TEORI KINETIK GAS

FISIKA

Untuk SMA/MA Kelas XI Semester II

LEMBAR KERJA SISWA

Kompetensi Inti :

KI.1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

KI.2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong

royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan

sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara

efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai

cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.

KI.3 Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural,

dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi,

seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan,

dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan

prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk

memecahkan masalah.

KI.4 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan

pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara

efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan

Kompetensi Dasar:

3.7 Menjelaskan teori kinetik gas dan karakteristik gas pada ruang tertutup.

Indikator:

3.7.1 Membedakan ciri-ciri gas ideal dan gas real.

3.7.2 Mendeskripsikan hukum Boyle-Gay Lusac.

3.7.3 Mendeskripsikan hubungan besaran-besaran dalam persamaan gas.

3.7.4 Menggunakan persamaan umum pas PV=n.RT dan P.V=N k T

3.7.5 Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas.

3.7.6 Menjelaskan teori ekipartisi energi.

Petunjuk belajar :

1. Baca buku-buku fisika kelas XI SMA/MA dan buku lain yang relevan dengan materi

Teori Kinetik Gas untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda.

2. Diskusikan dengan teman sebangku atau sekelompok anda untuk menyelesaikan soal-

soal yang ada didalam LKS.

3. Tanyalah kepada guru jika ada soal atau materi yang belum dimengerti.

Tujuan yang akan dicapai:

Setelah memahmi petunjuk belajar dan mengumpulkan informasi dari berbagai sumber maka

siswa diharapkan mampu:

1. Membedakan ciri-ciri gas ideal dan gas real.

2. Mendeskripsikan hukum Boyle-Gay Lusac.

3. Mendeskripsikan hubungan besaran-besaran dalam persamaan gas.

4. Menggunakan persamaan umum gas PV = n.R.T dan P.V = N k T

5. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi energi kinetik gas.

6. Menjelaskan teori ekipartisi energi.

Informasi Pendukung

Joseph-Louis Gay-Lussac (6 Desember 1778 – 10 Mei 1850) ialah kimiawan dan fisikawan

Perancis. Ia terkenal untuk 2 hukum yang berkenaan pada gas. Gay-Lussac dilahirkan di St Leonard

dari Noblac, di bagian Haute-Vienne. Pada 1802 ia ditunjuk sebagai demonstrator pada A. F.

Fourcroy di École Polytechnique, di mana kemudian (1809) ia menjadi guru besar kimia. Dari 1808

sampai 1832 ia merupakan guru besar fisika di Sorbonne.

Pada tahun 1802 , Gay-Lussac pertama kali merumuskan Hukum Gay-Lussac, yang

menyatakan bahwa jika massa dan volume dari sebuah gas dipertahankan konstan, maka

tekanan gas akan meningkat beriringan dengan meningkatnya suhu. Hukum ini sering ditulis

P = k T, dimana k adalah sebuah konstanta yang bergantung pada massa dan volume dari gas

tersebut dan T adalah suhu gas tersebut.

Pada tahun1804 Gay-Lussac dan Jean-Baptiste Biot menerbangkan balon udara ke

ketinggian 7.016 meter (23.018 ft) untuk mengadakan investigasi pada atmosfer bumi. Ia

ingin mengumpulkan sampel udara di ketinggian yang berbeda-beda untuk mengetahui

perbedaan suhu dan kelembapannya. Dan pada tahun 1805 ersama dengan temannya,

Alexander von Humboldt, ia menemukan bahwa komposisi atmosfer tidak berubah seiring

perubahan tekanan (perubahan tinggi). Mereka juga menemukan bahwa air terdiri dari dua

atom hidrogen dan satu atom oksigen

1. Pengertian Gas Ideal

Anggapan dasar teori kinetik gas adalah pada gas ideal. Pada suhu kamar dan

tekanan rendah, gas sejati mempunyai sifat mendekati gas ideal. Teori kinetik

gas ideal didasarkan pada anggapan berikut.

a. Gas terdiri dari partikel-partikel yang disebut molekul.

b. Partikel-partikel gas berbentuk bola padat yang selalu bergerak cepat dan

acak.

c. Tidak ada gaya tarik antar partikel gas kecuali gerak partikel-partikel

tersebut akibat tumbukan.

d. Tumbukan partikel-partikl gas bersifat lenting sempurna.

e. Selang waktu tumbukan antar partikel gas berlangsung sngat singkat.

f. Volume partikel-partikel gas sangat kecil dibandingkan dengan ruang yang

ditempatinya sehingga dapat diabaikan.

g. Untuk semua partikel gas berlaku hukum-hukum Newton tentang gerak.

2. Persamaan keadaan Gas Ideal

a. Hukum Boyle

“ jika suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga konstan, maka

tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya.”

PV = konstan P1V1 = P2V2

b. Hukum Charles & Gay-lussac

“juka tekana gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga konstan, maka

tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.” ��

�� konstan atau

��

�� =

��

��

“ Jika volume gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga konstan, maka

tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.”

�

�= ������� ����

����

= ����

c. Hukum Boyle-Gay Lussac

Dengan menggabungkan hukum-hukum diatas diperoleh hubungan

sebagai berikut.

��

�= ������� ����

������

= ����

��

Contoh soal:

Sebuah gas ideal sebanyak 4 liter memiliki tekanan 1,5 atmosfer dan suhu

27oC. Tentukan tekanan gas tersebut jika suhunya 47oC dan volumenya 3,2

liter!

Penyelesaian:

A. Gas Ideal

������

= ����

��

�� = ������

����=

1,5 .4 .320

300 .3,2= 2 ���

Hubungan mol (n), massa (m), dan jumlah partikel (N) adalah sebagai berikut.

� = � � � ���� � = �

� �

� = � �� ���� � = �

��

�� = 6,02 × 10��

�������

���� → �������� ��������

Hukum Boyle-Gay Lussac berlaku gas ideal dalam bejana tertutup sehingga massa atau jumlah mol

gas adalah tetap sehingga berlaku:

�� = ��� = �

� � �� =

�

�� ��

�

��� → �� = ���

R = 8,31 J/mol K → ketetapan gas umum K = 1,38 × 10-23 J/K → ketetapan Boltzmann

Persamaan untuk massa jenis (ρ) gas dirumuskan sebagai berikut.

� = �

�=

�� ���

Contoh Soal:

Sebuah tabung berisi 2 liter gas, pada tekanan 2× 10-7 mmHg dan satuan 27o C. Jika percepatan

gravitasi 9,8 m/s2, hitunglah:

a. Jumlah molekul gas dalam tabung

b. Massa gas jika Mr gas 32

Penyelesaian:

a. PV = nRT

� = ��

��=

2,66 × 10� �

8,314 × 300=

5,32 × 10� �

2.494.200= 2,133 × 10� ��

b. Mr = 32

� = �.� � = 2.133 × 10� �� × 32 = 6,825 × 10�� ��

Suatu gas yang berada di dalam suatu ruangan akan melakukan tekanan terhadap

dinding-dinding ruangan tersebut. Besarnya tekanan yang dilakukan partikel-partikel gas

terhadap dinding ruangan tempat gas tersebut dirumuskan sebagai berikut.

� = 1

3 �� �̅�

�=

1

3 � � � � =

2

3

�����

dengan:

N = jumlah partikel gas ρ = massa jenis gas (kg/m3)

m= massa tiap partikel gas (kg) ��� = energi kinetik rata-rata partikel (J)

V = Volume gas (m3) P = tekana gas (N/m2)

� ̅= kecepatan rata-rata partikel (m/s)

Contoh Soal:

1. Dalam suatu ruangan terdapat 800 mg gas dengan tekanan 1 atm. Kelajuan rata-rata

partikel tersebut adalah 750 m/s. Jika 1 atm = 105 N/m3 tentukan volume ruangan

tersebut!

Penyelesaian:

� = 1

3

��� �

�

� = 1

3

��� �

�=

1

3

(1)(8 × 10� �)(7,5 × 10�)�

10�=

450

3 × 10�= 1,5 × 10� � � �

Jadi, volume ruangan tersebut adalah 1,5 × 10� � � � .

2. Satu mol gas menempati 1 m3 dan suhu gas pada saat tersebut adalah 127 oC. Tentukanlah

tekanan gas tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui:

n= 1 mol R = 8,314 J/mol K

V = 1 m3 T = 127oC = (127+273) = 400 K

Dengan menggunakan persamaan pV = nRT, diperoleh p(1 m3) = 1 mol (8,314 J/kmol K)

(400K) → p = 3,326 × 103 N/m2. Jadi, tekanan gas tersebut adalah p = 3,326 × 103 N/m2.

1. Hubungan Suhu dengan Energi Kinetik Rata-Rata Gas

Persatuan umum gas ideal dapat pula dituliskan dalam bentuk berikut.

PV=NkT (i) dengan k= ketetapan Boltzman (=1,38.10-23 J/K) sebagaimana telah

diketahui bahwa besarnya tekanan oleh gas dirumuskan :

B. Tekanan Gas

C. Suhu dan Energi

Kinetik Partikel

� =�

�

� ���

� sehingga dengan memasukkan persamaan ini ke persamaan (i) diperoleh

hubungan antara suhu dan energi kinetik gas.

��� =3

2�� ���� � =

2���3�

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa suhu suatu gas berkaitan erat dengan energi

kinetik gas tersebut. Makin tinggi suhu gas, makin besar energi kinetiknya. Energi

kinetik disini merupakan energi kinetik gas rata-rata yang diperoleh dari kecepatan rata-

ratanya.

2. Kecepatan Efektif gas

Selanjutnya, hubungan antara kecepatan efektif molekul gas atau Vrms (rms=root-

mean-square dengan suhu mutlaknya, dinyatakan dengan persamaan:

��� = ����

� dengan m= massa satu molekul gas

Sedangkan hubungan antara kecepatan efektif molekul gas dengan tekanan gas

dinyatakan dengan persamaan :

��� = �3�

�

Contoh soal :

Suhu awal dari suatu gas dalam ruangan tertutup adalah T. Tiap partikel bergerak secara

acak dengan kelajuan 100 m/s. Hitung kelajuan partikel-partikel itu pada saat suhunya 4T.

Penyelesaiaan:

� = �3��

� ������� � = √�

Dengan menggunakan perbandingan diperoleh:

��:�� = � ��: � ��

100:�� = � ��: √4�

100:�� = 1:2

�� = 200 � /�

Kerjakan tugas dibawah ini dengan benar! Tumbukan antarmolekul

A. Tujuan Anda dapat menjelaskan tumbukan antar molekul gas.

B. Alat dan Bahan a. Papan datar yang ada pembatasnya. b. Beberapa kelereng.

C. Langkah Kerja 1. Sediakan beberapa buah kelereng dan papan yang ada pinggirannya.

2. Letakkan 2 buah butir kelereng pada papan kemudian goyangkan. Amati bagaimana

kelakuan kelereng pada saat membentur tepi papan atau sesama kelereng! 3. Ulangi langkah nomor 2 dengan menggunakan kelereng yang lebih banyak!

D. Pertanyaan 1. Berdasarkan hasil pengamatan Anda, manakah yang lebih banyak, kelereng menumbuk

tepi pangan atau tumbukan antar klereng, 2. Jika papan tersebut digoyangkan lebih cepat lagi apa yang terjadi. 3. Apa kesimpulan anda?

Prinsip ekipartisi energi Maxwell meneyatak bahwa, “energi kinetik rata-rata KT

berhubungan dengan tiap derajat dengan kebebasan yang dimilikioleh sbuah molekul,”

Tiap Derajat kebebasan mengemukakan suatu cara dari sebuah molekul dalam

memanfaatkan energi.

Gas-gas monoatomik memiliki tiga derajat kebebasan. Energi kinetik rata-ratanya

berasal dari energi kinetik translasi murni.

�� = 3 �1

2������� �� =

3

2��

Untuk gas-gas diatomik pada suhu tinggi mempunyai derajat kebebasan dan

energi kinetik rata-ratanya berasal dari energi kinetik vibrasi, translasi, dan rotasi.

Tugas Kelompok

D. Derajat

Kebebasan Gas

�� =7

2��

Gas diatomik pada suhu sedang mempunyai lima derajat kebebasan dengan energi

kinetik rata-rata yang berasal dari energi kinetik translasi dan rotasi.

�� =5

2��

Selanjutnya, pada suhu rendah hanya bergerak translai saja yang bekerja sehingga

pada keadaan ini gas diatomik memiliki tiga derajat kebebaan.

�� =3

2��

Energi dalam suatu gas adalah energi total partikel-partikel tersebut. Apabila energi

total rata-rata partikel didalam suatu sistem adalah Ek dan didalam sistem tersebut

terdapat N buah partikel maka energi dalam sistem adalah:

U= NEk ; dengan U = energi dalam sistem (Joule)

Untuk gas monoatomik, seperti He,Ne dan Ar besarnya energi dalam memenuhi

persamaan berikut.

� =3

2��� =

3

2���

Sedangkan untuk gas-gas diatomik,seperti H2, O2, dan N2 pada tekanan rendah

menunjukkan hasil sebagai berikut.

1. Apabila suhu rendah maka energi dalamnya:

� =3

2��� =

3

2���

2. Apabila suhu sedang maka energi dalamnya :

� =5

2 ��� =

5

2 ���

3. Apabila suhu tinggi maka energi dalamnya:

� =7

2 ��� =

7

2 ���

Contoh soal:

Suatu gas ideal mempunyai energi dalam 1,01 × 10�� joule. Berapa mol gas ideal

tersebut, jika besar energi kinetiknya 5 J?

Penyelesaian:

� = 1,01 × 10�� ��� �� = 5 ��= 5 × 10��

� =�

��

1,01 × 10��

5 × 10�= 2,02 × 10�� �������

� =�

� �=

�,��× ����

�,��× ����= 3,35 � ol

Tugas individu

Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan benar!

1. Sebutkan contoh gas yang ada di atmosfer! Apakah gas tersebut termasuk gas ideal?

Jawab:.......................................................................................................................

2. Apa yang dimaksud dengan molaritas gas?

Jawab:.......................................................................................................................

3. Mengapa balon udara dapat terbang? Bagaimana cara mengendalikan balon udara agar dapat

bergerak naik, turun, dan berbelok?

Jawab:........................................................................................................................

4. Apa pengertian dari energi dalam gas?

Jawab:.............................................................................................................................

5. Pernahkan anda minum minuman bersoda? Ketika Anda membuka tutup botolnya, akan

terbentuk kabut tipis di sekitar tutup botol tersebut. Mengapa hal ini terjadi?

Kerjakan tugas dibawah ini dengan benar!

Aplikasi persamaan umum gas ideal, antara lain, pada saat terjadi proses pernapasan,

naiknya gelembung-gelembung udara pada zat cair, dan kantong udara pengaman pada monil.

Sekarang buatlah artikel menenai aplikasi teori ini. Anda dapat mengambil salah satu contoh

di atas untuk mencari aplikasi yang lain. Buku, majalah, atau artikel di internetndapat Anda

jadikan rujukan. Kumpulkan artikel Anda dimeja guru!

No Nilai yang ingin dicapai Ketercapaian

sudah dilakukan belum dilakukan

1.

Mencari informasi dari internet untuk memahami konsep teori kinetik gas?. (rasa ingin tahu)

2.

Melaporkan hasil eksperimen secara benar sesuai dengan aturan ilmiah (jujur)

3.

Menyelesaikan laporan eksperimen pada waktunya. (kerja keras)

Pekerjaan Rumah

Internalisasi Pendidikan Karakter

Uji kompetensi

I. Berilah tanda silang (X) pada huruf a,b,c,d atau di depan jawaban yang paling benar!

1. Suhu awal dari suatu gas dalam

ruang tertutup adalah T. Tiap

partikel bergerak secara acak

dengan kelajuan 100 m/s.

Kelajuan partikel-partikel itu saat

suhunya 4T adalah .............

a. 100 m/s

b. 200 m/s

c. 300 m/s

d. 400 m/s

e. 500 m/s

2. Sebuah tabung gas dengan volume

tertetu berisi gak ideal

dengantekanan P, akar nilai rata-

rata kudrat laju molekulgasdisebut

Vms. Jika kedalam tabung itu

dipompakan gas sejenis, sehingga

tekanannya menjadi 2P sedangkan

suhunya tetap maka Vms.-nya

menjadi..............

a. ����

�

b. ����

c. √2����

d. 2����

e. 4����

3. Sebuah tangki bervolume 2,4 m3

disisi dengan 2 kg gas. Tekanan

dalam tangki 1,3 atm. Kecepatan

efektif molekul-molekul gas ini

adalah....

a. 325,61 m/s

b. 403,55 m/s

c. 590,78 m/s

d. 687,52 m/s

e. 770,32 m/s

4. Sebuah ban sepeda memiliki

volume = 100 cm3. Tekanan awal

diban sepeda = 0,5 atmosfer. Ban

tersebut dipompa dengan suatu

pompa yang volumenya = 50cm3.

Tekanan udara luar = 78 cmHg

dan temperatur tidak berubah.

Tekanan ban sepeda setelah

dipompa sebanyak 4 kali adalah....

a. 1,0 atm

b. 2,5 atm

c. 4,0 atm

d. 4,5 atm

e. 5,0 atm

5. Sejumlah gas ideal bertekanan ρ

dipanaskan dari suhu 27oC

menjadi 54oC. Jika volumenya

naik menjadi dua kali volume

semula tekanannya akan

menjadi....

a. 0,25 ρ

b. 0,55 ρ

c. 0,75 ρ

d. Ρ

e. 2ρ

6. Menurut teori kinetik gas, tekanan

gas dalam ruang tertutup:

1. Berbanding lurus dengan

energi kinetik rata-rata

partikel.

2. Berbanding terbalik dengan

volume gas dalam ruang.

3. Berbanding lurus dengan

jumlah partikel gas

4. Berbanding terbalik dengan

kuadrat kecepatan partikel gas.

Pernyatan-pernyataan yang benar

adalah...

a. 1 dan 2

b. 1 dan 3

c. 1,2 dan 3

d. 2, 3 dan 4

e. 1,3 dan 4

7. Neon (Ne) adalah suatu gas

monoatomik. Energi dalam 2 gram

gas neon pada suhu 50oC juka

massa molekul relatifnya Mr= 10

g/mol adalah....

a. 805,24 J

b. 655,98 J

c. 578,84 J

d. 432,19 J

e. 117,42 J

8. Pada hukum Boyle P.V = k, k

mempunyai dimensi .....

a. Daya

b. Usaha

c. Momentum linier

d. Suhu

e. Konstanta pegas

9. Suatu gas ideal pada 300 K

dipanaskan dengan volume tetap,

sehingga energi kinetik rata-rata

dari molekul gas menjadi dua kali

lipat. Peenyataan berikut ini yang

tepat adalah ......

a. Kecepatan rms rata-rata dari

molekul menjadi dua kali

b. Suhu berubah menjadi 600 K

c. Momentum rata-rata dari

molekul menjadi dua kali

d. Suhu berubah menjadi 3002 K

e. Kecepatan rata-rata molekul

menjadi dua kali

10. Massa sebuah molekul nitrogen

adalah empat belas kali massa

sebuah molekul hidrogen. Dengan

demikian, molekul-molekul

nitrogen pada suhu 294 K

mempunyai laju rata-rata yang

sama dengan molekul-molekul

hidrogen pada suhu...

a. 10,5 K

b. 42 K

c. 21 K

d. 4116 K

e. 2058 K

11. Suatu gas ideal pada suhu 27oC

dan tekanan 5 atm memiliki

volume 5 L. Jika tekanan menjadi

4 atm, maka volume gas

menjadi....

a. 6,2 L

b. 6,5 L

c. 7,3 L

d. 8,6 L

e. 9,2 L

12. Sebuah tabung berisi gas

monoatomik. Kedalam tabung

tersebut dipompakan gas yang

sama sehingga tekanannya

menjadi 3 kali semula. Besarnya

perubahan energi dalam gas

tersebut jika suhnya tetap

adalah.....

a. Nol

b. 1,5 kali semula

c. 3 kali semula

d. 6 kali semula

e. 9 kali semula

13. Dua puluh lima liter gas ideal

bersuhu 227oC bertekanan 165,6

N/m2. Banyak partikel gas

tersebut...

a. 4,8.1018

b. 8,4.1019

c. 4,8.1019

d. 2,4.1020

e. 4,8.1020

14. Suatu gas idela mempunyai energi

dalam 3,03.1028 J. Jika energi

kinetiknya 5 kJ, jumlah gas

ideal....

a. 10,06 mol

b. 12,43 mol

c. 13,35 mol

d. 13,65 mol

e. 16,75 mol

15. Massa sebuah molekul nitrogen

sama dengan empat kali massa

sebuah molekul hidrogen. Apabila

gas nitrogen dan hidrogen

mempunyai laju rata-rata sama,

perbandingan antara suhu gas

nitrogen dengan gas hidrogen

(dalam Kelvin) adalah.....

a. �

�

b. �

�

c. 1

d. 2

e. 4

16. Suatu gas ideal memiliki suhu T

pada ruang tertutup. Partikel gas

bergerak dengan kelajuan 180 m/s.

Jika suhu dijadikan 1/9 T, kelajuan

partikel....

a. 60 m/s

b. 90 m/s

c. 480 m/s

d. 540 m/s

e. 720 m/s

17. Dalam ruangan yang bervolume 3

liter terdapat 400 miligram gas

dengan tekanan 1 atm. Jika 1 atm=

105 N/m, maka kelajuan rata-rata

partikel gas tersebut adalah...

a. 1,5.102 m/s

b. 1,5.103 m/s

c. 2,25.103 m/s

d. 3.103 m/s

e. 9.103 m/s

18. Dua tabung diisi dengan gas

berbeda tetapi keduanya berada

pada suhu yang sama. Diketahui

MA dan MB adalah berat molekul

kedua gas tersebut dengan

demikian, besar momentum rata-

rata kedua gas yaitu PA dan PB

akan berkaitan satu sama lain

menurut rumus....

a. �� ��

b. �� = ���

�� ��

c. ���

����

��

d. �� = ��

����

e. ����

����

��

19. Bila dalam ruang tertutup gas

dipanaskan sampai suhu T K,

maka...

a. Energi potensial molekul

makin kecil

b. Energi molekul-molekul

tersebut adalah �

����

c. Energi kinetik molekul-

molekul tersebut adalah �

� ���

d. Volume gas selalu akan

bertambah, karena gas akan

memuai.

e. Tekanan gas besarnya tetap

20. Suatu gas ideal pada suhu 300 K

dipanaskan pada volume tetap

sehingga energi kinetik rata-rata

dari molekul gas menjadi dua kali

lipat. Pernyataan berikut yang

benar adalah....

a. Kecepatan “rms” rata-rata dari

molekul menjadi dua kali

b. Suhu berubah menjadi 600 K

c. Momentum rata-rata dari

molekul menjadi 2 kali

d. Suhu berubah menjadi 300√2

K

e. Kecepatan rata-rata molekul

menjadi dua kali.

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan benar!

1. Gas hidrogen (M = 2 kg/kmol) dan gas oksigen (M = 32 kg/kmol) berada dalam suhu

yang sama. Tentukan perbandingan berikut!

a. Energi kinetik hidrogen : energi kinetik oksigen

b. Kecepatan efektif hidrogen : kecepatan oksigen efektif.

Jawab: .....................................................................................................

2. Gas helium sebanyak 3.105 partikel bersuhu 27oC. Tentukan energi dalam has

tersebut!

Jawab: .......................................................................................................

3. Pada suhu 27o C amonia bermassa 20 gram diubah menjadi energi kinetik. Carilah

besar energi kinetik tersebut bila massa molekul dari gas amonia adalah 17,03 gram/mol

!

Jawab: ........................................................................................................

4. Hitunglah massa dan jumlah mol dari gas helium yang bertekanan 10�� N/m2 dan

bertemperatur 30oC didalam sebuah balon bervolume 100 m3 ! massa molekul gas helium

adalah 4,003 gram/mol.

Jawab: ........................................................................................................

5. Suatu gas memiliki suhu 27oC dan massa 5 gram. Berapa kecepatan efektif gas

tesebut?

Jawab: ........................................................................................................

6. Berapa energi kinetik dari translasi molekul-molekul dalam 10 gram amonia pada

suhu 20oC? Diketahui massa molekul amonia adalah 17,03 gram/mol.

Jawab: .........................................................................................................

7. Sebuah silinder mengandung 20 liter gas pada tekanan 2,5 × 106 Pa. Keran yang ada

pada silinder dibuka sampai tekanannya turun menjadi 2,0 × 106 Pa, kemudian keran

ditutup. Jika suhu dijaga tetap, berapakah volume gas yang dibebaskan pada atmosfer

bertekanan 1×105 Pa.

Jawab: ..........................................................................................................

8. Molekul nitrogen memounyai kecepatan efektif gas 500 m/s pada suhu 300 K.

Hitunglah kecepatannya pada suhu 450 K!

Jawab: .........................................................................................................

9. Gas dalam sebuah tabung yang mempunyai suhu 27oC dipanaskan pada volume tetap

sehingga kecepatan rata-rata partikel gas menjadi dua kali semula. Hitunglah kenaikan

suhu gas tersebut!

Jawab: .....................................................................................................

10. Massa sebuah molekul nitrogen adalah empat belas kali massa sebuah molekul

hidrogen. Pada suhu berapakah molekul-molekul nitrogen pada suhu 294 K memiliki laju

rata-rata yang sama dengan molekul-molekul hidrogen!

Jawab: .....................................................................................................

Perbaikan Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan benar!

1. Udara kering 100 cm3 pada tekanan 1 atm dan suhu 27oC dimampatkan pada tekanan

5 atm, kemudian dipanasan dengan suhu 77oC. Berapakah volume udara kering

sekarang?

Jawab: ..........................................................................................................

2. Gas O2 memiliki massa molekul relatif 32 g/mol. Jika massa gas 400 gram, berapa

mol jumlah gas?

Jawab: ...............................................................................................................

3. Tentukan volume 4,0 gram gas oksigen (M=32 kg/kmol) pada keadaan normal 1 atm,

25oC.

Jawab: ..........................................................................................................

4. Sebuah tabung bervolume 40 cm3 berisi setetes nitrogen cair bermassa 2 mg pada

suhu yang rendah. Tabung kemudian ditutup rapat. Jika tabunng dipanaskan sampai

27oC, berapakah tekanan nitrogen dalam tabung? Nyatakan dalam atmosfer. (M

nitrogen = 28 kg/kmol)

Jawab: .............................................................................................................

5. Gas disebuah ruangan bermassa 400 mg memiliki volume 3m3 dan kecepatan 30 m/s.

Jika jumlah partikel gas adalah 6×103, berapa tekanan dalam ruangan?

Jumlah: ..........................................................................................................

6. Suatu gas ideal (Mr=40) berada dalam tabung tertutup dengan volume 8 liter. Jika

suhu gas 57oC dan tekanan 25×105 N/m2, berapakah massa gas tersebut?

Jawab: ...........................................................................................

7. Pada suhu 27oC besarnya energi kinetik rata-rata partikel gas adalah E . Jika energi

kinetik rata-rata naik menjadi 3 kali semula, berapakah suhu gas tersebut sekarang?

Jawab: .............................................................................................

8. Berapakah perbandingan kelajuan rata-rata molekul gas hidrogen dan gas oksigen

dan gas oksigen pada suhu 27oC?

Jawab: ................................................................................

Tugas Mandiri

Kerjakan tugas di bawah ini dengan benar!

1. Pada pagi hari sebuah ban sepeda di pompa hingga tekanan udara dalam ban mencapai

maksimum. Apa yang terjadi pada ban tersebut saat berada disiang hari yang sangat terik?

2. Teori kinetik gas menjelaskan sifat-sifat gas (misalnya tekanan) dengan menggunakan

hukum-hukum Newton terhadap gerak molekul (atau partikel) gas dan beberapa anggapan

terhadap gas (gas ideal). Coba sebutkan, apa saja penerapan teori kinetik gas dalam kehidupan

sehari-hari!

3. Setelah kalian mempelajari persamaan umum gas ideal, dapatkah kalian merangkai material

untuk membuat pendingin ruangan? Lakukan percobaan hingga berhasil. Berkonsultasilah

dengan gurumu!

Daftar Pustaka

Kanginan, Marthen,dkk. 2004. Fisika 2A untuk SMA kelas XI. Jakarta: Erlangga

Sunardi,dkk. 2016. Fisika Buku Siswa SMA/MA kelas XI. Bandung: Yrama Widya