Siap OSN (KSN) IPA SMP TAHUN 2023 : Pengaruh Tekanan dan Suhu Pada Perubahan Wujud Zat

 D.     PENGARUH TEKANAN DAN SUHU PADA PERUBAHAN WUJUD

Untuk memahami pengaruh tekanan dan suhu terhadap perubahan wujud zat, dapat dipelajari melalui diagram P-T (P: tekanan, T: temperatur) pada persamaan Clausius-Clapeyron berikut ini.

Grafik sebelah kiri adalah diagram P-T untuk kelompok zat yang memuai ketika melebur (menyusut ketika membeku), misal: CO₂ atau karbon dioksida.

Grafik sebelah kanan adalah diagram P-T untuk kelompok zat yang menyusut ketika melebur (memuai ketika membeku), misal: H₂O atau air atau es

Pada grafik sebelah kiri: jika tekanan di atas zat diperbesar, maka titik lebur (titik beku) maupun titik didih (titik embun) naik, sebaliknya jika tekanan di atas zat diperkecil, maka maka titik lebur (titik beku) maupun titik didih (titik embun) turun.

TL: titik lebur, TB: titik beku, TD: titik didih, TE: titik embun. TL=TB dan TD=TE

Pada grafik sebelah kanan: 

jika tekanan di atas zat diperbesar, maka titik lebur (titik beku) turun, titik didih (titik embun) naik, 

dan jika tekanan di atas zat diperkecil, maka maka titik lebur (titik beku) naik, titik didih (titik embun) turun.

Soal Latihan

1.         Grafik di samping ini disebut sebagai diagram P-T untuk suatu zat. 

        

        P adalah tekanan pada zat dan T adalah suhu mutlak zat tersebut. Berdasarkan diagram P-T tersebut, jika tekanan diperbesar, maka … .

A.         Titik lebur dan titik beku turun, titik didih dan titik embun turun

B.         Titik lebur dan titik beku turun, titik didih dan titik embun naik

C.         Titik lebur dan titik beku naik, titik didih dan titik embun turun

D.        Titik lebur dan titik beku naik, titik didih dan titik embun naik

2.         Suatu zat memenuhi diagram P-T di samping ini. 

        Jika zat tersebut mengalami tekanan yang lebih besar, maka … .

A.   titik leburnya turun dan titik didihnya naik

B.   titik leburnya naik dan titik didihnya naik

C.   titik leburnya naik dan titik didihnya turun

D.   titik leburnya turun dan titik didihnya turun

3.         Sifat termal bahan A dan B masing-masing bersesuaian dengan kurva a dan kurva b pada digram PT dibawah.

Berdasarkan digram PT tersebut dapat disimpulkan bahwa pada tekanan yang sama . . .

A.  Suhu lebur A lebih tinggi dari suhu lebur B

B.  Bahan A lebih mudah menguap daripada bahan B

C.  Titik triple bahan A sama dengan titik triple bahan B

D. Suhu sublime bahan B lebih tinggi dari suhu sublime bahan A

4.        Diagram P-T suatu zat adalah seperti pada gambar di samping. 

Berdasarkan diagram P-T itu dapat dinyatakan bahwa jika tekanan diperbesar, maka … .

A.   titik lebur naik, dan titik uap turun

B.   titik lebur turun, dan titik uap turun

C.   titik lebur turun, dan titik uap naik

D.   titik lebur turun, dan titik embun turun

5.         Grafik di samping disebut sebagai diagram P-T suatu zat. 

P adalah tekanan dan T suhu mutlak. Berdasarkan diagram P-T tersebut, maka titik lebur, titik didih dan titik tripel berturut –turut adalah … .

A.   T₁, T₂, T₃

B.   T₁, T₃, T₄

C.   T₂, T₄, T₃

D.   T₂, T₃, T₄

6.       Jika suatu zat memiliki diagram P-T seperti pada gambar di samping ini, maka pada tekanan yang lebih tinggi bahan itu … .

A.         melebur pada suhu yang lebih tinggi, dan mendidih pada suhu yang lebih rendah

B.         melebur pada suhu yang lebih rendah, dan mendidih pada suhu yang lebih rendah

C.         melebur pada suhu yang lebih rendah, dan mendidih pada suhu yang lebih tinggi

D.        melebur pada suhu yang lebih tinggi, dan mendidih pada suhu yang lebih tinggi

7.         Sebuah bejana berisi air dipanaskan di atas sebuah kompor. Perpindahan panas oleh molekul-molekul air dari dasar ke permukaannya sesuai dengan hukum … .

A.   Boyle

B.   Gay Lussac

C.   Boyle-Gay Lussac

D.   Arshimedes

8.         Gas ideal bertekanan 2,3 atm dan suhu 27°Cdiisolasi dalam sebuah tabung dengan volume yang konstan 2,3 m³ dan mampu menahan tekanan hingga 6,9 atm. Hingga suhu berapakah tabung masih mampu menahan tekanan gas tersebut?

A.         81°C

B.         254 K

C.         627°C

D.        819 K

9.         Sebuah bejana tertutup berisi air dan udara bersuhu 95°C pada tekanan 1 atm. Ketika bejana itu disiram air dingin, maka air di dalam bejana dapat mendidih kembali tanpa dipanasi. Ini terjadi karena … .

1)         tekanan udara di dalam bejana turun akibatnya suhunya turun setelah bejana disiram air dingin

2)         air dingin menyerap kalor dari udara luar, lalu memberikan kalor itu ke air di dalam bejana

3)         pada tekanan kurang dari 1 atm air dapat mendidih pada suhu kurang dari 100°C

4)         tekanan udara di dalam bejana naik akibat suhunya turun setelah bejana disiram air dingin

Jawaban yang benar adalah … .

A.         1), 2), dan 3)

B.         1) dan 3)

C.         2) dan 4)

D.        4)

10.     Sejumlah gas dalam ruang tertutup, pada keadaan pertama memiliki tekanan a, volume b dan temperatur c. Mula-mula gas diubah secara isothermal sehingga mencapai keadaan kedua dengan volume 3 kali volume pada keadaan 1. Dari keadaan kedua gas diubah secara isobaric ke keadaan ketiga, sehingga volumenya sama dengan volume pada keadaan pertama. Tekanan pada keadaan kedua dan temperatur pada keadaan ketiga berturut-turut adalah … .

A.         a/3 dan c/3

B.         a/2 dan c/3

C.         a/3 dan c/2

D.        a/2 dan c/2

11.     Sebuah wadah mula-mula terbuka. Wadah itu lalu ditutup, sementara pada tutup terdapat lubang kecil. Wadah lalu dipanaskan secara perlahan dari suhu 27°C sampai 57°C. Jumlah udara di dalam wadah pada keadaan akhir adalah … .

A.         sama dengan jumlahnya semula

B.         11/10 kali jumlahnya semula

C.         10/11 kali jumlahnya semula

D.        10/21 kali jumlahnya semula

12.     Seb uah wadah logam berisi gas yang bertekanan P₁ pascal dan suhunya T₁ kelvin. Jika gas dikeluarkan seperempatnya, lalu sisanya di dalam wadah dipanaskan sampai suhu T₂ kelvin, maka tekanan gas di dalam wadah adalah …. .

A.         1,25P₁T₁^-1T₂ pascal

B.         0,75P₁T₁^-1T₂ pascal

C.         P₁T₁^-1T₂ pascal

D.        0,5P₁T₁^-1T₂ pascal

 

Share this post