Hukum gas ideal: latihan soal dengan penyelesaian langkah demi langkah

Latihan soal Hukum gas ideal gratis dengan diagram, petunjuk, dan pembahasan lengkap. Nilai baru setiap kali, dalam tiga tingkat: P dari n, V, T, dari massa, perubahan keadaan atau massa jenis.

Soal latihan gratisMudah
n = 1,5 molV = 20 LT = 35 °CP = ?

Tangki kaku berisi gas ideal. Cari tekanannya P.

n = 1,5 molV = 20 LT = 35 °CR = 8,314 J/(mol·K)
kPa
Soal berikutnya →
Berlatih Hukum gas ideal secara gratisBerlatih Hukum gas ideal sekarang5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.

Yang Anda latih

  1. MudahP dari n, V, T
  2. Sedangdari massa
  3. Sulitperubahan keadaan atau massa jenis

Rumus utama

Hukum gas ideal
pV = nRT
Konstanta gas
R = 8,314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan
p1V1/T1 = p2V2/T2
Mol
n = m/M
Suhu
T[K] = T[°C] + 273,15

Pelajari Hukum gas ideal dari nol

1Apa itu hukum gas ideal

Gas adalah sejumlah besar molekul yang beterbangan dan menumbuk dinding wadahnya. Tumbukan itu mendorong dinding: dorongan per meter persegi itu adalah tekanan.

Mampatkan gas ke volume yang lebih kecil, dan molekul menumbuk dinding lebih sering: tekanan naik. Panaskan, dan molekul bergerak lebih cepat: tekanan juga naik.

Untuk kebanyakan gas pada tekanan biasa, satu persamaan menghubungkan semua ini:

P · V = n · R · T
  • P: tekanan dalam Pa (1 kPa = 1000 Pa).
  • V: volume dalam m³ (1 L = 0,001 m³).
  • n: jumlah gas dalam mol.
  • T: suhu absolut dalam kelvin.
  • R = 8,314 J/(mol·K), tetapan gas.
Tes mandiri Suhu mana yang Anda masukkan ke PV = nRT untuk gas pada 20 °C?
  1. 20 K
  2. 20 °C
  3. 293,15 K
  4. −253,15 K

Jawaban: 293,15 K. Hukum gas memerlukan suhu absolut: T = 20 + 273,15 = 293,15 K. Pada 0 °C gas masih memiliki tekanan, jadi skala yang dimulai dari 0 °C tidak mungkin dipakai.

2Satuan yang cocok dengan R

R = 8,314 J/(mol·K) bekerja dengan satuan SI. Satu joule adalah Pa·m³, jadi masukkan P dalam Pa dan V dalam m³. Maka semuanya cocok.

  • Suhu: T[K] = T[°C] + 273,15.
  • Volume: 1 L = 0,001 m³, jadi 20 L = 0,020 m³.
  • Tekanan: hasilnya keluar dalam Pa. Bagi dengan 1000 untuk kPa.
  • Massa: jika Anda mengetahui massa m dalam gram, cari mol dengan n = m/M, dengan M adalah massa molar dalam g/mol (N₂: 28,01, CO₂: 44,01).

Jalan pintas yang berguna: dengan V dalam liter, n·R·T/V langsung memberikan P dalam kPa, karena faktor 1000 untuk liter dan faktor 1000 untuk kPa saling meniadakan.

Tes mandiri Berapa 5 L dalam meter kubik?
  1. 0,005 m³
  2. 0,05 m³
  3. 0,5 m³
  4. 5000 m³

Jawaban: 0,005 m³. Satu meter kubik memuat 1000 liter, jadi 5 L = 5/1000 = 0,005 m³.

3Mengubah keadaan gas

Jika sejumlah gas tertentu berpindah dari satu keadaan ke keadaan lain, n dan R tetap sama. Jadi PV/T tetap sama:

P₁V₁T₁P₂V₂T₂
P1·V1 / T1 = P2·V2 / T2

Ini adalah hukum gas gabungan. Satuan tekanan dan volume apa pun dapat dipakai, asalkan sama di kedua ruas. Suhu tetap harus dalam kelvin.

Massa jenis gas juga mengikuti dari n = m/M:

ρ = P · M / (R · T)

Dengan P dalam kPa dan M dalam g/mol, ρ keluar dalam kg/m³.

4Metode ini selangkah demi selangkah

  1. Daftarkan nilai yang diberikan dan yang tidak diketahui.
  2. Ubah suhu ke kelvin.
  3. Jika massa diberikan, cari mol: n = m/M.
  4. Ubah volume ke m³ (atau tetap pakai liter dan gunakan jalan pintas kPa).
  5. Susun ulang PV = nRT untuk yang tidak diketahui, lalu masukkan angkanya.
  6. Untuk perubahan keadaan, pakai P1V1/T1 = P2V2/T2.

5Contoh soal lengkap

Ikuti setiap langkah. Cobalah menebak langkah berikutnya sebelum membukanya.

Contoh soal

Sebuah tangki kaku 20 L berisi 88 g CO₂ (M = 44,01 g/mol) pada 25 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

1

Daftarkan nilainya

m = 88 gV = 20 LT = 25 °CP = ?

Kita mengetahui massa, volume, dan suhu. Pertama ubah massa menjadi mol.

2

Mol

n = m/M = 88/44,01 = 2,000 mol
3

Ubah satuannya

T = 25 + 273,15 = 298,15 K
V = 20 L = 0,020 m³
4

Hukum gas ideal

P = nRT/V = 2,000 · 8,314 · 298,15 / 0,020 ≈ 247 800 Pa

Itu sekitar 247,8 kPa.

5

Periksa jawabannya

Satu mol gas pada 25 °C dan 1 atm (101,3 kPa) menempati sekitar 24,5 L. Di sini 2 mol dimampatkan ke dalam 20 L, tempat per mol sekitar 2,5 kali lebih sedikit, jadi sekitar 2,5 atm. 247,8 kPa sesuai.

Jawaban

P ≈ 247,8 kPa.

6Kesalahan umum

  • Memakai °C, bukan kelvin. Ini kesalahan yang paling umum dan dapat membuat jawaban berkali-kali lipat terlalu kecil atau terlalu besar.
  • Memasukkan liter ke dalam rumus dengan R = 8,314 dan mengharapkan Pa.
  • Lupa mengubah gram menjadi mol.
  • Membalik rasio tekanan pada hukum gas gabungan.
Tes mandiri Gas pada 100 kPa, 10 L, dan 27 °C berubah menjadi 200 kPa dan 327 °C. Berapa volume barunya?
  1. 10,0 L
  2. 40,0 L
  3. 5,0 L
  4. 60,6 L

Jawaban: 10,0 L. Dalam kelvin: V₂ = 10 · (100/200) · (600,15/300,15) = 10,0 L. Memakai °C menghasilkan 10 · 0,5 · 327/27 = 60,6 L. Mengabaikan suhu menghasilkan 5 L, dan membalik rasio tekanan menghasilkan 40 L.

7Seperti apa soal ujiannya

  • Mudah: cari P dari n, V, dan T dalam tangki kaku.
  • Sedang: jumlah gas diberikan sebagai massa. Cari n = m/M terlebih dahulu, lalu P atau V, seperti pada contoh.
  • Sulit: perubahan keadaan (cari V2 dengan hukum gas gabungan) atau massa jenis gas.

Contoh massa jenis: N₂ (M = 28,01 g/mol) pada 200 kPa dan 27 °C memiliki ρ = 200 · 28,01/(8,314 · 300,15) = 2,24 kg/m³.

Pelajari selangkah demi selangkah di aplikasiPelajari selangkah demi selangkah di aplikasi

Contoh dengan pembahasan

Contoh 1Mudah
n = 5 molV = 15 LT = 30 °CP = ?

Tangki kaku berisi gas ideal. Cari tekanannya P.

n = 5 molV = 15 LT = 30 °CR = 8,314 J/(mol·K)

Tentukan P (kPa)

Tampilkan petunjuk
  1. Gunakan PV = nRT dengan suhu mutlak (K).
  2. Satuan: dengan V dalam m³ dan R = 8,314, P keluar dalam Pa. 1 L = 0,001 m³.
  3. T = 303,1 K.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan suhu mutlak (K) dan satuan yang cocok dengan R.

Ubah satuan

T = 30 + 273,15 = 303,1 K
V = 15 L = 0,015 m³

Hukum gas ideal

P = nRT/V = 5·8,314·303,1/0,015 = 840130 Pa = 840,1 kPa

Jawaban

P = 840,1 kPa
Contoh 2Sedang
500 g O₂V = 10 LT = 50 °CP = ?

Tangki 10 L berisi 500 g O₂ pada 50 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 500 gM = 32 g/molV = 10 LT = 50 °CR = 8,314 J/(mol·K)

Tentukan P (kPa)

Tampilkan petunjuk
  1. Ubah massa ke mol dulu: n = m/M.
  2. Lalu PV = nRT dengan T dalam K.
  3. n = 15,63 mol.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = m/M = 500/32 = 15,63 mol
T = 50 + 273,15 = 323,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 15,63·8,314·323,1/0,01 = 4198 kPa

Jawaban

P = 4198 kPa
Contoh 3Sulit
He, M = 4,003 g/molP = 850 kPaT = 70 °Cρ = ?

Cari massa jenis ρ He pada 850 kPa dan 70 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 4,003 g/molP = 850 kPaT = 70 °CR = 8,314 J/(mol·K)

Tentukan ρ (kg/m³)

Tampilkan petunjuk
  1. Tulis n = m/M dalam PV = nRT lalu susun ulang untuk m/V.
  2. ρ = PM/(RT). Dengan P dalam kPa dan M dalam g/mol, ρ keluar dalam kg/m³.
  3. T = 343,1 K.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 70 + 273,15 = 343,1 K

Massa jenis

ρ = 850·4,003/(8,314·343,1) = 1,193 kg/m³

Jawaban

ρ = 1,193 kg/m³

Tanya jawab

Apa itu Hukum gas ideal?

Gas adalah sejumlah besar molekul yang beterbangan dan menumbuk dinding wadahnya. Tumbukan itu mendorong dinding: dorongan per meter persegi itu adalah tekanan.

Mampatkan gas ke volume yang lebih kecil, dan molekul menumbuk dinding lebih sering: tekanan naik. Panaskan, dan molekul bergerak lebih cepat: tekanan juga naik.

Bagaimana cara menyelesaikan soal Hukum gas ideal langkah demi langkah?

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan suhu mutlak (K) dan satuan yang cocok dengan R.

Apa saja yang dilatih dalam soal Hukum gas ideal?
  • Mudah: P dari n, V, T
  • Sedang: dari massa
  • Sulit: perubahan keadaan atau massa jenis

Setiap soal memakai nilai baru, sehingga Anda mempelajari metodenya, bukan menghafal jawabannya. Buntu? Buka petunjuk kecil terlebih dahulu, dan penjelasan lengkap hanya jika Anda membutuhkannya.

Cara kerja latihan

  • Setiap soal memakai nilai baru, sehingga Anda mempelajari metodenya, bukan menghafal jawabannya.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil terlebih dahulu, dan penjelasan lengkap hanya jika Anda membutuhkannya.
  • Kemajuan, kesalahan, dan soal tersimpan Anda disimpan, sehingga Anda dapat mengulasnya sebelum ujian.

Topik sebelum dan sesudah ini

Lanjutkan dengan

Siklus daya gas

Kalkulator

Kalkulator hukum gas idealKalkulator hukum gas gabungan (Boyle, Charles, dan Gay-Lussac)

Mata kuliah dengan topik ini

Termodinamika 1Fisika Dasar untuk TeknikNeraca Massa dan EnergiKimia DasarLatihan ujian FE Chemical

Topik lain di Kimia

Neraca massaNeraca energiKinetika reaksiPerancangan ukuran reaktor (CSTR & PFR)Penukar panas (LMTD)

Lembar kerja yang dapat dicetak

Lembar kerja Hukum gas ideal dengan jawaban
Berlatih Hukum gas ideal secara gratisBerlatih Hukum gas ideal sekarang5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.