Soal 1
Sebuah
tabung bervolume 590 liter berisi gas oksigen pada suhu 20°C dan tekanan 5 atm.
Tentukan massa oksigen dalam tangki ! (Mr oksigen = 32 kg/kmol)
Jawab:
V = 5,9 x 10-1 m3
P = 5 x 1,01 . 105 Pa
T = 20°C = 293 K
dengan menggunakan
PV = nRT
dan n = M / Mr sehingga :
PV = mRT
/ Mr
m
= PVMr / RT
= 5 x 1,01 x 105 x 0,59 x 32 / (8,314 x 293)
= 3,913 kg
Soal 2
Tangki berisi gas ideal 3
liter dengan tekanan 1,5 atm pada suhu 400 K. Tekanan gas dalam tangki
dinaikkan pada suhu tetap hingga mencapai 4,5 atm. Tentukan volume gas pada
tekanan tersebut !
Jawab:
V1 = 3 liter
P1 =
1,5 atm
T1 =
400 K
P2 =
4,5 atm
T2 =
400 K
Dengan menggunakan persamaan hokum Boyle
P1V1 =
P2V2
V2
= P1V1 / P2
= 1,5 atm x 3 L / 4,5 atm
= 1 liter
Soal 3
Udara dalam ban mobil pada suhu 15°C mempunyai tekanan 305 kPa. Setelah berjalan pada kecepatan tinggi,
ban menjadi panas dan tekanannya menjadi 360 kPa. Berapakah temperatur udara
dalam ban jika tekanan udara luar 101 kPa ?
Jawab:
T1 =
288
P1 =
305 + 101 = 406 kPa
P2 =
360 +101 = 461 kPa
Dengan menggunakan konsep hukum Gay-Lussac
P1 /
T1 = P2 / T2
406 /
288 = 461 / T2
T2
= 327 K
= 54°C
Soal 4
Soal 4
16 gram gas Oksigen (M = 32 gr/mol) berada pada tekanan 1 atm dan suhu
27oC. Tentukan volume gas? (diberikan
nilai R = 8,314 J/mol.K)
Jawab:
Jawab:
R =
8,314 J/mol.K
R =
8,314 J/mol.K
T =
27oC = 300 K
n = 16
gr : 32 gr/mol = 0,5 mol
P = 1 atm = 1,01 x 105 N/m2
Dengan menggunakan persamaan gas ideal
PV = nRT
(1,01 105Pa)(V) = (0,5 mol)(8,314 Jmol-1K‑1)(300
K)
(1,01 105Pa)(V) = 1249 J
V = 1249 J/(1,01 x 105 Pa) = 0,0125 m3
Soal 5
Tabung A dan B dihubungkan dengan suatu pipa
sempit. Suhu gas di A adalah 27oC dan jumlah partikel gas di A dua kali jumlah partikel di B. Jika volume B sepertiga volume A, tentukan suhu gas di B!
Jawab:
TA =
27oC = 300 K
NA :
NB = 2 : 1
VA : VB = 3 : 1
Persamaan gas ideal
PV = NkT
NATA/VA = NBTB/VB
(2)(300)/3 = (1)TB/1
TB = 200 K
Soal 6
Dalam ruang tertutup suhu
suatu gas 27°C, tekanan 1 atm dan volume 0,3 liter. Jika suhu gas dinaikkan menjadi 227°C dan tekanan menjadi 2
atm, maka volume gas menjadi....
Jawab:
T1 =
27°C = 300 K
P1 =
1 atm
V1 = 0,3 liter
T2 = 227°C = 500 K
P2 =
2 atm
dengan menggunakan hukum Boyle-Gay-Lussac
P1V1/T1 = P2V2/T2
(1 atm)(0,3 L)/(300) = (2 atm)V2/(500 K)
V2 = 0,25 L
Soal 7
Gas dengan volume V berada di dalam ruang tertutup bertekanan P dan
bersuhu T. Bila gas mengembang secara isobarik sehingga volumenya menjadi 1/4 kali volume mula-mula, maka perbandingan suhu
gas mula-mula dan akhir adalah …
Jawab:
Jawab:
P1 =
P → 1
T1 =
T → 1
Isobaris
artinya tekanannya sama P1 = P2 → 1
Volumenya menjadi 1/4 kali
volume mula-mula artinya:
V2 =
1 dan V1 = 4
dengan menggunakan hukum Boyle-Gay-Lussac
P1V1/T1 = P2V2/T2
(1)(1)/(T1) = (1)(4)/(T2)
T1 : T2 = 4 : 1
Soal 8
Gas bermassa 7,2 kg
bersuhu 27oC berada dalam tabung yang berlubang. Jika tabung dipanasi hingga
suhu 227oC, dan pemuaian tabung
diabaikan tentukan:
a)
massa gas yang tersisa di tabung
b)
massa gas yang keluar dari tabung
c)
perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa awal gas
Jawab:
Massa
gas awal m1 = 7,2 kg
Massa
gas tersisa m2
Massa gas yang keluar dari tabung Δm = m1 – m2
a)
massa gas yang tersisa di tabung
PV = nRT
PV = (m/Mr)RT
Karena T konstan, dan P konstan, maka
m1T1 = m2T2
(4 kg)(300 K) = m2 (500 K)
m2 = 4,32 kg
b)
massa gas yang keluar dari tabung
∆m = m1 – m2
∆m = 7,2 kg – 4,32 kg = 2,88 kg
c)
perbandingan massa gas yang keluar dari tabung dengan massa awal gas
∆m/m1 = 2,88/4,32 = 2/3
Soal 9
Volume suatu gelembung udara pada dasar sebuah danau adalah 1,5 cm3. Kedalaman danau itu adalah 102 m. Berapakah volume gelembung udara tersebut ketika berada tepat di bawah permukaan air? (tekanan udara luar = 75 cmHg; massa jenis raksa 13,6 g/cm3, massa jenis air = 1 g/cm3).
Solusi:
Sketsa soal ditunjukkan pada gambar di atas.
Keadaan 2: V2 = 1,5 cm3; h = 102 m
Keadaan 1: V1 = . . .?, P1 = P0 = 75 cmHg
Anggap suhu air serba sama T1 = T2.
Tekanan hidrostatis adalah
Ph = 102 m air = 10200 cm air x (1 cmHg/13,6 cm air) = 750 cmHg
P2 = P0 + Ph = 75 cmHg + 750 cmHg = 75 x 11 cmHg
Sekarang kita dapat menghitung volume gelembung udara ketika tepat dipermukaan air, V1 dengan
Soal 9
Volume suatu gelembung udara pada dasar sebuah danau adalah 1,5 cm3. Kedalaman danau itu adalah 102 m. Berapakah volume gelembung udara tersebut ketika berada tepat di bawah permukaan air? (tekanan udara luar = 75 cmHg; massa jenis raksa 13,6 g/cm3, massa jenis air = 1 g/cm3).
Kita dihadapkan pada dua keadaan
gelembung udara (gas). Oleh karena itu kita tetapkan gelembung udara di
dasar danau sebagai keadaan 2 dan gelembung udara dipermukaan danau
sebagai keadaan 1. Dengan demikian, tekanan P1 sama dengan tekanan udara luar P0. Tekanan P2 = P0 + Ph, dengan Ph adalah tekanan hidrostatis oleh air pada kedalaman h.
Keadaan 2: V2 = 1,5 cm3; h = 102 m
Keadaan 1: V1 = . . .?, P1 = P0 = 75 cmHg
Anggap suhu air serba sama T1 = T2.
Tekanan hidrostatis adalah
Ph = 102 m air = 10200 cm air x (1 cmHg/13,6 cm air) = 750 cmHg
P2 = P0 + Ph = 75 cmHg + 750 cmHg = 75 x 11 cmHg
Sekarang kita dapat menghitung volume gelembung udara ketika tepat dipermukaan air, V1 dengan
Post a Comment for "Soal Hukum-hukum Gas ideal"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!