Soal Fisika Kelas XI IPA Bab Gas Ideal

1. Pilihan Ganda
   Pilihlah satu jawaban yang paling tepat !

1.      Suatu gas ideal pada tekanan P dan suhu 27°C dimampatkan sampai volumenya setengah kali semula. Jika suhunya dilipatduakan menjadi 54°C, tekanannya sekarang adalah …..
a. 0,25P                                         d. 1,75P
b. 0,54P                                         e. 2,18P
c. 0,67P

2.      Jika suatu gas ideal dimampatkan pada suhu tetap sampai volumenya menjadi setengahnya, yang terjadi adalah …..
a. tekanan dan suhu tetap
b. tekanan dan suhu menjadi setengahnya
c. tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap
d. tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya
e. tekanan menjadi dua kalinya dan suhunya menjadi setengahnya

3.      Pada keadaan normal (T = 0°C dan P = 1 atm), sebanyak 4 gram gas oksigen O₂ (M_r = 32 g/mol) memiliki volume …..
(R = 8.314 J/mol.K; 1 atm = 10⁵ N/m²)
a. 2,2 x 10^-⁶ m³                              d. 2,4 x 10^-³ m³
b. 2,8 x 10^-⁶ m³                              e. 2,8 x 10^-³ m³
c. 2,2 x 10^-³ m³

4.      Sebuah silinder logam berkatup mula-mula berisi udara pada suhu dan tekanan yang sama dengan udara luar yaitu 27°C dan 1 atm. Silinder itu dipanaskan dengan posisi katup terbuka hingga suhunya menjadi 327°C. Setelah itu katup ditutup dan silinder beserta isinya dibiarkan mendingin hingga suhu 27°C. Tekanan akhir dalam silinder adalah …..
a. 0,25 atm                                    d. 1 atm
b. 0,5 atm                                      e. 2 atm
c. 0,75 atm

5.      Pada hokum Boyle, PV = Konstanta. Besaran yang konstan itu berdimensi sama dengan …..
a. usaha                                         d. momentum
b. massa                                        e. konstanta pegas
c. impuls

6.      Sebutir gelembung udara bervolume V di dasar danau sedalam 30 m, akhirnya naik ke permukaan. Bila tekanan udara luar setara dengan tekanan air di kedalaman 10 m, volume gelembung udara pada jarak 15 m dari dasar kolam adalah …..
a. 2 V                                             d. 5V/8
b. 8V/5                                           e. ½ V
c. V

7.      Jika N adalah dimensi untuk jumlah partikel, rumus dimensi dari tetapan gas umum R dalam persamaan keadaan gas ideal PV = nRT adalah …..
a. [M] [L]² [T]^-¹ [θ]^-¹
b. [M] [L]² [T]^-² [θ]^-¹
c. [M] [L]² [T]² [N]^-¹ [θ]^-¹
d. [M] [L] [T]^-²  [N]^-¹ [θ]^-¹
e. [M] [L] [T]^-² [N]^-¹ [θ]^-¹

8.      Massa jenis suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan P adalah ρ. Jika tekanan gas itu menjadi 2ρ dan suhunya diturunkan menjadi 0,5T, massa jenis gas itu menjadi …..
a. 0,5ρ                                           d. 4ρ
b. ρ                                                e. 6ρ
c. 2ρ

9.      Jika konstanta Boltzman k = 1,38 x 10^-²³ J/K, energi kinetik sebuat atom gas helium pada suhu 300 K adalah …..
a. 6,21 x 10^-² J
b. 8,01 x 10^-² J
c. 6,21 x 10^-³ J
d. 8,01 x 10^-³ J
e. 6,21 x 10^-4 J

10.  Bila sejumlah gas bermassa tetap ditekan pada suhu tetap, molekul-molekul gas itu akan …..
a. bergerak lebih cepat
b. bergerak lebih lambat
c. mempunyai momentum lebih besar
d. mempunyai energi kinetik lebih besar
e. lebih sering menumbuk dinding wadah

11.   Sebuah tabung gas yang memiliki katup pengaman akan melepas gas dari dalam tabung jika tekanannya mencapai 2 x 10⁶ Pa. Pada suhu 10°C tabung ini dapat berisi maksimum 15 kg gas tertentu. Jika suhunya dinaikkan menjadi 30°C, massa maksimum gas yang dapat disimpan di dalam tabung adalah …..
a. 5 kg                                           d. 16 kg
b. 14 kg                                         e. 45 kg
c. 15 kg

12.  Gas hidrogen mula-mula bertekanan 10 atm. Jika 1/5 bagian massa keluar, tekanan gas sekarang adalah …..
a. 25 atm                                       d. 4 atm
b. 10 atm                                       e. 2 atm
c. 6 atm

13.  SEbuah silinder bervolume 1 m³ berisi 5 mol gas helium pada suhu 50°C. Jika helium dianggap sebagai gas ideal, energi kinetik rata-rata per molekulnya adalah …..
a. 1,0 x 10^-²¹ J                                d. 1,3 x 10^-²⁰ J
b. 6,7 x 10^-²¹ J                                e. 6,7 x 10^-²⁰ J
c. 1,0 x 10^-²⁰ J

14.  Gas bervolume 8 L berada dalam ruang tertutup bersuhu 42°C dan bertekanan 7 atm. Jika gas dipanasi hingga 87°C dan tekanannya naik sebesar 1 atm; volume gas itu menjadi …..
a. tetap
b. berkurang 10%
c. berkurang 20%
d. bertambah 12%
e. bertambah 20%

15.  Molekul suatu gas pada 10°C akan memiliki energi kinetik dua kali lipat nilai energi kinetiknya pada suhu …..
a. 293°C                                        d. 55°C
b. 173°C                                        e. 20°C
c. 73°C

16.  Kecepatan efektif molekul-molekul gas oksigen (M_r = 32 g/mol) pada suhu 320 K akan sama dengan kecepatan efektif molekul-molekul gas hidrogen (M_r = 2 g/mol) pada suhu …..
a. 20 K                                          d. 160 K
b. 40 K                                          e. 640 K
c. 80 K

17.  Massa relative molekul O₂ adalah 32 g/mol, tetapan gas R = 8,31 J/mol.K dan 1 atm = 1,01 x 10⁵ N/m². Massa jenis gas oksigen di ruangan bersuhu 25°C pada tekanan 1 atm adalah …..
a. 1,0 kg/m³                                   d. 1,9 kg/m³
b. 1,3 kg/m³                                   e. 2,4 kg/m³
c. 1,6 kg/m³

18.  Satu mol gas menempati ruang 1 liter pada tekanan 2 atm. Jika tetapan gas R = 8,31 J/mol.K; suhu gas itu adalah …..
a. 243 K                                        d. 234 K
b. 342 K                                        e. 500 K
c. 423 K

19.  Suatu gas dalam tabung tertutup dimampatkan pada suhu tetap sehingga volumenya berkurang 50%. Kemudian, gas itu dipanaskan pada volume tetap sehingga suhu mutlaknya mengalami kenaikan menjadi dua kali suhu mula-mula. Tekanan gas sekarang adalah …..
a. 2P                                              d. 5P
b. 4P                                              e. 3P
c. 10P

20.  Suatu gas dalam ruang tertutup mempunyai rapat massa 3 x 10^-³ g/m³. Jika diketahui kecepatan rata-rata setiap partikelnya 400 m/s, tekanan gas dalam ruang itu adalah ….. atm.
a. 2                                                 d. 6,1
b. 1,2                                              e. 3
c. 1,6

2. Uraian
   Jawablah dengan tepat !

1.      Tentukan energi kinetik rata-rata suatu molekul gas dalam sebuah bintang pada suhu 8.000 K!

2.      Massa molar He adalah 4 x 10^-³ kg/mol dan untuk uap air adalah 18 x 10^-³ kg/mol. Pada suhu kamar, tentukan nilai perbandingan antara kelajuan efektif molekul He dengan uap air!

3.      Berapakah energi dalam dari 0,2 mol gas oksigen di dalam sebuah ruang tertutup yang suhunya 400 K bila pada suhu itu derajat kebebasannya f = 5 ? (k = 1,38 x 10^-²³ J/K)

4.      Di dalam suatu ruang tertutup terdapat gas yang memiliki kecepatan efektif tiap molekulnya 100 m/s. Jika suhu gas kita ubah menjadi 9 kali semula, tentukan kecepatan efektif sekarang!

5.      Dalam ruangan yang bervolume 2 liter terdapat gas bertekanan 5 x 10⁵ Pa. Jika massa gas yang terkurung dalam ruangan adalah 12 gram, tentukan kelajuan efektif gas!