You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
4.1 MEMAHAMI KESEIMBANGAN TERMA<br />
1. Haba ialah sejenis tenaga yang dipindahkan dari panas ke sejuk.<br />
Unit SI - Joule (J)<br />
2. Apabila objek dipanaskan:<br />
a) Tenaga haba diserap<br />
b) Suhu meningkat<br />
3. Apabila objek disejukkan:<br />
a) Tenaga haba dibebaskan<br />
b) Suhu menurun<br />
4. Suhu ialah kuantiti fizik yang memberitau tentang darjah kepanasan<br />
suatu objek. Diukur dalam darjah Celsius (⁰ C). Unit SI - Kelvin (K)<br />
5. Apabila dua objek berlainan darjah kepanasan bersentuhan, tenaga<br />
haba dipindahkan di antara kedua-duanya<br />
Keseimbangan Terma<br />
1. Suhu kopi panas > Suhu air paip<br />
2. Haba berpindah dari kopi panas ke air paip<br />
3. Suhu kopi panas menurun kerana molekul-molekulnya kehilangan tenaga<br />
haba.<br />
4. Suhu air paip pula meningkat kerana molekul-molekulnya menerima<br />
tenaga haba
5. Mekanisme Keseimbangan Terma<br />
6. Keseimbangan terma telah dicapai apabila<br />
a) Kadar perpindahan haba antara dua jasad adalah sama.<br />
b) Suhu kedua-dua jasad adalah sama<br />
7. Aplikasi keseimbangan terma<br />
a) Tuala basah diletakkan di dahi orang yang mengalami demam panas.<br />
i) Suhu tuala basah < suhu badan pesakit<br />
ii) Tenaga haba dipindahkan dari dahi pesakit ke tuala.<br />
iii) Keseimbangan terma dicapai<br />
iv) Tuala di bilas dengan air paip dan prosedur diulang<br />
v) Tenaga haba dikeluarkan dari badan pesakit.
) Menyejukkan minuman:<br />
i) Tambah beberapa ketulan kiub ais<br />
ii) Haba daripada air panas berpindah kepada ais yang sejuk sehingga<br />
keseimbangan terma dicapai.<br />
iii) Suhu akhir minuman bergantung kepada jumlah kiub ais yang ditambah<br />
TERMOMETER CECAIR – DALAM – KACA<br />
1. Contoh cecair yang digunakan ialah merkuri.<br />
2. Ciri-ciri yang menyebabkan ia sesuai:<br />
a) Mengembang seragam apabila dipanaskan.<br />
b) Tidak melekat pada dinding tiub kapilari<br />
c) Konduktor haba yang baik<br />
d) Takat didih tinggi, 357°C<br />
e) Legap (cahaya tidak boleh melaluinya)<br />
f) Mudah dilihat<br />
3. Merkuri dengan jisim tertentu diisi ke dalam bebuli kaca termometer.<br />
Apabila dipanaskan<br />
a) Haba diserap<br />
b) Isipadu merkuri bertambah
c) Mengembang dan naik dalam tiub kapilari.<br />
d) Panjang jalur merkuri dalam tiub kapilari menggambarkan<br />
magnitud suhu.<br />
Kaedah menentu ukur skala termometer Cecair – dalam - kaca<br />
1. Takat ais dan takat stim ditentukan dengan kaedah seperti gambarajah di<br />
atas.<br />
2. Tandakan takat ais dan takat stim.<br />
3. Perbezaan panjang diantara takat ais dan takat stim dibahagi kepada 100<br />
bahagian yang sama besar
Cara menentukan suhu menggunakan termometer Cecair – dalam – kaca<br />
Contoh:<br />
• Rajah di atas menunjukkn jarak di antara limit ais dan limit stim bagi rod<br />
termometer merkuri selepas ia dicelupkan ke dalam cecair X. Berapakah suhu<br />
cecair X itu?
4.2. MEMAHAMI MUATAN <strong>HABA</strong>TENTU<br />
1. Muatan haba suatu bahan ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk<br />
menaikkan suhunya sebanyak 1°C. Unit Si J ºC ˉ<br />
KONSEP MUATAN <strong>HABA</strong><br />
a) Suhu A = suhu B<br />
b) Muatan haba B > Muatan haba A<br />
c) Cecair dalam bekas B mengandungi haba lebih banyak daripada cecair<br />
dalam bekas A<br />
Muatan haba suatu bahan bergantung kepada:<br />
a) Jisim (semakin besar jisim, semakin tinggi muatan habanya)<br />
b) Jenis bahan (bahan berlainan mempunyai muatan haba yang berlainan)<br />
c) Kuantiti haba yang dibekalkan<br />
MUATAN <strong>HABA</strong> TENTU<br />
1. Muatan haba tentu ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan<br />
suhu 1 Kg bahan sebanyak 1°C.<br />
2. Simbolnya : c
3. Unit SI: J kgˉ¹ ºCˉ¹<br />
4. Bahan yang mempunyai muatan haba tentu yang kecil:<br />
a) Lebih cepat panas atau sejuk<br />
b) Contoh: Pekakas memasak diperbuat daripada logam atau bahan yang<br />
mempunyai muatan haba tentu yang rendah kerana cepat panas walau<br />
pun haba yang diserapnya sedikit.<br />
5. Bahan yang mempunyai muatan haba tentu yang tinggi<br />
a) Lambat untuk menjadi panas atau sejuk.<br />
b) Memerlukan lebih banyak haba untuk menaikkan suhu.<br />
c) Penebat haba yang baik. Ia digunakan sebagai pemegang alatan<br />
memasak.<br />
d) Boleh menyerap haba yang banyak dengan kenaikan suhu yang sedikit.<br />
Misalnya air bertindak menyerap haba yang banyak sebelum ia mendidih,<br />
maka ia digunakan sebagai egen penyejuk dalam radiator kenderaan.<br />
e) Semakin tinggi muatan haba tentu bahan, maka semakin tinggi tenaga<br />
haba<br />
diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan itu sebanyak 1 ºC<br />
6. Menyelesaikan masalah yang melibatkan muatan haba tentu.
a) Hukum keabadian tenaga menyatakan bahawa tenaga tidak boleh dicipta<br />
atau dimusnahkan tetapi boleh ditukar dari satu bentuk ke bentuk yang<br />
lain.<br />
b) Tenaga haba diperolehi daripada perubahan tenaga yang lain. Misalnya<br />
daripada tenaga elektrik, tenaga kinetik atau tenaga keupayaan<br />
c) Tenaga elektrik bertukar kepada tenaga haba<br />
Tenaga elektrik = Pt<br />
Pt = mcθ<br />
d) Tenaga kinetik bertukar kepada tenaga haba<br />
Tenaga kinetik = ½ mv²<br />
½ mv² = mcθ<br />
e) Tenaga keupayaan bertukar kepada tenaga haba<br />
Tenaga keupayaan = mgh<br />
mgh = mcθ<br />
APLIKASI MUATAN <strong>HABA</strong> TENTU<br />
1. Air sebagai bahan penyejuk enjin kereta<br />
a) Enjin kereta menghasilkan tenaga haba yang sangat besar.<br />
b) Air dijadikan ejen penyejuk kerana muatan haba tentu air adalah tinggi.<br />
c) Ia dapat menyerap tenaga haba yang banyak daripada enjin lalu menghalang<br />
pemanasan enjin yang melampau.<br />
2. Pekakas rumah dan peralatan memasak.<br />
a) Diperbuat daripada bahan yang mempunyai muatan haba tentu yang rendah<br />
seperti keluli, tembaga dan aluminium.<br />
b) Ia mudah panas menyebabkan suhu naik dengan cepat.<br />
c) Bentuk tidak berubah walaupun pada suhu tinggi.
3. Bayu Laut<br />
a) Daratan mempunyai muatan haba tentu lebih rendah daripada air laut<br />
menyebabkan suhunya meningkat lebih cepat. (Daratan lebih panas<br />
daripada laut)<br />
b) Udara di atas permukaan daratan turut menjadi panas dan bergerak ke atas.<br />
c) Udara sejuk dari laut bergerak ke permukaan daratan sebagai bayu laut.<br />
4. Bayu Darat<br />
a) Pada waktu malam, haba hilang dari permukaan daratan dan laut.<br />
b) Air laut mempunyai muatan haba tentu lebih tinggi daripada daratan,<br />
maka ia lebih panas (lambat menjadi sejuk) daripada daratan.<br />
c) Udara panas di atas permukaan laut bergerak ke atas.<br />
d) Udara sejuk dari daratan bergerak ke permukaan laut sebagai bayu darat.<br />
Latihan<br />
1. Cecair X berjisim 1 kg memerlukan 3800 J tenaga haba untuk menaikkan<br />
suhunya sebanyak 1°C.<br />
a) Nyatakan nilai muatan haba tentu Cecair X.<br />
b) Kirakan jumlah tenaga haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg<br />
Cecair X sebanyak 3 ᴼC (11 4000 J)<br />
2. Satu eksperimen telah dijalankan untuk menentukan muatan haba tentu air.<br />
Sebuah cawan polisterin berjisim 0.4 kg diisi air dan ditimbang. Jisim cawan<br />
dan air ialah 2.3 kg. Pemanas 2.0 kW digunakan untuk memanaskan air itu.<br />
Selepas 5 minit, suhu air meningkat daripada 27 °C kepada 100 °C .<br />
a) Kirakan muatan haba tentu air. (4326 J kg ̄ ¹ ° C ̄ ¹)
) Adakan nilai di (a) sama dengan nilai sebenar? Terangkan jawapan anda<br />
4.3 MEMAHAMI <strong>HABA</strong> PENDAM<br />
1. Bahan boleh wujud dalam tiga fasa iaitu<br />
a) pepejal<br />
b) cecair<br />
c) gas<br />
2. Perubahan fasa akan berlaku<br />
a) Pada suhu dan tekanan tertentu.<br />
b) Dengan menyerap atau membebaskan haba.<br />
c) Diikuti perubahan dalam isipadu dan ketumpatan.<br />
<strong>HABA</strong> PENDAM<br />
1. Haba pendam ialah jumlah haba yang diserap atau dibebaskan apabila<br />
jasad berubah bentuk fizikalnya tanpa melibatkan perubahan suhu.<br />
2. Jenis-jenis haba pendam<br />
a) Haba pendam pelakuran<br />
b) Haba pendam pengewapan<br />
Haba pendam pelakuran<br />
Ialah haba yang diserap apabila pepejal menjadi lebur tanpa kenaikan suhu.<br />
Hapa pendam pengewapan<br />
Ialah haba yang diserap apabila cecair menjadi gas tanpa kenaikan suhu.<br />
LENGKOK PEMANASAN
LENGKOK PENYEJUKAN<br />
<strong>HABA</strong> PENDAM TENTU<br />
1. Ialah haba yang dperlukan untuk mengubah 1 kg bahan tanpa kenaikan suhu.<br />
Q = ml<br />
Q = tenaga haba<br />
m = jisim dalam kg<br />
l = haba pendam tentu<br />
2. Unit SI ialah joule per kilogram (J kgˉ¹)<br />
3. Kuantitinya bergantung kepada:<br />
a) Jisim bahan<br />
b) Jenis bahan<br />
4. Haba pendam tentu perlakuran:
Haba yang dperlukan untuk mengubah 1 kg pepejal kepada cecair tanpa<br />
kenaikan suhu.<br />
5. Haba pendam tentu penewapan<br />
Haba yang dperlukan untuk mengubah 1 kg cecair kepada wap (gas) tanpa<br />
kenaikan suhu.<br />
6. Contoh :<br />
Haba pendam tentu perlakuran ais ialah 336 000 J kgˉ¹. Berapakah jumlah<br />
haba yang diperlukan untuk meleburkan 2.5 kg ais pada suhu 0 ºC<br />
Haba yang diperlukan,<br />
Q = ml<br />
= 2.5 x 336 000<br />
= 840 000 J<br />
= 840 kJ<br />
7. Aplikasi haba pendam tentu<br />
a. Penyejukan minuman<br />
Semasa ais melebur, satu kuantiti haba pendam yang besar (336 kJ) diserap<br />
daripada minuman, menjadikan minuman itu lebih sejuk dan segar.<br />
b. Mengukus makanan<br />
Haba pendam tentu pengewapan air sangat besar (2260 kJ kg -1 ). Semasa<br />
makanan distimkan (kukus) wap air membebaskan kuantiti haba pendam<br />
tersebut yang akan mengalir kepada makanan<br />
c. Mengekalkan kesegaran ikan/makanan laut/ ayam dll<br />
Haba pendam tentu perlakuran ais yang besar membolehkannya menyerap<br />
kuantiti haba yang banyak apabila ia melebur. Oleh itu makanan boleh<br />
disimpan lebih lama pada suhu yang rendah.<br />
d. Menyejukkan badan selepas berpeluh<br />
Badan kita berasa sejuk selepas berpeluh kerana haba pendam<br />
pengewapan air menyerap haba daripada badan apabila peluh menyejat.<br />
Kesanya badan kita menjadi sejuk apabila haba diserap.<br />
Latihan<br />
1. Kien Tzee mendapati 80g ais pada suhu 0⁰C dapat menyejukkan 0.28 kg<br />
air teh limau dari 32⁰C kepada 6⁰C. (Haba pendam tentu ais = 3.36 x 10 5 J kg− 1 ,<br />
Muatan haba tentu air = 4200 J kg− 1 , ⁰C− 1 ,).
a) berapakah tenaga yang diperoleh<br />
i) ais yang sedang melebur (26880 J)<br />
ii) ais lebur (2016 J)<br />
b) i) berapakah tenaga yang hilang daripada air teh limau (28896 J)<br />
ii) nyatakan andaian yang anda buat di (b) (i)<br />
c) Kirakan nilai muatan haba tentu air teh limau itu. (3969 J kg -1 ⁰C -1 )<br />
2. Sebuah cerek elektrik mengandungi 3 kg air. Kirakan jumlah haba yang<br />
diperlukan untuk mendidihkan semua air kepada wap selepas mencapai<br />
takat didihnya. (6.78 x 10 6 J)<br />
(Haba pendam tentu pengewapan air ialah 2.26 x 10 6 Jkg -1 )<br />
3. Berapakah haba yang diperlukan untuk menukarkan 4 g ais kepada stim<br />
(wap air) pada 100 °C. (Haba pendam tentu pelakuran ais ialah 336 000 J kg -1 ,<br />
Haba pendam tentu pengewapan air ialah 2.26 x 10 6 J kg -1 , Muatan haba tentu<br />
air ialah 4.2 x 10 3 J kg -1 °C -1 ) (1.21 x 10 4 J)<br />
4.4 MEMAHAMI HUKUM GAS<br />
TEORI KINETIK GAS<br />
1. Berdasarkan andaian-andaian:<br />
2. Molekul-molekul dalam gas bergerak bebas secara rawak dan mempunyai<br />
tenaga kinetik.<br />
3. Daya tarikan antara molekul-molekul boleh diabaikan.<br />
4. Perlanggaran molekul antara satu sama lain dan dengan dinding bekas<br />
bertutup adalah perlanggaran elastik.<br />
5. Kadar perubahan momentum apabila molekul-molekul gas menghentam<br />
dinding bekas dan melantun semula, menghasilkan daya yang bertindak<br />
terhadap dinding tersebut.<br />
6. Sifat gas bergantung kepada 3 pemboleh ubah, iaitu<br />
a) Isipadu, V<br />
b) Tekanan, P<br />
c) Suhu, T<br />
HUKUM GAS<br />
1. Menerangkan hubungan di antara isipadu, tekanan dan suhu gas.<br />
2. Tiga Hukum Gas<br />
a) Hukum Boyle (hubungan antara tekanan dan isipadu pada<br />
suhu malar)
) Hukum Charles (hubungan antara suhu dan isipadu pada<br />
tekanan malar)<br />
c) Hukum Tekanan (hubungan antara tekanan dan suhu pada<br />
isipadu malar)<br />
HUKUM BOYLE<br />
Menyatakan bahawa tekanan bagi suatu gas berjisim tetap adalah berkadar<br />
songsang dengan isipadunya, jika suhu dimalarkan<br />
Graf mengikut Hukum Boyle
HUKUM CHARLES<br />
Menyatakan bahawa isipadu suatu gas yang berjisim tetap adalah berkadar<br />
langsung kepada suhu mutlak (dalam Kelvin), apabila tekanannya dimalarkan<br />
Graf memenuhi Hukum Charles
HUKUM TEKANAN<br />
Menyatakan bahawa tekanan gas berjisim tetap adalah berkadar langsung<br />
kepada suhu mutlak, apabila isipadunya dimalarkan.<br />
Graf mematuhi Hukum Tekanan<br />
APLIKASI HUKUM GAS<br />
1. Pam basikal (Piston ditolak ke dalam silinder)<br />
a. Udara di dalamnya dimampatkan (isipadu berkurang), menyebabkan
tekanan udara dalam silinder meningkat (Hukum Boyle)<br />
b. Tekanan udara dalam silinder lebih tinggi daripada dalam tayar.<br />
c. Injap pada tayar terbuka lalu udara mengalir dari silinder ke dalam tayar.<br />
2. Tayar (Kereta sedang bergerak)<br />
a. Suhu udara dalam tayar meningkat (di sebabkan daya geseran), lalu<br />
isipadu udara dalam tayar juga meningkat (Hukum Charles)<br />
3. Belon udara panas:<br />
a. Udara dalam belon dipanaskan<br />
b. Suhu meningkat lalu isipadu udara juga meningkat (Charles’s Law).<br />
belon mengembang<br />
c. Isipadu udara yang disesarkan oleh belon meningkat menyebabkan<br />
daya apungan bertambah. (Prinsip Archimedes)<br />
d. Belon naik jika daya apungan lebih tinggi daripada berat.