Soal Dan Pembahasan Gas Ideal dan Termodinamika
Soal 1
Suatu tangki volumenya 40 liter diisi dengan oksigen yang tekanannya 200 atm. Jika suhu tetap dan tekanannya menjadi 100 atm. Hitung volumenya sekarang !
Diketahui :
V1= 40 liter
P1 = 200 atm
P2 = 100 atm
Ditanya :
V2 = ?
Jawab :
P1.V1 = P2. V2
200. 40 = 100. V2
V2 = 8000/100
V2 = 80 liter
Soal 2
Suatu tangki berisi 500 liter gas oksigen (Mr = 32 kg/kmol) pada suhu 227°C dan tekanan 10 atm. Hitung massa gas oksigen dalam tangki !
Diketahui :
V = 500 liter = 500.10-3 m3
Mr = 32 kg/kmol
T = 227°C = 500K
P = 10 atm = 10.105 N/m2 = 106 N/m2
R = 8,31 J/mol.K = 8,31 . 103 J/kmol.K
Ditanya :
m = ?
Jawab :
P.V = nRT
106 . 500.10-3 = n . 8,31 . 103. 500
n = 1/8,31
n = 0,12 kmol
m = n . Mr
m = 0,12 . 32
m = 3,84 kg
Soal 3
Suatu sistem mengalami proses isotermik. Pernyataan yang benar mengenai sistem tersebut yaitu ....
A. Proses berlangsung pada volume konstan
B. Energi dalam sistem bernilai nol
C. Tidak ada kalor yang masuk dan keluar sistem
D. Sistem memiliki energi dalam yang konstan
E. Sistem memiliki tekanan yang konstan
Pembahasan :
Pada proses isotermik, suhu tidak mengalami perubahan. Karena energi dalam sebanding dengan suhu. Sehingga kesimpulannya energi dalam pada sistem juga tidak mengalami perubahan atau konstan.
Jawaban : D
Soal 4
Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!
(1)Gas tidak melakukan usaha pada proses isokhorik
(2)Gas selalu mengalami perubahan volume pada proses isobarik
(3)Gas selalu menyusut pada proses adiabatik
(4)Energi dalam gas tetap pada proses isotermik
Pernyataan yang sesuai dengan konsep termodinamika ditunjukkan oleh nomor ....
A. (1), (2) dan (3)
B. (1), (2) dan (4)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (3)
E. (2) dan (4)
Pembahasan :
Isokhorik: gas tidak melakukan usaha, karena usahanya nol.
Isobarik: W = P∆V, terlihat volume selalu berubah
Adiabatik: proses tidak melepas atau menerima kalor
Isotermik: energi dalam konstan
Jadi hanya (3) yang salah.
Jawaban : B
Soal 5
Berdasarkan persamaan PV = nRT, gas ideal di dalam suatu bejana yang dimampatkan akan mengalami ....
A. Kenaikan suhu
B. Penurunan suhu
C. Kenaikan jumlah partikel gas
D. Penurunan laju partikel gas
E. Penurunan jumlah partikel gas
Pembahasan :
PV = nRT
Artinya volume sebanding dengan suhu.
Dimampatkan artinya volume diperkecil, sehingga suhu juga menjadi lebih kecil.
Jawaban : B
Soal 6
Sejumlah gas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan secara isokhorik sehingga suhunya naik menjadi empat kali semula. Energi kinetik rata-rata molekul gas ideal menjadi ....
A. Setengah dari keadaan awal
B. Sama dengan keadaan awal
C. Dua kali dari keadaan awal
D. Empat kali dari keadaan awal
E. Delapan kali dari keadaan awal
Pembahasan :
Isokhorik artinya volumenya tetap. Energi kinetik sebanding dengan suhu. Jadi kalau suhu naik empat kali maka energi kinetik juga naik empat kali.
Jawaban : D
Soal 7
Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut ini!
(1)Gas melakukan atau menerima usaha pada proses isobarik
(2)Gas tidak melakukan usaha pada proses isokhorik
(3)Gas selalu melakukan usaha pada proses adiabatik
(4)Energi dalam selalu berubah pada proses isotermik
Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor ....
A. (1) dan (2)
B. (1), (2) dan (3)
C. (1) dan (4)
D. (2), (3) dan (4)
E. (3) dan (4)
Pembahasan :
Proses isobarik, gas melakukan usaha sebesar W = P∆V
Proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha karena ∆V = 0
Proses adiabatik, gas selalu melakukan usaha
Pada isotermik, tidak terjadi perubahan energi dalam, karena ∆T = konstan.
Jawaban : B
Soal 8
Suatu gas ideal mendapat tekanan pada suhu tetap. Pernyataan yang benar adalah ....
A. Panas keluar dari sistem
B. Energi dalam tidak berubah
C. Usaha yang dilakukan sama dengan nol
D. Energi kinetik semakin besar
E. Panas masuk dari sistem
Pembahasan :
Proses dengan suhu tetap artinya isotermik. Pada proses isotermik tidak ada perubahan suhu. Karena suhu tidak berubah, maka energi dalam juga tidak berubah.
Jawaban : B
UPDATING...!!!!