Contoh soal dan pembahasan Hukum dan persamaan gas Ideal

Hukum dan Persamaan Gas ideal

Soal 1#:

Gas ideal menempati ruangan dengan volume tetap. Jika suhu dinaikkan menjadi 1,5 kali semula, perbandingan tekanan awal dan tekanan akhir gas adalah ….

Also Read:

Jawab :

Jika dalam gas ideal dinyatakan volumenya tetap, berarti dalam gas tersebut berlaku hukum Gay – Lussac yang bunyinya pada sistem dengan volume gas konstan atau tetap, besarnya suhu mutlak gas sama sebanding dengan tekannannya. Dan secara matematis berlaku :

\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}

Suhu dinaikkan menjadi 1,5 kali semula. Secara matematis pernyataan ini bisa ditulis menjadi:

T_2=1,5T_1

T_2=\frac{3}{2}T_1

Kemudian nilai ini kita masukkan ke dalam persamaan gas gay lussac, sehingga :

\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}

\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{\frac{3}{2}T_1}

Penyebut dikedua ruas sama – sama mengandung T1, maka ini bisa kita coret/ hilangkan dan persamaannya menjadi:

{p_1}=\frac{p_2}{\frac{3}{2}}

\frac{p_1}{p_2}=\frac{1}{\frac{3}{2}}

\frac{p_1}{p_2}=\frac{2}{3}

Jadi, perbandingan tekanan awal dan tekanan akhir gas ketika suhu awal dinaikkan menjadi 1,5 kali adalah 2 : 3.

Soal 2#:

Dalam sebuah eksperimen gas ideal dimampatkan secara isobaric. Volume yang dihasilkan yaitu 2/3 volume semula. Hasil yang akan diperoleh pada eksperimen tersebut adalah ….

Jawab:

Proses isobarik adalah suatu proses dimana tekanan dibuat konstan/tetap. Dan disini berlaku hokum Charles dimana secara matematis berlaku:

\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}

T_2=\frac{2}{3}T_1

Kemudian masukkan nilai ini ke dalam persamaan, sehingga:

\frac{V_1}{T_1}=\frac{\frac{2}{3}V_1}{T_2}

T_2=\frac{2}{3}T_1

Dari perhitungan ini disimpulkan bahwa hasil yang diperoleh pada eksperimen tersebut adalah tekanannya tetap dan suhu gas turun menjadi 2/3 dari suhu semula.

Soal 3#:

Molekul air dalam tabung sebanyak 3,01\text{ x }10^{27} molekul. Jika H = 1 g/mol dan O = 16 g/mol, Volume air dalam tabung adalah ….

Jawab:

Di dalam soal yang diketahui adalah jumlah partikel dan atom relative unsur hidrogen dan oksigen . dan kita harus mencari massa relatif senyawa air (H2O). Kita tahu air terdiri dari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen, maka massa atom relatif air adalah:

Mr air = ( 2 x 1 + 1 x 16) = 18 g/mol

Kemudian dari jumlah partikel yang diketahui, kita akan mencari jumlah mol zat dengan memakai rumus :

\text{jumlah Partikel = mol air x 6,02 x }10^{23}

3,01\times 10^{27}=\text{mol air x 6,02 x}10^{23}

\text{mol air}=\frac{3,01\times 10^{27}}{6,02\times 10^{23}}

\text{mol air}=0,5\times 10^4=5000\text{ mol}=5\text{ kmol}

Setelah mol zat kita dapatkan kita kemudian mencari massa air tersebut dengan memakai rumus:

Massa air = mol air x Massa relative air

Massa air = 5 kmol x 18 = 90 kg

Pertanyaannya adalah kita menentukan volume dari air dalam tabung tersebut. Untuk mendapatkannya kita menggunakan rumus massa jenis. Kita tahu massa jenis air adalah 1000 kg/m3, sehingga volume air dapat dihitung dengan rumus:

v=\frac{m}{\rho}

v=\frac{90}{1000}=9\times 10^{-2}

Jadi, volume air adalah 9\times 10^{-2}m^{3}.

Soal 4#:

Ilmuwan melakukan eksperimen pada ruang tertutup dengan suhu gas 47 derajat Celcius, tekanan 1 atm, dan volume 0,5 liter. Jika suhu dan tekanan dinaikkan menjadi 327 derajat celcius dan 2 atm, volume gas menjadi ….

Jawab:

Soal ini bisa kita selesaikan dengan menggunakan persamaan umum gas ideal yaitu:

\frac{p_1V_1}{T_1}=\frac{p_2V_2}{T_2}

Tetapi sebelumnya kita ubah dulu satuan suhu menjadi Kelvin

T_1=47^{0}C=320K

T_2=327^{0}C=600K

Masukkan semua yang diketahui ke dalam persamaan, sehingga:

\frac{1\times 0,5}{320}=\frac{2\times V_2}{600}

V_2=\frac{0,5\times 600}{2\times 320}=0,46875=0,47\text {liter}

Jadi, volume gasnya menjadi 0,47 liter.

Contoh soal dan pembahasan Hukum dan persamaan gas Ideal | Made Astawan | 4.5