fiz t4 bab 4

NOTA FIZIK TINGKATAN 4 DAN 5

1 | w w w . s a g a d b l . c o m C i k g u I r w a n

BAB 4 : HABA DAN TENAGA

SUHU ASPEK HABA

Ukuran darjah kepanasan takrif Satu bentuk tenaga

Dinaikkan semasa haba

menyerab dan diturunkan

apabila haba dibebas

Ciri-ciri Dipindahkan dari kawasan

bersuhu tinggi ke kawasan

bersuhu rendah

Kuantiti asas Kelas kuantiti Kuantiti terbitan

Kelvin, K Unit SI Joule, J

Celsius, C

Fahrenheit ,F

Unit lain Kalori ( cal )

4.2 KESEIMBANGAN TERMA

Berlaku apabila 2 objek bersentuhan

Tenaga haba akan dipindahkan dan sampai satu tahap suhu tidak meningkat kerana suhu

kedua-dua objek telah sama.

Kadar pemindahan haba bersih adalah sifar.

APLIKASI KESEIMBANGAN TERMA

a) MEMBUAT KEK

Apabila kek yang bersuhu rendah dimasukkan ke dalam ketuhar, kek akan menyerap tenaga

haba pada kadar yang lebih tinggi daripada membebaskan tenaga

Kek itu mengalami penyerapan tenaga dan suhunya akan meningkat

Selepas suatu masa, suhu kek sama dengan suhu ketuhar. Pada masa ini, pemindahan haba

bersih adalah sifar. Kek mencapai keseimbangan terma dengan ketuhar.

b) MENGUKUR SUHU BADAN

Wujud sentuhan antara thermometer dan lidah pesakit.

Tenaga haba mengalir dari badan pesakit ke thermometer. Sampai satu tahap, suhu kedua-

duanya adalah sama.

Kadar pemidahan haba bersih adalah sifar.

c) MENGUKUR SUHU CECAIR

Thermometer dimasukkan ke dalam cecair supaya wujudnya sentuhan antara dua objek.

Haba daripada cecair akan mengalir ke thermometer dan suhunya naik.. selepas suatu masa

suhu kedua-duanya sama.

Kadar pemindahan haba bersih adalah sifar.



4.3 KONSEP MUATAN HABA( J kg-1

C-1

)

Jumlah tenaga haba yang yang diperlukan oleh sesuatu bahan untuk menaikkan suhu bahan

tersebut sebanyak 1C bagi 1kg bahan.

Muatan haba sesuatu bahan bergantung kepada :

a) Jisim bahan

b) Jenis bahan

c) Kuantiti haba yang dibekalkan

BAHAN MUATAN HABA SIFAT BAHAN

A

Besar

Lambat panas

Lambat sejuk

Bahan penyejuk

B

kecil

Cepat panas

Cepat sejuk

Bahan peralatan memasak

Muatan haba tentu ialah tenaga haba yang diserab @ dibebaskan untuk mengubah

keadaan bahan.

Q = mc Q = tenaga haba diserab @ dibebas

M = jisim bahan

C = pemalar

= perubahan suhu

Tenaga haba juga boleh dipindahkan daripada bentuk tenaga lain :

I. Tenaga elektrik

Pt = mc P = kuasa pemanas

t = tempoh masa

II. Tenaga kinetic

12 mv

2 = mc

III. Tenaga keupayaan

mgh = mc



Kegunaan muatan haba tentu

1) Peralatan memasak :

Peralatan memasak diperbuat daripada bahan yang mempunyai muatan haba

yang kecil

Pemegangnya diperbuat daripada bahan yang bermuatan haba yang lebih besar

dan juga konduktor haba yang lemah.

2) Air sebagai agen penyejuk dalam enjin kereta

Enjin kereta menghasilkan banyak haba . oleh itu, air memainkan peranan

sebagai penyimpan haba yang bertindak sebagai agen penyejuk bagi

mengelakkan peningkatan suhu yang terlalu tinggi.

3) Bayu laut dan bayu darat

Bayu laut Bayu darat

Daratn dan lautan menerima haba yang

sama daripada cahaya matahari.

Permukaan darat lebih cepat panas

berbanding air kerana muatan habanya <

daripada muatan haba laut.

Ketumpatan udara di daratn lebih rendah

berbanding di lautan.

Udara panas akan bergerak ke atas

menghasilkan kawasan yang bertekanan

rendah

Uadara sejuk di permukaan laut yang

bertekanan tinggi bergerak ke daratan untuk

mengisi tempat udara panas untuk

membentuk satu perolakan.

Air laut lebih panas daripada daratan kerana

muatan habanya > besar daripada muatan

haba di daratan.

Menyebabkan haba air laut lambat

disingkirkan berbanding daratan.

Udara di permukaan laut yang panas

bergerak ke atas dan menghasilkan kawasan

yang bertekanan tinggi

Udara sejuk di permukaan darat yang

bertekanan rendah bergerak ke permukaan

laut mengisiu udara panas yang ditinggalkan

membentuk satu perolakan.



Cth soalan:

1) Berapakah kuantiti haba yang perlu dibekalkan apabila sebatang rod besiberjisim 3kg untuk

menaikkan suhunya dari 25C ke 60C.? (muatan haba tentu besi = 452 J kg-1

C-1

)

m = 3kg

= 60 25 = 35C

Q = mc

= 3 ( 452 ) ( 35 )

= 47460 J

2) Sebuah cerek dengan kuasa 2400 W mengandungi air pili berjisim 4kg dan suhu 25C.

berapakah masa yang diambil untuk memanaskan air itu sehingga mencapai takat didih

100C?

P = 2400 W

m = 4kg

= 100 25 = 75C

Pt = mc

2400 t = 4 ( 4200 ) ( 75 )

t = 525 saat

3) Sebiji peluru berjisim 30g yang bergerak dengan halaju 350 ms-1

terbenam ke dalam sebuah

beg pasir dan dihentikan. Jika muatan haba tentu peluru ialah 150 Jkg-1

C-1

, anggarkan

kenaikan suhu peluru itu

mv2 = mc

=

2

= 350

2 150

= 408.3 C



4.4 KONSEP HABA PENDAM

Tenaga haba yang diserab @ dibebaskan untuk mengubah keadaan bahan tanpa

perubahan suhu.

1) Haba pendam pelakuran

Mengubah jasad daripada pepejal kepada cecair

Q = mL Q = tenaga haba

M = jisim

L = haba pendam

2) Haba pendam pengewapan

Mengubah jasad daripada cecair kepada gas

Q = m

Situasai harian yang melibatkan haba pendam :

a) Kotak ais

Dinding kenbar kotak menebatkan kandungan kotak daripada menyerap haba dari

persekitaran.

Apabila ais melebur, kuantiti haba yang besar diserab daripada makanan tersebut.

Dengan cara ini, makanan itu disejukkan dan dikekalkan sejuk untuk masa yang agak

lama.

b) Memasak dengan mengukus

Air mempunyai haba pendamtentu yang besar.

Apabila stim mengkondensasi, suatu kuantiti besar haba pendam dibebaskan.

c) Air sebagai bahan penyejukan

Minuman boleh disejukkan dengan memasukkan beberapa ketul ais ke dalamnya.



Semasa ais melebur, satu kuantiti haba pendam tentu yang besar diserap daripada

minuman menyebabkan minuman itu disejukkan.

Cth soalan :

1. Sebuah cerek mengandungiair berjisim 2kg

a) Apabila air dalam cerek mencapai 100C, berapakah kuantiti haba yang

diperlukan untuk mengubah air di dakam cerek itu kepada stim pada 100C?

(haba pendam tentu pengewapan air = 2.26 106 J kg-1 )

Q = mL

= 2 ( 2.26 106 )

= 4.52 106

b) Jika cerek itu adalah cerek elektrik dengan kuasa 3.6 kW, berapakah masa

pendidihan?

Pt = mL

3.6 103 t = 4.52 106

t = .

.

t = 1256 saat

latihan merangka eksperimen

A B

Rajah menunjukkan dua gelas teh tarik panas yang diletakkan di atas meja. Pada awalnya, kedua-

duanya itu sama panas. Selepas suatu tempoh masa, didapati teh di dalam gelas A lebih panas

daripada teh di dalam gelas B.

Rangka satu eksperimen bagi menkaji perubahan tersebut.



4.5 HUKUM-HUKUM GAS

Teori kinetic gas

Zarah-zarah gas sentiasa bergerak secara rawak.

Pergerakannya sentiasa mewujudkan perlanggaran antara dinding bekas @ sesame

sendiri

Perlanggaran itu merupakan perlanggaran kenyal yang akan menghasilkan

perubahan momentum seterusnya terhasilnya daya.

Daya yang bertindak ke atas permukaan bekas akan menghasilkan tekanan.

HUKUM BOYLE

HUKUM TEKANAN

HUKUM CHARLES



Hubungan antara tekanan

dan isipadu

Malar suhu

P

P1V1 = P2V2

P

Hubungan antara tekanan

dan suhu

Malar isipadu

P T

!"!=

#"#

P

C

-273 0

P

T(K)

Hubungan antara isipadu

dengan suhu

Malar tekanan

V T

$!"!=

$#"#

V

C

V

T (K)

Cth soalan :

1) Sebuah silinder besi yang mengandungi gas pada tekanan 280 kPa berada pada

suhu 47C di dalam sebuah bengkel. Berapakah tekanan gas itu jika suhu bengkel

turun ke 27C?

P1 = 280 T1 = ( 47 + 273 ) = 320K

P2 = ? T2 = (27 + 273 ) = 300K

%&=

%&



'(

%=

)(

)((

P2 = '()((

)(

P2 = 262.5kPa

2) Sebuah picagari mengandungi 5ml udara pada suhu bilik 27C. picagari itu

kemudian disimpan di dalam peti sejuk dan suhunya turun ke 3C. berapakah isi

padu udara di dalam picagari itu?

V1 = 5 T1 = (27 + 273 ) = 300K

V2 = ? T2 = (3 + 273 ) = 276K

&=

&

*

)((=

+,-

V2 = *,-

)((

V2 = 4.6ml

3) Sebuah pam tangan mengandungi 1200cm3 udara pada tekanan 100kPa.muncung pam

itu ditutup dan ombohnya ditolak supaya isipadu udara dikurangkan ke 750cm3

.hitungkan tekanan baru udara itu.

P1 = 100 V1 = 1200

P2 = ? V2 = 750

P1V1 = P2V2



((((

,*( = P2

160 kPa = p2

Kegunaan hukum gas

a) pam basikal

apabila omboh ditolak kedalam, udara di dalam silinder di mampatkan.

Menurut hukum Boyle, tekanan silinder bertambah.

Apabila tekanan udara di dalam silinder menjadi lebih tinggi daripada tekanan

udara di dalam tayar, sedikit udara mengalir ke dalam tayar itu.

b) kek span

saiz kek selepas masak adalah dua kali ganda daripada saiz asalnya sebelum

dibakar.

Menurut hukum Charles, isi padu gelembung udara bertambah apabila suhunya

dinaikkan dalam ketuhar.

c) tayar kereta

apabila kereta sedang bergerak, geseran dan mampatan tayar yang berturut-

turut menyebabkan suhu udara di dalam tayar bertambah.

Munurut hukum tekanan kenaikan suhu akan menyebabkan tekanan udara di

dalam tayar bertambah.

d) Belon udara panas

Apabila udara panas di dalam belon di panaskan pada tekanan atmosfera,

suhunya meningkat.

Menurut hukum Charles isipadu gas akan bertambah apabila suhunya bertambah

Latihan merangka experiment 1 SPM2005:

Sebelum membuat satu perjalanan jauh,ina mengukur tekanan dalam tayar keretanya. Dia

mendapati tekanan udar dalam keretanya adalah 190kPa.selepas perjalanan jauh itu,ina mengukur

semula tekanan di dalam tayarnya dan mendapati tekananya ialah 235kPa. Walau bagaimanapun

saiz tayar tetap tidak berubah.

Rangka satu eksperimen bagi menkaji perubahan itu.



Latihan merangka eksperimen 2 SPM2012:

Rajah menunjukkan seorang murid sedang mencerut sat belon yang berisi udara. Seterusnya murid

itu meneruskan cerutan ke atasnya. Isipadu belon itu semakin berkurang dan belon itu terasa

menjadi keras.

Rangka satu eksperimen bagi menkaji perubahan itu.

Latihan merangka eksperimen 3:

Rajah menunjukkan keadaan sebiji kek sebelum dibakar dan selepas

dibakar.chef zainab mendapati isipadu keknya bertambah

daripada isipadunya yang asal selepas suhu ketuharnya ditingkatkan.

Rangka satu eksperimen bagi menkaji perubahan tersebut.

sebelum selepas

fiz t4 bab 4

Documents

Transcript of fiz t4 bab 4