Postingan ini membahas contoh soal kecepatan efektif gas dan energi kinetik gas yang disertai pembahasannya atau penyelesaiannya. Kecepatan efektif gas atau vrms root mean square adalah akar dari rata-rata kuadrat kecepatan. Rumus kecepatan efektif gas sebagai berikutvrms = atau, vrms = atau,vrms = Keteranganvrms = kecepatan efektif gas m/sP = tekanan gas N/m2Ď = massa jenis gas kg/m3R = tetapan umum gas 8,314 J/ = Massa molekul relatifk = tetapan Boltzmann 1,38 x 10-23 J/KT = suhu Mutlak Km0 = massa sebuah partikel gas kgEnergi kinetik rata-rata partikel gas bergantung pada besarnya suhu gas. Rumus energi kinetik rata-rata partikel gas sebagai = k TKeteranganEk = energi kinetik rata-rata partikel gas Jk = tetapan Boltzmann 1,38 x 10-23 J/KT = suhu mutlak KUntuk lebih jelasnya, dibawah ini diberikan beberapa contoh soal kecepatan efektif gas dan energi kinetik soal 1Jika massa jenis gas Nitrogen 1,25 kg/m3 dan tekanan 1,5 x 105 N/m2, hitunglah kecepatan efektif partikel gas pada suhu 227° / penyelesaian soalvrms = vrms = vrms = m/s = 600 m/sJadi kecepatan efektif gas tersebut sebesar 600 m/ soal 2Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas didalamnya v. Jika suhu gas tersebut dinaikkan 2T maka kecepatan partikel gas tersebut menjadiâŚPembahasan / penyelesaian soal = = = vrms-2 = vrms-1 = vJadi kecepatan gas menjadi kali soal 3Didalam sebuah ruang tertutup terdapat gas dengan suhu 27°C. Apabila gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali semula, maka gas itu harus dipanaskan sampai suhuâŚPembahasan / penyelesaian soalPada soal ini diketahuiT = 27°C = 27 + 273 K = 300 KEK2 = 5 EK1Cara menjawab soal ini sebagai berikutEK1EK2 = 3/2 K T13/2 K T2 = T1T2 EK15 EK1 = 300 KT2 T2 = 5 . 300 K = K = 1500 â 273°C = 1227°CContoh soal 4 UN 2010Sejumlah gas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan secara isokhorik sehingga suhunya naik 4 kali semula. Energi kinetik rata-rata molekul gas menjadiâŚA. 1/4 kali semula B. 1/2 kali semula C. sama dengan semula D. 2 kali semula E. 4 kali semulaPembahasan / penyelesaian soalBerdasarkan persamaan energi kinetik gas EK = 3/2 K T menunjukkan energi kinetik sebanding dengan suhu. Artinya jika suhu dinaikkan 4 kali semula maka energi kinetik juga naik 4 kali semula. Soal ini jawabannya soal 5 UN 2011Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan EK = 3/2 KT dengan T = suhu mutlak dan Ek menyatakan energi kinetik rata-rata molekul gas. Berdasarkan persamaan tersebutâŚA. semakin tinggi suhu, energi kinetik semakin kecil B. semakin kecil suhu, gerak partikel semakin lambat C. semakin tinggi suhu, gerak partikel semakin cepat D. suhu gas berbanding terbalik dengan energi kinetik E. Suhu gas tidak mempengaruhi gerak partikelPembahasan / penyelesaian soalBerdasarkan rumus diatas, energi kinetik sebanding dengan suhu sehingga jika suhu semakin tinggi maka energi kinetik semakin tinggi atau gerak partikel semakin cepat. Soal ini jawabannya soal 6Partikel-partikel gas oksigen didalam tabung tertutup pada suhu 20°C memiliki energi kinetik 2140 J. Untuk mendapatkan energi kinetik 6420 J kita harus menaikkan suhunya menjadiâŚA. 879 °C B. 606 °C C. 589°C D. 60 °C E. 40°CPembahasan / penyelesaian soalEK1EK2 = 3/2 K T13/2 K T2 = T1T2 2140 J6420 J = 20 + 273 KT2 T2 = 3 . 293 K = 879 K = 879 â 273°C = 606°CSoal ini jawabannya B.Gambar1.3 menunjukkan celah yang terdapat pada sambungan jembatan yang sengaja dibuat demi kepentingan pemuaian logam jembatan tersebut. Gambar 1.3 Persambungan ekspansi termal pada jembatan Karakteristik pemuaian pada suatu zat atau benda berbeda-beda, baik itu untuk zat padat, zat cair, dan gas. Termodinamika mempelajari pertukaran energi dalam bentuk kalor dan kerja serta sistem pembatas dan lingkungan. Dalam proses Isobarik, tekanan sistem dijaga agar selalu konstan. Karena yang konstan adalah tekanan, maka perubahan energi dalam, kalor dan usaha pada proses isobarik tidak ada yang bernilai nol. Perubahan energi dalam bergantung nilai perubahan suhu. Diketahui Ditanya Perubahan energi dalam Jawaban Dengan demikian, besar perubahan energi dalam adalah Jadi, jawaban yang tepat adalah B
Pilihan ganda Soal dan Pembahasan Usaha Proses Termodinamika 10 butir. 5 uraian Soal dan Pembahasan Usaha Proses Termodinamika. I. Pilihan ganda Pilihlah jawaban yang paling tepat! 1. Suatu sistem mengalami proses adiabatis. Pada sistem dilakukan usaha 100 J. Jika perubahan energi dalam sistem adalah ÎV dan kalor yang diserap ÎQ, maka âŚ. a. ÎV = 100 J b. ÎV = 10 J c. ÎV = 0 d. Q = 100 J e. ÎV + Q = -100 J 2. Derajat kebebasan gas ideal monoatomik adalah âŚ. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 3. Sistem mengalami proses isokhorik, maka âŚ. a. suhu tetap b. tekanan sistem tetap c. energi dalam tetap d. energi dalam sistem sama dengan nol e. usaha yang dilakukan oleh atau pada sistem sama dengan nol 4. Suatu gas ideal mengalami proses seperti gambar diatas. Besar usaha yang dilakukan oleh gas pada proses A ke B adalah âŚ. a. 1,4 x 10-5 J b. 2,4 x 10-5 J c. 3,4 x 10-5 J d. 4,4 x 10-5 J e. 4,9 x 10-5 J 5. Berikut ini pernyataan yang berkaitan dengan proses termodinamika. 1 pada isokhoris, gas tidak melakukan usaha 2 pada isobarik, gas melakukan usaha 3 pada isotermal, energi dlaam gas berubah 4 pada adiabatik, gas selalu melakukan usaha Pernyataan yang tepat adalah nomor âŚ. a. 1 dan 2 b. 1, 2 dan 3 c. 1 dan 4 d. 2, 3 dan 4 e. 3 dan 4 6. Dalam suatu tabung terdapat 1 kg gas nitrogen dan suhu mula-mula 12oC dinaikan menjadi 92oC melalui proses isibarik. Besar perubahan energi dalam yang terjadi adalah âŚ. a. 2,9 x 104 J b. 3,9 x 104 J c. 4,9 x 104 J d. 5,9 x 104 J e. 6,9 x 104 J 7. Jika 5 mol gas ideal yang suhunya 27oC memuai secara isothermal dari 0,5 m3 menjadi 1m3, maka besar usaha yang dilakukan gas adalah âŚ. a. J b. J c. J d. J e. J 8. Hukum I Termodinamika dinyatakan dengan persamaan âŚ. a. Q = ÎU + W b. ÎU = Q + W c. W = Q + ÎU d. Q = ÎV/W e. W = Q/ ÎV 9. Dalam suatu keadaan 2 mol gas ideal monoatomik suhunya dinaikan dari 27oC menjadi 127oC pada tekanan tetap. Besar energi dalam yang dilakukan gas adalah âŚ. a. J b. J c. J d. J e. J 10. Jika suatu proses berawal dari Po, Vo dan volumenya digandakan, maka proses berikut ini yang akan menghasilkan usaha terbedar adalah âŚ. a. adiabatik b. isobarik c. isokhorik d. isotermal e. seismografis II. Uraian Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas! 1. Sejumlah 0,0963 mol gas ideal mengalami proses seperti pada gambar disamping. Proses B berlangsung isotermal. Tentukan a. suhu pada keadaan 1 dan 2, b. jika kapasitas kalor molar gas Cv = 15 J/molK, tentukan kalor yang diserap selama proses A! 2. Suatu gas berproses secara isobarik dimana volume mula-mula 3 L dan tekanan tetap sebesar hingga volume akhir menjadi 4 L. Tentukan usaha yang dilakukan gas! 3. 1,5m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC jika tekanan gas helium N/m2, tentukan usaha luar gas helium tersebut! 4. 2 mol gas ideal monoatomik dinaikan suhunya dari 300K menjadi 400K pada tekanan konstan. Hitung perubahan energi dalam gas tersebut! 5. Jelaskan yang dimaksud dengan proses isokhorik! untuk pembahasannya anda bisa lihat disini
Dalambeberapa kondisi, KG dapat membantu mengidentifikasi senyawa. Dalam kromatografi preparatif, KG dapat digunakan untuk menyiapkan senyawa murni dari suatu campuran. Dalam kromatografi gas, fasa gerak berupa gas pembawa, biasanya gas inert seperti helium atau gas yang tidak reaktif seperti nitrogen. ďťżterjawab ⢠terverifikasi oleh ahli Dalam suatu tabung terdapat 1 kg gas nitrogen dan suhu mula-mula 12oC dinaikan menjadi 92oC melalui proses isibarik. Besar perubahan energi dalam yang terjadi adalah âŚ. M = 1 kg = 1000 grT1 = 12°C + 273 = 285KT2 = 92°C + 273 = 365KDeltaT = 365 - 285 = 80KR = 8,31 J/ = 28n = gram/Mr n = 1000/28 IsobarikGas nitrogen suhu rendahDeltaU = 3/ deltaTDeltaU = 3/2 . 1000/28 . 8,31 . 80DeltaU = 35614,29 Joule Ar nitrogen 14, tapi untuk Mr gas nitrogen N2 itu 28 3/2 nRT itu bukannya rumus proses isokhorik? Yg ditanya kan proses isobarik itu mr nya nitrogen kok 28, bukannya 14? .