Prepared by danang dejavu
TEORI KINETIK GAS Hal. 187 o
3. Sejumlah tertentu gas ideal dalam sebuah silinder memiliki 27 C. Gas itu dipanaskan dan dibiarkan o
memuai sehingga volumnya menjadi dua kali dan suhunya naik menjadi 127 C. Jika tekanan semula 10 atm, berapa tekanannya sekarang? Penyelesaiannya :
P1V1 P2V2 P1V1 P2V2
nRT1
nRT2 T 1 T 2
10 V 1 P2 2V 1
300
400
6P2 40 6,67 atm atm 6,67 6,67 10 Pa P2 6,67 5
Hal 189 o
5. Sebuah tangki 410 L berisi gas oksigen (M = 32 kg/kmol) pada suhu 27 C dan tekanan 6 atm. Tentukan massa oksigen dalam tangki itu. Penyelesaian:
PV nRT PV m
m
RT M PVM 6 410 32
RT
0,082 0,082 300 300
3200 g 3,2 kg
atau
PV nRT PV m
m M
RT
PVM RT
6 1, 1, 01 10 105 410 10 103 32 8314 8314 300 300
3,19 kg 3
6. Massa jenis propana pada suhu 0 C dan tekanan atmosfer 1,0 10 Pa adalah 1,96 ,96 10 5
o
hitung massa molekul propana. Penyelesaian:
PV nRT PV
m
RT M m PM RT V PM RT M
RT
P
1, 96 10 10 3 103 8314 27 273 105
kg/kmol 44,5 kg/kmol
Sinotif Citra 2
kg/L
Prepared by danang dejavu 5
7.
o
Sebuah tangki diisi dengan 20 kg oksigen pada tekanan 4 x10 Pa dan suhu 47 C. Tangki memiliki o
lubang kecil sehingga sejumlah gas dapat lolos keluar. Pada suatu hari, ketika suhu 27,9 C dan 5
tekanan gas dalam tangki 3 x10 Pa, tentukan massa oksigen yang lolos keluar dari tangki. Penyelesaian: PV
PV
nRT m
PVM
m m1
m1
RT
m2
RT
M
P1 P2
T 2
T 1
4 10 5 300,9 3 10 5 320
1.25375
1.25375m2
20 1.25375m2 m2
15,95 kg
mlolos
m1
m2
4,05 kg
Hal. 196 8. Kelajuan molekul gas meningkat menjadi 1,2 kali dari semula. Apakah pengaruh perubahan ini pada tekanan gas? Penyelesaian:
N 3 V 2 2 p v 1,2 1, 44 p
1
2
mo v
Tekanan meningkat 1,44 kali semula o
-23
-1
9. Tentukan energi kinetik rata-rata partikel gas yang memiliki suhu 27 C. (k = 1,38 x 10 JK ) Penyelesaian:
Ek E k
3 2 3 2
kT
1,38 1023 300 6,21 10 21 J
10. Suatu gas ideal dalam ruang tertutup memiliki energi kinetik partikel 3E o. Apabila energi kinetiknya o
dijadikan E o, suhu gas adalah 7 C. Berapakah suhu gas mula-mula? Penyelesaian: E k
E k 1 E k 2
3E o E o T 1
3
kT
2
T 1 T 2 T 1
280
840 K
Sinotif Citra 2
Prepared by danang dejavu
11. Energi kinetik 1 mol gas monoatomik dalam tangki bervolum 20 L adalah 10 gas dalam tangki. Penyelesaian:
Ek
3
kT 2 2 kT E k 3 PV NkT
2 PV N E k 3 P
2NEk
3V
2 nNA E k 3
V
2 1 6,02 1023 1,01 1020
3
20 10 3
P 2,03 10 Pa 5
12. Tabel dibawah ini menunjukkan distribusi dari 20 buah molekul gas Kelajuan (m/s) 10 Banyak partikel 2 Tentukam rata-rat;
20 3
30 8
40 5
50 2
60 1
(a) kelajuan rata-rata (b) kelajuan efektif gas. Penyelesaian: Kelajuan rata-rata:
v v
N v i
i
N
1 10 3 20 8 30 5 40 2 50 1 60 20
v 22 m/s Kelajuan efektif
N v v i
2
2 i
N
v 2
1 100 3 400 8 900 5 1600 2 2500 1 3600 20
v 1255 m/s 2
vRMS v 1255 35,42 m/s 2
13. Tentukan perbandingan kelajuan efektif pada suhu tertentu antara: a. Molekul gas N 2 dan gas CO b. Molekul gas H 2 dan gas uap air H 2O. (N = 14 g/mol, C = 12 g/mol, O = 16 g/ mol, H = 1 g/mol)
Sinotif Citra 2
-20
J. Tentukan tekanan
Prepared by danang dejavu
Penyelesaian:
3RT
v v N2 vCO
M
vCO
MN2
28
2
28
1 1
3RT
v vN2
MCO
M MH2
MH2O
18
1 3
Hal. 212 o
17. Laju efektif (RMS) gas oksigen bermassa 32 g/mol pada suhu 27 C adalah ...
3RT
v RMS
M
3 8314 300 32
483 m/s
3
-3
18. Massa molar He adalah 4 x 10 kg/mol dan untuk uap air adalah 18 x 10 kg/mol. Pada suhu kamar, nilai perbandingan antara kelajuan RMS molekul He dengan uap air adalah mendekati ...
v He
MH2O
vH2O
MHe
18 10 3 4 103
4,5
1
2,12 1
2
1
19. Suhu awal suatu gas adalah 100 K. Sampai suhu berapakah gas itu harus dipanaskan agar laju ratarata molekulnya menjadi dua kali semula? v2 v1
2v1 v 1
4 T 2
T 2
T 1 T 2
100
T 2
100 400 K o
20. Massa molar oksigen adalah 16 kali massa molar hidrogen. Suatu gas hidrog en pada 127 C memiliki o
laju rata-rata (laju RMS) v . Laju rata-rata gas oksigen pada 1327 C adalah ...
3RT
v v O2 vH2
M
T1M2 T2M1
1600 M1 400 16M1
1 2
1 vO2 v 2
Sinotif Citra 2
Prepared by danang dejavu
25. Nilai perbandingan antara energi kinetik rata-rata gas diatomik dan gas mono atomik pada suhu kamar adalah ...
5 E k 1
2 3
E k 2
kT
kT
5 3
2 Hal. 215 15. Delapan buah molekul memiliki kecepatan berturut-turut: 300, 400, 500, 600, 600, 700, 900 m/s. Hitung kelajuan efektif molekul-molekul ini. Penyelesaian:
N v v 2 i i
2
N
300 2 4002 5002 2 6002 7002 9002 2
v 2
8
v 335000 m/s 2
vRMS v 335000 578,79 m/s 2
o
16. Kelajuan efektif molekul-molekul nitrogen pada suhu 127 C adalah 600 m/s. Hitung kelajuan efektif o
pada suhu 1127 C.
v2
T 2
v1 v 2
T 1
1400
400
1400
600 400 v 2 1122,5 m/s 17. Jika kelajuan efektif molekul-molekul uap air (H 2O) adalah 648 m/s, berapakah kelajuan efektif dari molekul-molekul karbondioksida (CO 2)? Kedua gas berada pada suhu yang sama. vCO
2
vH O
MH O 2
MCO
2
2
v CO
2
648 v CO
2
18 44
0,64
414,72 m/s
18. Pada suhu berapakah kelajuan efektif molekul-molekul (H2) sama dengan yang dimiliki molekulmolekul oksigen (O2) pada suhu 288 K? vH
2
v O
2
3RT MH
2
T
2
3RT
MO
2
288
32 T 18 K
Sinotif Citra 2
Prepared by danang dejavu 3
4
19. Tekanan gas oksigen (O2) dalam volum 50 m adalah 2,12 x 10 Pa. Volum itu mengandung 424 mol gas oksigen. Tentukan kelajuan efektif molekul-molekul oksigen.
PV nRT RT
PV nR
v RMS
3RT M
3PV nRM
2,12 104 50 0,424 8314 32
v RMS 3,065 m/s
Sinotif Citra 2
