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

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.

P₁V₂ = P₂V₂

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 = 6,022×10²³partikel/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 P₁sampai
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_rmsawal

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

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 10⁵J.
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

Aqila Course