Contoh Soal Teori Kinetik Gas

Contoh Soal Teori Kinetik Gas

Teori kinetik gas adalah teori yang menjelaskan perilaku gas berdasarkan gerakan molekul-molekulnya. Teori ini menyatakan bahwa molekul-molekul gas bergerak bebas dalam ruang dan saling bertabrakan satu sama lain dan dengan dinding wadah gas.

Berikut ini adalah beberapa contoh soal teori kinetik gas:

1. Sebuah gas memiliki suhu 273 K dan tekanan 1 atm. Berapa kecepatan rata-rata molekul gas tersebut?

Diketahui:

• T = 273 K
• P = 1 atm

Ditanyakan:

• v = ?

Jawab:
Kecepatan rata-rata molekul gas dapat dihitung menggunakan persamaan:

v = √(3kT/m)

di mana:

• k adalah konstanta Boltzmann (1,38 × 10^-23 J/K)
• T adalah suhu (K)
• m adalah massa molekul gas (kg)

Untuk gas ideal, massa molekul gas dapat dihitung menggunakan persamaan:

M = P/(RT)

di mana:

• M adalah massa molekul gas (kg/mol)
• R adalah konstanta gas ideal (8,31 J/(mol·K))

Pertama, kita harus menghitung massa molekul gas tersebut:

M = P/(RT) = (1 atm)/(0,0821 L·atm/(mol·K) × 273 K) = 0,044 g/mol

Kemudian, kita dapat menghitung kecepatan rata-rata molekul gas tersebut:

v = √(3kT/m) = √(3 × 1,38 × 10^-23 J/K × 273 K / 0,044 g/mol) = 482 m/s

Jadi, kecepatan rata-rata molekul gas tersebut adalah 482 m/s.

2. Sebuah gas memiliki suhu 373 K dan tekanan 2 atm. Berapa energi kinetik rata-rata molekul gas tersebut?

Diketahui:

• T = 373 K
• P = 2 atm

Ditanyakan:

• Ek = ?

Jawab:
Energi kinetik rata-rata molekul gas dapat dihitung menggunakan persamaan:

Ek = (3/2)kT

di mana:

• k adalah konstanta Boltzmann (1,38 × 10^-23 J/K)
• T adalah suhu (K)

Untuk gas ideal, energi kinetik rata-rata molekul gas dapat dihitung menggunakan persamaan:

Ek = (3/2)P/ρ

di mana:

• P adalah tekanan gas (Pa)
• ρ adalah massa jenis gas (kg/m^3)

Massa jenis gas dapat dihitung menggunakan persamaan:

ρ = M/V

di mana:

• M adalah massa molekul gas (kg/mol)
• V adalah volume gas (m^3)

Pertama, kita harus menghitung massa jenis gas tersebut:

ρ = M/V = P/(RT) = (2 atm)/(0,0821 L·atm/(mol·K) × 373 K) = 0,062 g/cm^3 = 62 kg/m^3

Kemudian, kita dapat menghitung energi kinetik rata-rata molekul gas tersebut:

Ek = (3/2)P/ρ = (3/2) × 2 atm / 62 kg/m^3 = 4,8 × 10^-20 J

Jadi, energi kinetik rata-rata molekul gas tersebut adalah 4,8 × 10^-20 J.

Sampai jumpa kembali di artikel menarik lainnya.