms gas nitrogen diperbesar menjadi dua kalu dari v₁, suhu gas nitrogen tersebut berubah menjadi ....

a. 425 K

b. 600 K

c. 1146 K

d. 1200 K

e. 2292 K

Pembahasan

Persamaan kecepatan efektif molekul-molekul gas ideal (v_rms) :

Perbandingan kecepatan efektif dan suhu sesuai persamaan berikut.

Sebuah ban mobil diisi sampai tekanan ukur 200 kPa pada 10⁰C. Setelah berkendaraan 100 km, temperatur di dalam ban naik menjadi 40⁰C. Berapa tekanan di dalam ban sekarang ?

Penyelesaian :

Diketahui : P₁= 200 kPa + 101 kPa = 301 X 10³Pa

T₁ = 10⁰C = 273 + 10 = 283 K

T₂ = 40⁰C = 273 + 40 = 313 K

Ditanya : P₂...?

Jawab :

Sebuah balon pesta helium yang dianggap berbentuk bola sempurna mempunyai radius 18 cm. Pada temperatur ruangan 20⁰C tekanan dalamnya adalah 1,05 atm. Cari jumlah mol helium pada balon !

Diketahui : r = 18 cm

T = 20 + 273 = 293 K

P = 1,05 atm = 1,064 X 10⁵ N/m²

R = 8,315 J/mol K

Ditanya : m ?

Jawab :

Satu mol hidrogen (massa atom = 1,008 u) mempunyai massa 1,008 x 10^-3 kg dan berisi 6,02 x 10²³ atom. Berapakah massa yang terkandung dalam 1 atom ?

Penyelesaian :

Berapa laju rms molekul udara (O₂ dan N₂) pada temperatur kamar (20⁰C) ?

Penyelesaian :

Latihan Soal

1. Apa yang kalian ketahui tentang teori kinetik gas ?

2. Sebutkan ilmuwan yang berperan dalam teori kinetik gas !

3. Apa yang dimaksud dengan gas ideal ?

4. Sebutkan dan jelaskan hukum-hukum yang mendasari teori kinetik gas !

5. Sebutkan penerapan teori kinetik gas dalam kehidupan sehari-hari !

6. Jika massa jenis gas nitrogen 1,25 kg/m³, hitunglah kecepatan efektif partikel gas tersebut pada suhu 227 ⁰C dan tekanan 1,5 x 10⁵ N/m²!

7. Dalam tabung yang tertutup, volumenya dapat berubah-ubah dengan tutup yang dapat bergerak mula-mula memiliki volume 1,2 liter. Pada saat itu tekanannya diukur 1 atm dan suhunya 27 ⁰C. Jika tutup tabung ditekan sehingga tekanan gas menjadi 1,2 atm ternyata volume gas menjadi 1,1 liter. Berapakah suhu gas tersebut?

8. Gas ideal di dalam ruang tertutup bersuhu T Kelvin mengalami penurunan suhu menjadi 1/3 T Kelvin. Hitunglah perbandingan energi kinetik partikel sebelum dan sesudah penurunan suhu !

9. Energi kinetik rata-rata suatu molekul gas pada suhu 27⁰C adalah 2,26 x 10^-21J. Berapakah energi kinetik rata-rata molekul gas pada suhu 327⁰C ?

10. Sejumlah gas ideal berada dalam ruang tertutup bervolume 4 L dengan suhu 127⁰C. Jika gas dimampatkan sehingga volumenya menjadi 2 L dan tekanan gas tetap, berapakah perubahan suhu gas tersebut ?

SELAMAT MENGERJAKAN !!!