TKG Kls XI [PDF]

Citation preview

FISIKA KLS XI TKG



TEORI KINETIK GAS A. Bentuk Soal Pilihan Ganda 1. Tekanan gas dalam ruang tertutup adalah: (1) sebanding dengan kecepatan rata-rata partikel gas (2) sebanding dengan energi kinetik rata-rata partikel gas (3) ticlak bergantung pada banyaknya partikel gas (4) berbanding terbalik dengan volum gas Pernyataan yang benar adalah A. (1), (2), dan (3) C. (1) dan (3) B. (1), (2), (3), dan (4) D. (2) dan (4)



E. hanya (4)



2. Partikel-partikel gas ideal mempunyai sifat antara lain: (1) selalu bergerak (3) bertumbukan lenting sempurna (2) tidak tarik-menarik (4) tidak mengikuti hukum Newton tentang gerak Pernyataan yang benar adalah A. (1), (2), dan (3) C. (2) dan (4) E. semua benar B. (1) dan (3) D. hanya (4)



PV 3. Persamaan keadaan gas ideal ditulis dalam bentuk T = bilangan tetap, yang tergantung pada ... A. jenis gas C. tekanan gas E. banyak partikel B. suhu gas D. volum gas 4. Suhu awal dari suatu gas dalam ruang tertut-up adalah T, tiap partikel bergerak secara acak dengan kelajuan 100 m/s. Kelajuan partikel-partikel itu saat suhunya 4T adalah ... A. 100 m/s C. 300 m/s E. 500 m/s B. 200 m/s D. 400 m/s 5. Jika isi suatu gas yang memenuhi hukum Boyle dijadikan setengahnya, maka tekanannya menjadi dua kalinya. Hal ini disebabkan ... 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 6. Diketahui volum tabung B dua kali volume tabung A, keduanya berisi gas ideal yang sama. Volum tabung penghubung dapat diabaikan. Gas A berada pada suhu 300 K. Bila jumlah molekul dalam A adalah N dan jumlah molekul dalam B adalah 3 N, maka suhu gas dalam tabung B adalah…. A. 150 K B. 200 K C. 300 K D. 450 K E. 600 K THE GURU – 2019



Yes, I Can.



1



FISIKA KLS XI TKG 7. Menurut teori kinetik gas, tekanan gas dalam ruang tertutup: (1) berbanding lurus dengan energi kinetik rata-rata partikel (2) berbanding terbalik dengan volurn gas dalam ruang (3) berbanding lurus dengan jumlah partikel gas (4) berbanding terbalik dengan kuadrat kecepatan partikel gas Pernyataan yang benar adalah ... A. (1) dan (2) C. (1), (2), dan (3) E. (1), (2), (3), dan (4) B. (1) dan (3) D. (2), (3), dan (4) 8. Sejumlah gas ideal menjalani proses isobarik (tekanan tetap) sehingga suhu kelvinnya menjadi 2 kali semula, volumnya menjadi n kah semula, dengan sama dengan ... . A. 4



C. 2



B. 3



D.



E.



1 4



1 2



9. Dalarn suatu proses, kecepatan partikel gas ideal berubah menjadi kali kecepatan semula. Energi kinetik partikel gas tersebut adalah ... A. menjadi 4 kali semula D. menjadi kali semula B. menjadi dua kali semula E. menjadi kali semula C. tetap 10. Gas dalam ruang tertutup bersuhu 420C dan tekanan 7 atm serta volumenya 8 liter. Apabila gas dipanasi sampai 870C, tekanan naik sebesar 1 atm, maka volum gas adalah ... A. berkurang 20% C. tetap E. bertambah 12% B. berkurang 10% D. bertambah 20% 11. Sejumlah gas dalam ruang tertutup dengan suhu 270C. Agar energi kinetic partikel gas dalam ruang tersebut menjadi tiga kali semula, maka suhu gas harus dinaikkan menjadi ... A. 1080C C. 6270C E. 1 2000C B. 3270C D. 9270C 12. Mendorong pengisap agar masuk lebih dalam pada suatu pompa yang lubangnya ditutup akan terasa sukar bila dibandingkan dengan pompa yang lubangnya terbuka. Hal ini disebabkan A. adanya gaya tolak-menolak antara molekul-molekul udara B. jumlah molekul udara di dalam pompa bertambah C. berkurangnya tekanan udara di luar pompa D. laju tumbukan molekul-molekul udara dengan pengisap bertambah E. gesekan antara pengisap dengan dinding pompa 13. Pemanasan suatu gas ideal seperti pada gambar. Akibat pemanasan gas: (1) kecepatan partikel bertambah besar (2) momentum partikel bertambah besar (3) energi kinetik partikel bertambah besar (4) tekanan gas bertambah besar Jika akibat suhu naik tetes A pindah ke B, berarti gas x mengalami A. (1), (2), dan (3) D. (4) saja B. (1) dan (3) saja E. (1), (2), (3), dan (4) C. (2) dan (4) saja THE GURU – 2019



Yes, I Can.



2



FISIKA KLS XI TKG 14. Suhu mutlak dari dua mol suatu gas ideal pada tekanan p dan menempati volum V (R adalah tetapan gas) adalah…. PR 2 PV PV A. 2 R C. R E. 2V PV R B. R D. 2 PV 15. Sejumlah gas dalarn ruang tertutup dipindahkan dari 270C hingga 870C. Tambahan volume gas pada tekanan tetap adalah ... . A. volume asal C. volume asal E. volume asal B. volume asal D. volume asal 16. Pada keadaan normal (T = 00C dan p = 1 atm), 4 gram gas oksigen O2 (berat molekul M = 32) memiliki volume sebesar (R = 8 314 J/kmol K; 1 atm = 105 N/m2). A. 1A x 10-6 m3 C. 22A x 10-3 m3 E. 22,4 m3 B. 2,8 x 10-3 m3 D. 2,8 m3 17. Satu cara untuk mendinginkan suatu gas adalah dengan membiarkannya memuai. Jika suatu. gas dengan tekanan 50 atm pada suhu 250C dibiarkan memuai hingga volumnya menjadi 15 kali volum semula, gas mencapai tekanan I atm. Suhu gas sekarang adalah ... . A. 1770C C. 200,70C E. 65,3 K 0 B. O C D. 89A K 18. Pada awal perjalanan, tekanan udara di dalam ban mobil adalah 432 kPa dengan suhu 150C. Setelah berjalan pada kecepatan tinggi, ban menjadi panas dan tekanan udara ban menjadi 492 kPa. Jika pernuaian ban diabaikan, maka suhu udara di dalam ban menjadi ... A. 170C C. 550C E. 3280C B. 350C D. 1550C 19. Pada hukum Boyle PV = k, k mempunyai dimensi A. daya C. momentum linear B. usaha D. suhu



E. konstanta pegas



20. Jika konstanta Boltzmann k = 1,38 x 10-23 J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu. 270C adalah…. A. 4,14 x 10-21 joule C. 5,59 X 10-21 joule E. 12,42 x 10-21 joule B. 2,07 x 10-21 joule D. 6,21 X 10-21 joule 21. Jika temperatur mutlak gas ideal dinaikkan menjadi 25 kali semula, maka kecepatan partikel gas menjadi ... kecepatan semula. A. 625 kali C. 50 kali E. 5 kali B. 75 kali D. 25 kali 22. Energi kinetik rata-rata suatu molekul gas dalam sebuah tabung pada suhu 6 000 K adalah ... A. 7,47 x 10-19 joule C. 1,24 x 10-19 joule E. 1,24 x 10-22 joule B. 2,48 x 10-19 joule D. 2,48 X 10-22 joule THE GURU – 2019



Yes, I Can.



3



FISIKA KLS XI TKG 23. Persamaan keadaan suatu gas dinyatakan oleh suatu fungsi dengan variabel: (1) suhu (3) volume (2) tekanan (4) kerapatan Pernyataan yang benar adalah ... . A. (1), (2), dan (3) C. (2) dan (4) E. semua benar B. (1) clan (3) D. hanya (4) 24. Berikut ini adalah grafik hubungan antara energi kinetik rata-rata (Ek) Satu molekul gas monoatomik dengan suhu mutlak (T). Berdasarkan grafik di samping, konstanta Boltzmann adalah… 3p 2p 2q A. 3q C. 3 p D. 2q 3q B. 2 p



p E. q



25. Dalam persarnaan pV = CT yang berlaku untuk gas ideal, nilai C adalah: (1) bergantung pada banyaknya molekul gas (2) menyatakan usaha luar yang dilakukan oleh gas itu pada kenaikan suhu 10C dengan tekanan konstan (3) bergantung pada satuan-satuan yang dipergunakan (4) bergantung pada jenis gas Pernyataan yang benar adalah A. (1), (2), dan (3) C. (2) dan (4) E. semua benar B. (1) dan (3) D. hanya (4) 26. Jika volume suatu gas ideal diperbesar dua kali semula ternyata energi dalamnnya menjadi empat kah semula. Berard tekanan gas tersebut menjadi ... kah semula. A. 4



C. 1



B. 2



D.



E.



1 4



1 2



27. Kecepatan rata-rata molekul oksigen (N = 32 gram/mol) di udara adalah (bilangan Avogadro = 6,025 x 1026 kmol-1 dan tetapan Boltzmann = 1,38 x 10-23 A. L2 x 103 m/s C. 480 m/s E. 0 m/s 4 B. L2 x 10 m/s D. 200 m/s 28. Energi dalarn gas ideal merupakan fungsi…. A. volum tetapi bukan fungsi tekanan atau temperatur B. volum dan temperatur tetapi bukan fungsi tekanan C. tekanan tetapi bukan fungsi volum, atau temparatur D. temperatur tetapi bukan fungsi tekanan dan volurn E. tekanan dan temperatur tetapi bukan fungsi volum



THE GURU – 2019



Yes, I Can.



4



FISIKA KLS XI TKG 29. Untuk 1 mol gas ideal berlaku persarnaan PV = RT. Dalarn sistern SI, satuan-satuan untuk besaranbesaran tersebut adalah: (1) p dalarn Pa (3) T dalarn K 3 (2) V dalarn m /mol (4) R dalarn erg mol-'K-1 Pernyataan yang benar adalah ... . A. (1), (2), dan (3) C. (2) dan (4) E. semua benar B. (1) dan (3) D. hanya (4) 30. Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas di dalamnya v. Jika suhu gas dinaikkan menjadi 2T, maka kecepatan partikel gas tersebut menjadi ... . A. v 2 C. 2 v E. v2 B.



1 2



v



D. 4v



31. Sebuah ban sepeda mempunyai volurn 100 cm3 . Tekanan awal dalarn ban sepeda adalah 0,5 atmosfer. Ban tersebut dipompa dengan suatu pompa yang volumnya 50 cm3. Tekanan udara luar 76 cmHg. Dengan menganggap temperatur tidak berubah, tekanan ban sepeda setelah dipompa 4 kali adalah A. 1,0 atm C. 4,0 atm E. 5,0 atm B. 2,5 atm D. 4,5 atm. 32. Bila dalam ruang tertutup, gas digunakan sampai titik T K, maka A. energi potensial molekul semakin kecil B. energi kinetik molekul-molekul itu =



2 3



NkT



3 2



C. energi kinetik molekul-molekul itu = NkT D. volum gas selalu akan bertambah karena gas akan memuai E. tekanan gas besarnya tetap 33. Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumnya menjadi setengahnya, maka ... A tekanan dan suhu tetap B. tekanan menjadi dua kalinya 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 34. Sebuah tabung yang volumnya 1 liter mempunyai lubang yang memungkinkan udara keluar dari tabung. Mula-mula suhu udara dalam tabung 270C. Tabung dipanaskan hingga suhunya 1270C. Perbandingan antara massa gas yang keluar dari tabung dan massa awalnya adalah ... A. 1 : 2 C. 27 : 127 E. 1 : 127 B. 1 : 4 D. 1 : 27 35. Pada sejumlah gas ideal dengan volum konstan berlaku bahwa: (1) semua partikel mempunyai kecepatan yang sama pada suhu tertentu (2) kecepatan rata-rata molekul akan lebih besar pada suhu yang tinggi daripada suhu rendah (3) sernua molekul mempunyai energi kinetik sama pada suhu tertentu (4) bila suhu gas dinaikkan 10C, maka jumlah kalor yang diperlukan sama dengan perubahan total energi kinetik molekul-molekulnya Pernyataan yang benar adalah ... THE GURU – 2019



Yes, I Can.



5



FISIKA KLS XI TKG A. (1), (2), dan (3) B. (1) dan (3)



C. (2) dan (4) D. hanya (4)



E. semua benar



36. Bila sejun-dah gas yang massanya tetap ditekan pada suhu tetap, maka molekulmolekul gas itu 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 37. Sebuah tabung berisi gas ideal. Menurut teori kinetik gas dan prinsip ekipartisi energi: (1) molekul gas mengalami perubahan momentum ketika bertumbukan dengan dinding tabung (2) energi yang tersimpan dalam gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya (3) energi yang tersimpan dalam gas berbanding lurus dengan jumlah (banyaknya) derajat kebebasannya (4) pada saat bertumbukan dengan dinding tabung, molekul gas kehilangan energi. Pernyataan yang benar adalah A. (1), (2), dan (3) C. (2) dan (4) E. semua benar B. (1) dan (3) D. hanya (4) 38. Massa sebuah molekul nitrogen adalah empat belas kah massa sebuah molekul hidrogen. Dengan demikian, molekul-molekul nitrogen pada suhu 294 K mempunyai kelajuan rata-rata yang sama dengan molekul-molekul hydrogen pada suhu ... A. 10,5 K C. 21,0 K E. 42,0 K B. 15,0 K D. 28,0 K 39. Suatu gas ideal pada 300 K aipanaskan pada volume tetap sehingga energi kinetik rata-rata dari molekul gas menjadi dua kah lipat. Pernyataan berikutyang benar adalah ... A. kecepatan rms rata-rata dari molekul menjadi dua kali B. suhu berubah menjacli 600 K C. momentum rata-rata dari molekul menjadi dua kali D. suhu berubah menjadi 300 2 K E. kecepatan rata-rata molekul menjadi dua kali 40. Sejumlah n mol gas ideal monoatomik mula-mula tekanan clan volumenya p dan V1. lalu dinaikkan pada tekanan tetap sehingga volumenya menjadi V2 = 2V1, maka: (1) T2= 2T1 (2) Energi kinetik rata-rata partikelnya menjadi dua kah semula (3) Energi dalam sistem menjadi dua kali semula (4) T1V1= T2 V2 Pernyataan yang benar adalah….. A. (1), (2), dan (3) C. (2) dan (4) E. semua benar B. (1) dan (3) D. hanya (4)



THE GURU – 2019



Yes, I Can.



6



FISIKA KLS XI TKG B. Bentu Soal Uraian 1. Sebuah tangki mengandung 16 kg gas 02 (M = 32 kg/kmol). Jika bilangan Avogadro NA = 6,02 x 1026 molekul/kmol, berapa banyaknya molekul oksigen yang terdapat di dalam tangki? 2. Diketahui volum 1 mol gas ideal 1 m3. Jika suhu gas ini 270C, tentukan tekanan gas pada saat itu! 3. Tiga liter gas pada suhu 270C dan tekanan 1 atm dimampatkan hingga volumnya menjadi 1 liter dan dipanaskan hingga suhunya menjadi 1270C. Tentukan tekanan akhir gas tersebut! 4. Dalam suatu tabung bertekanan 3 atm (1 atm = 105 Pa) pada suhu 270C terdapat 41,57 liter gas argon. Jika diketahui R = 8,314 J/mol K), tentukan banyaknya mol gas argon dalam ruangan tersebut! 5. Tentukan energi kinetik rata-rata dan energi dalam 10 mol gas ideal pada suhu 1270C jika gas tersebut adalah: a. gas monoatomik; b. gas diatomik. (Diketahui: k = 1,38 X 10-13 J/K dan NA = 6,02 X 1026 molekul/kmol). 6. Sebuah tangki silinder yang mengandung 18 kg udara pada tekanan 12 atm disimpan pada tempat bersuhu 70C. Ketika dipindahkan ke ruang kerja bersuhu 270C, sebuah katup pengamannya bocor dan membebaskan sejumlah udara ketika tekanan udara di dalam tabung melebihi 12,5 atm. Tentukan massa udara yang lolos dari dalam tangki tersebut! 7. Tentukan energi kinetik molekul-molekul 2,0 mol gas monoatomik yang memiliki volum 22,4 liter pada tekanan 101 kPa! (Diketahui, NA = 6,02 x 10 molekul/mol). 8. Dua tabung kaca dengan volum sama dihubungkan dengan sebuah pipa sempit dan diisi dengan gas pada suhu O0C dan tekanan 76 cmHg. Salah satu. tabung kemudian ditempatkan dalam es yang sedang melebur dan tabung lainnya ditempatkan dalam kamar mandi yang suhunya dijaga tetap 620C. Jika pernuaian tabung dan volume pipa penghubung dapat diabaikan, berapa tekanan dalam tabung sekarang? 9. Pada suhu berapakah energi kinetik molekul gas ideal akan menjadi empat kali energi kinetiknya ketika bersuhu 1270C? 10. Dalam ruangan yang bervolum 3 liter terdapat gas bertekanan 2 x 105 Pa. jika partikel gas memiliki kelajuan rata-rata sebesar 600 m/s, tentukan massa gas yang terkurung dalam ruangan tersebut!



THE GURU – 2019



Yes, I Can.



7