Jika sejumlah gas dipanaskan pada tekanan tetap pengaruh yang tepat ditunjukkan oleh nomor

Ketika Anda memasukkan kopi hangat di dalam botol lalu segera menutupnya, lama kelamaan suhu kopi akan turun dan menyesuaikan dengan lingkungan yang ada di sekitarnya. Turunnya suhu pada kopi membuat rumus gas ideal mulai bekerja yakni pada saat suhu turun membuat tekanan di dalam botol menjadi turun, hal inilah yang membuat botol kopi menjadi kempes seperti tersedot.

Lalu, mengapa suhu bisa berpengaruh pada tekanan dan volume? Itulah prinsip utama gas ideal yang ada di dalam teori kinetik gas.

Teori kinetik gas memberikan jembatan antara gas secara miskroskopik dan makroskopik. Kata kinetik berasal dari anggapan bahwa molekul gas selalu bergerak. Tiap partikel bergerak bebas dan terjadi tumbukan.

Tumbukan tersebut berupa tumbukan lenting sempurna. Dengan sifat tumbukan, tidak ada proses kehilangan energi yang dimiliki partikel gas. Diperlukan obyek gas yang sesuai untuk menyusun partikel gas. Objek gas tersebut disebut gas ideal.

Persamaan Keadaan Gas Ideal

Pada ruang tertutup keadaan suatu gas ideal dipengaruhi oleh tekanan, suhu, volume dan jumlah molekul gas. Ternyata, ada beberapa hukum yang menjelaskan keterkaitan antara keempat besaran tersebut.

1. Hukum Boyle

Hukum Boyle dicetuskan oleh seorang ilmuwan asal Inggris, yaitu Robert Boyle. Adapun pernyataan Hukum Boyle adalah “jika suhu suatu gas dijaga konstan, maka tekanan gas akan berbanding terbalik dengan volumenya”. Istilah lainnya bisa dinyatakan sebagai hasil kali antara tekanan dan volume suatu gas pada suhu tertentu adalah tetap (isotermal). Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2);

V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3);

P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2); dan

V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3).

2. Hukum Charles

Jika Hukum Boyle membahas pengaruh tekanan dan volume pada suhu tetap, tidak demikian dengan Hukum Charles. Hukum yang ditemukan oleh Jacques Charles ini menyatakan bahwa “jika tekanan suatu gas dijaga konstan, maka volume gas akan sebanding suhu mutlaknya”. Istilah lain dari Hukum Charles ini adalah hasil bagi antara volume dan suhu pada tekanan tetap (isobar) akan bernilai tetap. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

T1 = suhu gas pada keadaan 1 (K);

V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3);

T2 = suhu gas pada keadaan 2 (K); dan

V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3).

3. Hukum Gay Lussac

Hukum Gay-Lussac ditemukan oleh seorang ilmuwan Kimia asal Prancis, yaitu Joseph Louis Gay-Lussac pada tahun 1802. Adapun pernyataan Hukum Gay-Lussac adalah “jika volume suatu gas dijaga konstan, tekanan gas akan sebanding dengan suhu mutlaknya”. Artinya, proses berlangsung dalam keadaan isokhorik (volume tetap). Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2);
T1 = suhu gas pada keadaan 1 (K);
P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2); serta
T2 = suhu gas pada keadaan 2 (K).

4. Hukum Boyle-Gay Lussac

Hukum Boyle- Gay Lussac adalah “hasil kali antara tekanan dan volume dibagi suhu pada sejumlah partikel mol gas adalah tetap”. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2);
V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3);T1 = suhu gas pada keadaan 1 (K);

P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2);

T2 = suhu gas pada keadaan 2 (K); serta

V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3).

PV = k

P1V1 = P2V2

Maka besar P2 didapat sebesar:

Sebuah tangki selam mengandung udara dengan temperatur . Tangki selam berbentuk silinder dan memiliki volume sebesar . Berapa besar tekanan udara di dalam tangki tersebut. (diketahui besar konstanta gas R = 8,3 J/mol . K)

Pembahasan:

Karena tidak ada perubahan volume dan temperatur pada sistem, maka dengan menggunakan persamaan gas ideal, bisa dicari besar tekanannya. Besar temperatur harus dikonversikan dahulu menjadi Kelvin.

PV = nRT

P= 30 MPa

1. Sejumlah gas ideal dipanaskan dalam sebuah silinder berpenghisap pada tekanan tetap, maka: (1) volume gas bertambah (2) tekanan gas konstan (3) volume dan temperatur berbanding lurus (4) massa gas konstan Pernyataan yang benar adalah nomor …. A. (1), (2), dan (3) B. (1) dan (3) C. (2) dan (4) D. (4) saja E. semua benar Answer : E 2. Dua mol gas N2 pada suhu 27oC memiliki tekanan 1 atm. Volume gas tersebut adalah …. A. 50 dm3 B. 40 dm3 C. 30 dm3 D. 20 dm3 E. 10 dm3 Answer : A 3. Kelajuan suatu partikel gas ideal pada suhu T Kelvin adalah v. Jika suhu diturunkan hingga menjadi 14T, kejauannya akan menjadi …. A. 14v B. 12v C. v D. 2v E. 4v Answer : B 4. Gas ideal menempati sebuah tabung gas yang bocor dengan volume 0,6 m3. Gas tersebut tidak keluar dari tabung karena suhu dan tekanannya sama dengan suhu dan tekanan lingkungan. Jika gas dalam tabung dipanaskan dari suhu 27oC hingga 77oC, berapakah volume gas yang keluar dari dalam tabung? A. 0,5 m3 B. 0,4 m3 C. 0,3 m3 D. 0,2 m3 E. 0,1 m3 Answer : E 5. Sepuluh liter gas ideal bersuhu 127oC mempunyai tekanan 110,4 Pa. Bila k = 1,38 x 10-23 J/K, maka banyaknya partikel gas adalah …. A. 2,0 x 1020 B. 2,0 x 1019 C. 2,0 x 1018 D. 1,8 x 1020 E. 1,8 x 1018 Answer : A 6. Jika konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu 27oC adalah …. A. 2,07 x 10-21 J B. 4,14 x 10-21 J C. 5,59 x 10-21 J D. 6,21 x 10-21 J E. 12,42 x 10-21 J Answer : D 7. Partikel – partikel gas ideal mempunyai sifat antara lain : 1. selalu bergerak bebas 2. tidak saling tarik menarik antarpartikel 3. tidak mengikuti hukum Newton tentang gerak. 4. bila bertumbukan lenting sempurna Pernyataan di atas yang benar adalah nomor …. A. 1, 2, dan 3 B. 1, 3, dan 4 C. 2, 3, dan 4 D. 1 dan 3 E. 1, 2, dan 4 Answer : E 8. Suatu gas ideal menempati volume 100 cm3 pada suhu 0oC dan tekanan 1 atm. Bila suhunya menjadi 50oC sedangkan tekanan menjadi 2 atm, volume gas menjadi …. A. 118,3 cm3 B. 84,5 cm3 C. 59,2 cm3 D. 45,5 cm3 E. 38,4 cm3 Answer : C 9. Sebuah silinder yang volumenya 1m3 berisi 1 mol gas helium pada suhu -1730 C. Apabila helium dianggap gas ideal, berapakah tekanan gas dalam silinder?….. (R = 8,31 j/mol K) A. 8,31 Pa B. 83,1 Pa C. 831 Pa D. 8310 Pa E. 83100 Pa Answer : C 10. Suatu gas ideal menempati ruang tertutup yang volumenya 10-3 m3 pada temperatur 270C. Bila tekanan gas dalam ruang itu 3000 N/m2 maka jumlah mol gas tersebut adalah…. A. 8,31 x 10-4 mol B. 4,16 x 10-4 mol C. 1,2 x 10-3 mol D. 1,5 x 10-3 mol E. 2 x 10-3 mol Answer : C 11. Pada keadaan suhu 250 K dan tekanan 1,25 atm (1 atm = 105 Pa) 7 gram gas nitrogen N2 berat molekulnya (M = 28) memiliki volume sebesar .. m3…. A. 2,42 10-3 m3 B. 3,32 10-3 m3 C. 4,16 10-3 m3 D. 6,16 10-3 m3 E. 7,32 10-3 m3 Answer : C 12. Sebanyak 3 liter gas argon suhunya 270C dan tekanan 1 atm (1 atm = 105Pa) berada di dalam tabung. Jika konstanta gas umum 8,314 J/mol K dan banyaknya partikel dalam 1 mol adalah 6,02 x 1023 partikel. Maka banyaknya partikel gas argon tersebut dalam tabung adalah…. A. 0,83 x 1023 B. 0,72 x 1023 C. 0,42 x 1023 D. 0,22 x 1023 E. 0,12 x 1023 Answer : B 13. Sebanyak 2 m3 gas helium bersuhu 270C dipanaskan secara isobarik sampai 370C jika tekanannya 3 x 10-5N/m2, maka usaha yang dilakukan gas adalah …. a. 100 kJ b. 140 kJ c. 200 kJ d. 260 kJ e. 320 kJ answer : A 14. Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V maka tekanannya menjadi... A. 3/4 P B. 4/3 P C. 3/2 P D. 5/3 P E. 2P Answer : D 15. Faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas didalam ruang tertutup: 1) tekanan 2) volume 3) suhu 4) jenis zat Pernyataan yang benar adalah... A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 1 dan 4 D. 2 saja E. 3 saja Answer : E 16. Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan), maka gas akan mengalami... A. penurunan laju partike B. penurunan suhu C. kenaikan suhu D. penambahan partikel gas E. penurunan partikel gas Answer : C 17. Sepuluh liter gas ideal suhunya 127oC mempunyai tekanan 165,6 N/m2. Banyak partikel gas tersebut adalah... A. 2 . 1019 partikel B. 3 . 1019 partikel C. 2 . 1020 partikel D. 3 . 1020 partikel E. 5 . 1019 partikel Answer : D 18. Jika P = tekanan, V = volume, T = suhu mutlak, N = jumlah partikel, n = jumlah mol, k = konstanta Boltzmann, R = tetapan umum gas, dan N0 = bilangan Avogadro, maka persamaan gas berikut benar, kecuali... A. PV = nRT B. PV = N/N0 RT C. PV = nkT D. PV = NkT E. PV = nN0Kt Answer : C 19. Suatu gas ideal menempati ruang yang volumenya V, suhu T dan tekanan P. Kemudian dipanaskan sehingga volumenya menjadi 5/4 V dan tekanannya menjadi 4/3 P. Jadi pada pemanasan itu suhu gas menjadi... A. 3/4 T B. 4/3 T C. 4/2 T D. 3/2 T E. 5/3 T Answer : E 20. Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi 3/4 V, maka tekanannya menjadi... A. 3/4 P B. 4/3 P C. 3/2 P D. 5/3 P E. 2 P Answer : D 21. Sejumlah gas ideal berada didalam ruangan tertutup mula-mula bersuhu 27oC. Supaya tekanannya menjadi 4 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah... A. 108 oC B. 297 oC C. 300 oC D. 927 oC E. 1200 oC Answer : D 22. Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan) maka gas akan mengalami... A. Penurunan laju partikel B. Penurunan suhu C. Kenaikan suhu D. Penambahan partikel gas E. Penurunan partikel gas Answer : C 23. Dalam ruangan yang bervolume 1,5 liter terdapat gas yang bertekanan 105 Pa. Jika pertikel gas memiliki kelajuan rata-rata 50 m/s, maka massa gas tersebut adalah... A. 80 gram B. 8 gram C. 300 gram D. 0,8 gram E. 0,4 gram Answer : C 24. Partikel-partikel gas oksigen didalam tabung tertutup pada suhu 20oC memiliki energi kinetik 2140 J. Untuk mendapatkan energi kinetik 6420 J kita harus menaikkan suhunya menjadi... A. 879 oC B. 615 oC C. 589 oC D. 60 oC E. 40 oC Answer : B 25. Gas ideal bersuhu T1 diisikan kedalam tabung. Jika gas dipanaskan sampai suhunya T2 (T2 > T1), maka pengaruh pemanasan pada kecepatan partikel gas (v), energi kinetik (Ek) dan jumlah partikel gas adalah.. Answer : A 26. Gas ideal dalam ruang tertutup bersuhu T kelvin mengalami penurunan suhu menjadi ½ T kelvin. Perbandingan energi kinetik partikel sebelum dan sesudah penuruan suhu adalah... A. B. C. D. E. 1:4 B. 1 : 1:1 2:1 4:1 Answer : D 27. Partikel-partikel gas ideal memiliki 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. 2, 3, dan 4 c. 1, 3, dan 4 d. 1 dan 3 e. 2 dan 4 answer : D 28. Pada keadaan normal (T = 0°C dan p = 1 atm), 4 gram gas oksigen (O2) dengan berat molekul Mr = 32 memiliki volume sebesar …. (R = 8.314 J/kmol K; 1 atm = 105 N/m2) a. 1,4 × 10–6 m3 b. 2,8 × 10–3 m3 c. 22,4 × 10–3 m3 d. 2,8 m3 e. 22,4 m3 Answer : A 29. Sejumlah gas ideal dalam suatu ruang mengalami proses isobarik sehingga volumenya menjadi dua kali volume semula. Suhu gas tersebut akan berubah dari 27°C menjadi …. a. 54°C b. 108°C c. 327°C d. 427°C e. 600°C Answer : A 30. Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermal sampai volumenya menjadi setengah dari volume semula 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. answer : B 31. Sejumlah gas ideal bertekanan p dipanaskan dari suhu 27°C menjadi 54°C. Jika volumenya naik menjadi dua kali volume semula tekanannya akan menjadi …. a. 0,25 p b. 0,55 p c. 0,75 p d. p e. 2 p Answer : B 32. Jika sejumlah gas yang massanya tetap ditekan pada suhu tetap, molekul-molekul gas tersebut akan …. a. memiliki energi kinetik lebih besar b. memiliki momentum lebih besar c. lebih sering menumbuk dinding tempat gas berada d. bergerak lebih cepat e. bergerak lebih lambat answer : C 33. Sebuah tabung berisi gas ideal. Menurut teori kinetik gas dan prinsip ekuipartisi energi diketahui: 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, dan 4) pada saat molekul bertumbukan dengan dinding tabung, molekul gas kehilangan energi. Pernyataan yang benar adalah …. a. 1 dan 3 b. 2 dan 4 c. 1, 2, dan 3 d. 3 dan 4 answer e. 1, 2, 3, dan 4 34. Sebuah tabung gas berisi 1 mol gas oksigen pada suhu 27°C. Jika pada suhu tersebut molekul oksigen memiliki 5 derajat kebebasan, besar energi dalam gas oksigen tersebut adalah …. (k = 1,38 × 10–23 J/K) a. 6,23 J b. 62,3 × 10 J c. 6,23 × 102 J d. 6,23 × 103 J e. 6,23 × 104 J 35. Suatu gas ideal memiliki energi dalam U pada saat suhunya 27°C. Besar kenaikan energi dalamnya jika suhu gas dinaikkan menjadi 87°C adalah …. a. 0,2 U b. 0,4 U c. 0,6 U d. 0,8 U e. 1,2 U 36. Di dalam sebuah ruang tertutup terdapat gas dengan suhu 27°C. Jika gas dipanaskan sehingga energi kinetiknya menjadi 5 kali energi kinetik semula, gas tersebut harus dipanaskan sampai suhu …. a. 108°C b. 135°C c. 1.200°C d. 1.227°C e. 1.500°C 37. Jika konstanta Boltzmann k = 1,38 × 10–23 J/K maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu 27°C adalah …. a. 1,14 × 10–21 J b. 2,07 × 10–21 J c. 2,42 × 10–21 J d. 5,59 × 10–21 J e. 6,21 × 10–21 J 38. Jika gas di dalam suatu ruang tertutup dipanaskan sampai suhu T K maka …. a. energi potensial molekul gas semakin kecil b. energi kinetik molekul gas =2/3 NkT c. energi kinetik molekul gas =3/2 NkT d. volume gas akan selalu bertambah karena gas akan memuai e. tekanan gas besarnya tetap 39. Sebuah tabung gas dengan volume tertentu berisi gas ideal dengan tekanan p. Jika ke dalam tabung tersebut dipompakan gas sejenis sehingga tekanannya menjadi 2p, sedangkan suhunya dibuat tetap, besar vrms nya adalah …. a. 0,5 vrms b. vrms c. 2 vrms d. 2 vrms e. 4 vrms 40. Pada sejumlah gas ideal dengan volume konstan berlaku: 1) semua molekul memiliki kecepatan yang sama pada suhu tertentu, 2) kecepatan rata rata molekul akan lebih besar pada suhu yang tinggi daripada suhu rendah, 3) semua molekul memiliki energi kinetik sama pada suhu tertentu, dan 4) Jika gas dinaikan suhunya 1°C, jumlah kalor yang diperlukan sama dengan perubahan total energi kinetik molekul-molekulnya. Pernyataan yang benar adalah …. a. 1, 2, dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 e. 1, 2, 3, dan 4 41. Partikel-partikel gas ideal memiliki 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. 2, 3, dan 4 c. 1, 3, dan 4 d. 1 dan 3 e. 2 dan 4 Jawaban: a (skor 2) 42. Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermal sampai volumenya menjadi setengah dari volume semula 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. Jawaban: b (skor 2) 43. Gas dalam ruangan tertutup yang berolume 20000 liter dan suhu 270 C memiliki tekana 10 atm.tentukan jumlah mol yang ada dalam ruangan tersebut… a. 8130,081 mol b. 2,70 x 10-4mol c. 5934782,09 mol d. 0,138 mol e. 1 mol Jawaban: a (skor 2) 44. Suatu gas ideal dengan volume 2 liter,suhunya 70c dan tekanan 0,7 atm menempati sebuah ruang.Jika gas tersebut didinginkan pada volume tetap sehingga suhunya menjadi -730C. Tentukan tekanan gas……….. a. 5 atm b. 0,5 atm c. 0,06 atm d. 0,512 atm e. 10 atm Jawaban: b (skor 2) 45. Pada keadaan normal (T = 0°C dan p = 1 atm), 4 gram gas oksigen (O2) dengan berat molekul Mr = 32 memiliki volume sebesar …. (R = 8.314 J/kmol K; 1 atm = 105N/m2) a. 1,4 × 10–6m3 b. 2,8 × 10–3m3 c. 22,4 × 10–3m3 d. 2,8 m3 e. 22,4 m3 jawaban: b (skor 2) 46. Sebuah tangki diisi dengan gas ideal bermassa 10 kg pada tekanan 4 atm dan suhu 47°C.Tangki tersebut memiliki lubang kecil sehingga memungkinkan gas dapat lolos keluar. Ketikasuhu 27°C dan tekanan gas 3 atm, massa gas yang lolos keluar dari tangki jika 1 atm = 105 Pa adalah …. a. 2 kg b. 3 kg c. 4 kg d. 5 kg e. 6 kg jawaban: a 47. Diketahui volume bola B dua kali volume bola A. Kedua bola terisi gas ideal. Volume tabung penghubung dapat diabaikan. Gas A berada pada suhu 300 K. Jika jumlah molekul gas dalam bola A adalah N dan jumlah molekul gas dalam bola B adalah 3 N, suhu gas dalam bola B adalah …. a. 150 K b. 200 K c. 300 K d. 450 K e. 600 K. Jawaban: b 48. Sebuah bejana volume 2 L berisi gas nitrogen pada tekanan 2 atm, dihubungkan dengan bejana lain volume 1 L yang berisi gas oksigen pada tekanan 1 atm. Berapa tekanan campuran gas? a. 2/3 atm b. 4/3 atm c. 5/3 atm d. 3/5 atm e. ½ atm Jawaban: c 49. Jika suhu gas dinaikkan, kecepatan rata-rata partikel gas bertambah karena kecepatan gas… a. Sebanding dengan akar masa partikel b. Sebanding dengan akar suhu mutlak c. Berbanding terbalik dengan masa partikel d. Sebanding dengan suhu mutlak gas e. Sebanding dengan kuadrat suhu mutlak Jawaban: b 50. Berapa kecepatan efektivitas gas bermasa jenis 10 kg/m3 yang berada pada tabung bertekanan 3 x 105 Pa? a. 100 m/s b. 200 m/s c. 300 m/s d. 500 m/s e. 600 m/s Jawaban: c 51. Sejumlah gas ideal ,menjalani proses isobaric sehingga suhu nya menjadi 4 kali semula. Maka volumenya menjadi …. Kali semula A. 4 B. 3 C. 2 D. ½ E. ¼ Answer ; A 52. Gas dalam ruang tertutup bersuhu 42 0C dan tekanan 7 atm serta volumenya 8 L. Apabila gas dipanaskan sampai 87 0C, tekanan naik sebesar 1 atm, maka volume gas adalah …. A. 6,4 L B. 7,2 L C. 8 L D. 8,8 L E. 9,6 L Answer : C 53. Massa jenis suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan P adalah ρ. Jika tekanan gas dinaikkan menjadi 2P dan suhunya diturunkan menjadi 0,5T, maka masa jenis gas adalah …. A. 0,12 ρ B. 0,25 ρ C. 0,5 ρ D. 2 ρ E. 4 ρ Answer : E 54. Suatu gas ideal pada tekanan P dan suhu 27 0C, dimampatkan sampai volumenya setengah kali semula. Jika suhunya dilipatgandakan menjadi 54 0 C, tekanannya menjadi … 0,25P 0,54P P 2P 2,18P Answer : E 55. .Sebanyak 40 L oksigen pada suhu 47° C dan A. B. C. D. E. tekanan 2,5 atm ditekan sehingga volumenya menjadi 20 L dan pada saat bersamaan suhu naik menjadi 127° C, tekanan yang diberikan tersebut adalah ... a. 4,25 atm b. 6,54 atm c. 8,70 atm d. 6,25 atm e. 12,65 atm Answer : D 56. Rapat massa suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan P adalah ρ. Jika tekanan gas tesebut dijadikan 3P dan suhunya diturunkan menjadi 0,6T , maka rapat massa gas dalam keadaan terakhir ini adalah ... a. 0,6 ρ b. 0,5 ρ c. 5 ρ d. 6 ρ e. 7 ρ Answer : C 57. Laju rms molekul-molekul helium pada suhu 350 K sama dengan laju rms molekul-molekul oksigen pada suhu ... (Massa molekul relatif oksigen = 32, helium = 4) a. 850 K b. 1440 K c. 2400 K d. 2800 K e. 2650 K answer : D 58. Helium (He) suatu gas monoatomik, mengisi wadah bervolume 20 L. Tekanan gas adalah 3,2 × 10⁵ Pa. Maka waktu yang dibutuhkan sebuah mesin 100 watt untuk menghasilkan jumlah energi yang sama dengan energi dalam gas ini adalah ... a. 96 sekon b. 48 sekon c. 32 sekon d. 9,6 sekon e. 4,8 sekon Answer : D 59. Gas mengalami ekspansi secara isotermal dari volume awal 3 liter pada tekanan 20 atm (1 atm = 1,01 x 105 Pa) menjadi volume akhir 24 liter. Usaha yang dilakukan oleh gas tersebut adalah... (Diketahui: nRT1 = P1V1 dan ln 2 = 0,693) a. 1,25 x 103 J b. 2,50 x 103 J c. 12,5 x 103 J d. 2,5 x 104 J e. 1,25 x 105 J Answer : C 60. Pada tekanan konstan 106 Pa, suhu 10 mol gas helium naik dari -20°C menjadi 0°C. Perubahan energi dalam dan besar usaha yang dilakukan gas helium jika gas tersebut menyerap kalor sebesar 4 kJ adalah... (R = 8,31 J/K mol) a. ΔU = 2,49 kJ, W = 1,51 kJ b. ΔU = 1,51 kJ, W = 2,49 kJ c. ΔU = -2,49 kJ, W = -1,51 kJ d. ΔU = -1,51 kJ, W = -2,49 kJ e. ΔU = 2,49 kJ, W = 6,49 kJ Answer : A 61. Besarnya energi dalam dari suatu gas monoatomik yang terdiri atas 1024 molekul dan bersuhu 400 K adalah... (k = 1,38 x 10-23 J/K) a. 0,34 kJ b. 0,69 kJ c. 1,38 kJ d. 2,76 kJ e. 8,28 kJ Answer : E 62. Sejumlah gas ideal mengalami ekspansi sehingga volumenya menjadi dua kali semula, ternyata energi dalam gas menjadi empat kali semula. Tekanan gas tersebut akan menjadi... a. tetap b. 2 kali c. 4 kali d. 8 kali e. 16 kali Answer : C 63. Dua mol gas monoatomik mendapatkan kalor sebanyak 1297,14 joule secara isokhorik. Jika R = 8,13 J/mol K, tentukan perubahan suhu gas tersebut... a. 75 K b. 52 K c. 50 K d. 35 K e. 20 K Answer : B 64. Mesin Carnot mengambil 1.000 kkal dari reservoir 627°C dan mengeluarkannya pada reservoir 27°C. Banyaknya kalor yang dikeluarkan reservoir suhu rendah adalah... a. 43,1 kkal b. 330 kkal c. 600 kkal d. 666,7 kkal e. 956,9 kkal Answer : B 65. Mesin Carnot menerima kalor dari reservoir bersuhu tinggi 900 K dan melepaskannya pada reservoir bersuhu rendah 495 K. Efisiensi mesin Carnot tersebut adalah... a. 40% b. 45% c. 50% d. 55% e. 80% Answer : B 66. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K memiliki efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensinya naik menjadi 50%, suhu reservoir suhu tinggi harus dinaikkan menjadi... a. 900 K b. 960 K c. 1.000 K d. 1.180 K e. 1.600 K Answer : B 67. Suhu di dalam ruang mesin pendingin -3°C dan

suhu udara luar 27°C. Setiap detik, kalor yang dilepaskan mesin pendingin adalah 450 J. Besarnya daya listrik rata-rata yang dibutuhkan oleh mesin pendingin tersebut adalah... a. 25 watt b. 50 watt c. 90 watt d. 150 watt e. 900 watt Answer : B