PELAJARAN 1 – SIFAT TERMOMETRI

(a) Haba Dan Suhu

Suhu HabaDarjah kepanasan suatu jasad

Suatu bentuk tenaga

Bergantung kepada tenaga kinetik molekul

Bergantung kepada jisim,muatan haba tentu dan perubahan suhu( Q = mc )

Unitnya 0C Unitnya Joule(J)

Alat menyukatnya termometer

Alat menyukatnya Joulemeter atau Kalorimeter

(b) Prinsip Keseimbangan Terma Dua jasad dikatakan berada dalam keadaan keseimbangan terma apabila kadar pemindahan haba bersih diantara kedua- dua jasad adalah sifar dan suhu kedua-dua jasad adalah sama.

(c) Pinsip bekerja sebuah termometer berdasarkan Prinsip keseimbangan terma

Apabila termometer dimasukkan dalam air panas,haba mengalir daripada air panas ke termometer.Apabila berlaku keseimbangan terma kadar pemindahan haba bersih adalah sifar.Suhu termometer adalah sama dengan suhu air panas.Oleh iu bacaan termometer ketika itu adalah merupakan suhu air panas.

(d) Prinsip Asas Dalam Pembinaan Termometer

Apabila kita merebentuk sebuah termometer dua prinsip asas perlu diberi pertimbangan.(a) Sifat termometri - Sifat fizik(kuantiti fizik) yang

berubah dengan suhu.

Jenis Termometer Sifat TermometriTermometer merkuri Perubahan isipadu

merkuri dengan suhu

Termometer rintangan elektrik

Perubahan rintangan elektrik dengan suhu

Termometer termogandingan

Perubahan d.g.e dengan suhu

Termometer gas isipadu malar

Perubahan tekanan gas dengan suhu

(b) Kaedah penentukuran

Untuk menentukurkan sebuah termometer dua takatdipilih iaitu takat bawah (takat lebur ais 0oC) dan takat atas (takat stim 100oC) dan kedua-dua takat ini adalah pada tekanan atmosfera.Cara penentuan skala adalah seperti berikut:-

Contoh 1Sebuah termometer merkuri yang belum ditentukurkan mempunyai panjang merkuri 12 cm dan 20 cm apabila dimasukkan ke dalam ais lebur dan stim masing-masing. Apabila dimasukkan dalam air hangat panjangnya menjadi 15 cm.Berapakah suhu air hangat itu.

Penyelesaian

Contoh 2

Sebuah termometer rintangan elektrik mencatatkanbacaan arus elektrik 100 mA dan 40 mA apabila

dimasukkan dalam ais lebur dan stim masing-masing.Jika dimasukkan dalam campuran dingin beku didapati arus yang dicatatkan adalah 150 mA.Berapakah suhu campuran dingin beku itu?

Penyelesaian

(e) Jenis-Jenis Termometer

(i)Termometer Merkuri

Sifat termometri yang dipilih dalam termometer ini ialah perubahan isipadu merkuri dengan suhu.Apabila suhu bertambah merkuri akan mengembang(isipadu @ panjang) turus merkuri akan bertambah.Julat pengukuran termometer ini ialah antara - 30oChingga 300oC

Kepekaan termometer boleh dipertingkatkan dengan:(i) Mengecilkan saiz bebuli (ii) Mengurangkan diameter tiub kapilari(iii) Menggunakan bebuli kaca yang nipisMerkuri dipilih kerana:(i) Konduktor haba yang baik(ii) Mengembang dengan seragam apabila dipanaskan(iii) Takat didih yang tinggi(iv) Legap dan senang dilihat

(ii)Termometer Rintangan

Sifat termometeri yang dipilih dalam termometer ini ialah perubahan suhu dengan rintangan elektrik.Apabila suhu bertambah,rintangannya menjadi tinggidan arus yang akan mengalir menjadi lebih kecil.Kejituan termometer ini adalah tinggi dan mempunyaijulat pengukuran -200oC hingga 250oC

(iii)Termometer Termogandingan

Sifat termometri yang dipilih dalam termometer ini ialah perubahan suhu dengan d.g.e.

D.g.e akan terhasil apabila(i) Kedua-dua simpang berada pada suhu yang berbeza(ii) Cantuman kedua-dua dawai mestilah daripada bahan berlainanKebaikan termometer ini:(i) Sangat peka,sesuai diguna untuk mengukur suhu yang sentiasa berubah.(ii) Mudah alih dan boleh digunakan pada tempat sempit dan terpencil(iii) Julat pengukurannya ialah dari -200oC hingga 1370oC

(iv)Termometer gas isipadu malar

Sifat termometri yang dipilih dalam termometer ini ialah perubahan suhu dengan tekanan gas di mana apabila suhu bertambah tekanan gas bertambah.Ia digunakan sebagai termometer piawai.Julat pengukurannya ialah daripada –2700C hingga 1 500oC.Ia digunakan dalam penyelidikan bukan sebagai kegunaan harian.(f) Eksperimen untuk menentukurkan skala sebuah termometer merkuri

Rajah (a) Rajah (b)

Masukkan termometer dalas ais lebur supaya bebuli termometer dikelilingi oleh ais lebur seperti rajah(a)Apabila keadaan telah mantap tandakan dengan penanda aras merkuri , LoMasukkan pula termometer dalam hipsometer seperti pada rajah(b)Apabila keadaan merkuri mantap dan paras merkuri dalam manometer sama,tandakan paras merkuri dalam salur kaca, L100Tandakan sebanyak 100 bahagian di antara , Lo dan L1001 senggatan bagi setiap tanda mewakili 1oC.

1 Pernyataan yang manakah berikut adalah benar mengenai haba?

A Haba disukat dalam unit o CB Haba adalah suatu bentuk tenagaC Jasad yang mempunyai suhu yang tinggi mempunyai haba yang banyak.D Haba mengalir daripada jasad bersuhu

yang lebih rendah kepada jasad bersuhu yang lebih tinggi

2 Semasa sebuah kapal angkasa menuju ke bumi semula ia jatuh ke laut ,suhunya adalah beratus-ratus o C tetapi akhirnya suhunya sama dengan suhu air laut.Ini disebabkan

A Suhu kapal angkasa bercampur dengan suhu air laut

B Air laut menyejukkan kapal angkasaC Kapal angkasa membebaskan habaD Keseimbangan terma berlaku

3 Prinsip kerja sebuah termometer merkuri adalah berdasarkan

A Prinsip keabadian suhuB Prinsip pengaliran habaC Prinsip keabadian tenagaD Prinsip keseimbangan terma

4 Kesamaan antara haba dan suhu adalah kedua-duanya adalah

A kuantiti skalarB adalah tenagaC disukat dalam unit S.I.D diukur dengan alat yang sama

5 Sifat termometri bermaksud sebagai

A Kuantiti fizik yang dapat menahan perubahan suhu

B Kuantiti fizik yang tidak mempengaruhi suhu

C Kuantiti fizik yang berubah dengan suhuD Kuantiti fizik yang malar dengan suhu

6 Yang manakah adalah benar mengenai jadual di bawah

Termometer Sifat termometriA Termometer

merkuriPerubahan jisim merkuri dengan suhu

B Termometer Perubahan

TUTORIAL 1

rintangan ketegaran dawai rintangan dengan suhu

C Termometer termogandingan

Perubahan daya gerak elektrik dengan suhu

D Termometer tekanan gas

Perubahan rintangan gas dengan suhu

7 Merkuri biasanya dipilih untuk termometer kerana mempunyai sifat-sifat berikut kecuali

A mengembang dengan seragamB mempunyai takat didih rendahC legap dan senang dilihatD tidak melekat pada kaca

8 Dawai perintang yang digunakan dalam sebuah termometer rintangan elektrik adalah

A konstantan B platinumC kuprum D eureka

9 Pernyataan yang manakah berikut adalah tidak benar mengenai termometer rintangan elektrik?

A Sifat termometri yang dipilih adalah perubahan rintangan elektrik dengan suhu

B Dawai yang digunakan adalah dawai platinum

C Julat pengukurannya ialah antara - 200 o C hingga 1100 o C

D Ia sesuai digunakan untuk mengukur suhu yang berubah dengan cepat.

10 Termometer yang paling sesuai untuk mengukur suhu yang berubah-ubah adalah

A termometer merkuriB termometer rintanganC termometer tekanan gasD termometer termogandingan

11 Semasa menentukurkan takat atas skala sebuah termometer merkuri,termometer itu dimasukkan dalam sebuah hipsometer yangdisambung kepada sebuah termometer supaya

A semua air berubah menjadi stimB air mendidih pada tekanan atmosferaC merkuri mengembang dengan dengan

seragam

D stim yang terhasil terkondensasi semula menjadi air

12 Sebuah termometer merkuri yang belum ditentukurkan mempunyai panjang merkuri 5 cm dan 25 cm apabila dimasukkan dalam ais lebur dan stim masing-masing.Apabila dimasukkan dalam suatu cecair didapati panjangnya menjadi 12 cm.Berapakah suhu cecair tersebut?

A 30 o C B 35 o CC 55 o C D 70 o CE 85o C

13 Panjang turus merkuri sebuah termometer adalah 20 cm dan 8 cm masing-masing apabila dimasukkan dalam stim dan ais lebur. Berapakah panjang turus merkuri apabila dimasukkan dalam suatu bahan besuhu -25 o C?

A 4 cm B 5 cmC 10 cm D 12 cmE 16 cm

14 Sebuah termometer yang belum ditentukurkan dibahagikan 200 bahagian yang sama antara takat ais dan takat stim.Apabila dimasukkan dalam satu kukusan air ,aras merkuri berada pada tanda 120.Suhu kukusan air itu adalah

A 253 K B 313 KC 333 K D 353 KE 373 K

15 Apabila gegelung dawai platinum sebuah termometer rintangan elektrik dalam ais lebur dan air mendidih bacaan miliammeter didapati 100 mA dan 75 mA masing-masing.Apabila gegelung tersebut dimasukkan dalam suatu jasad bacaan miliammeter didapati 40 mA.Suhu jasad itu adalah

A -240 o C B -80 o CC 80 0 C D 240 o CE 300o C

16 Apabila simpang sejuk dan simpang panas sebuah termometer termogandingan masing-masing dimasukkan dalam ais lebur dan stim

bacaan galvanometer didapati 40 mA.Hujung panasnya kemudiannya dimasukkan dalam suatu cecair dan didapati bacaan galvanometer adalah 64 mA.Suhu cecair itu adalah

A 30o C B 100 o CC 1200 o C D 160 oCE 180 oC

17 Pernyataan yang manakah berikut adalah benar mengenai haba kecuali ?

A disukat dalam unit JouleB merupakan satu bentuk tenagaC dipindah dari jasad bersuhu rendah ke

kawasan bersuhu tinggi

18 Prinsip keseimbangan terma di antara dua jasad berlaku apabila

A suhu kedua-dua jasad adalah samaB jisim kedua-dua jasad adalah samaC muatan haba tentu kedua-dua jasad

adalah sama

19 Asas penting dalam pembinaan sebuah termometer, perkara-perkara yang perlu diambil kira adalah

A Sifat termometri suatu bahanB Ketahanannya terhadap suhu bilikC Bahan digunakan mestilah berbentuk cecair

20 Rajah di atas menunjukkan sebuah termometer merkuri.(a) Nyatakan bahagian yang bertanda P..................................................................

Q..................................................................

(b) Apakah prinsip yang digunakan dalam termometer ini.

.............................................................................

(c) Nyatakan sifat termometri yang dipilih dalam termometer ini.

.............................................................................

(d) Tiub kapilari yang digunakan dalam termometer ini mestilah tinggi.Berikan sebabnya.

.............................................................................

(e) Semasa menentukurkan termometer ini didapati panjang turus merkuri apabila dimasukkan dalam ais lebur dan stim adalah 12 cm dan 20 cm masing-masing.Tentukan

(i) Panjang turus merkuri jika termometer ini dimasukkan ke dalam bahan yang bersuhu 20o C.

(ii) Suhu suatu bahan jika panjang turus merkuri menjadi 7 cm apabila termometer dimasukkan dalam bahan itu.

22 Rajah menunjukkan sebuah termometer termogandingan.Simpang sejuknya dimasukkan dalam bikar M yang mengandungi ais lebur dan hujung panasnya dimasukkan dalam bikar N yang mengandungi bahan X.

(a) Mengapakah penunjuk galvanometer terpesong apabila termometer ini dipasang?

....................................................................

....................................................................

(b) Apakah yang terjadi jika(i) bikar M dan bikar N bertukar tempat?

...................................................................

(ii) bahan X dibuang dari bikar N dan diisi dengan air lebur.

...................................................................

(iii) Dawai kuprum diganti dengan dawai konstantan.

....................................................................

(c) Nyatakan dua kelebihan termometer ini.

....................................................................

.............................................................................

(d) Apabila bikar M diisi ais lebur dan bikar N diisi air mendidih bacaan galvanometer didapati 4 mA. Apabila bikar N diisi pula dengan minyak panas manakala bikar M masih mengandungi ais lebur bacaan galvanometer adalah 10 mA.Berapakah suhu minyak panas tersebut.

23 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan prinsip keseimbangan terma.Terangkan bagaimana prinsip ini digunanakan dalam sebuah termometer merkuri.

(b) Apakah yang dimaksudkan sifat

termometri.Apakah sifat termometri yang dipilih dalam sebuah termometer rintangan.

24 (a) Huraikan struktur(i) termometer rintangan

(ii) termometer termogandingan

(b) Huraikan satu eksperimen bagaimana anda menentukurkan sebuah termometer merkuri.

(c) Nyatakan dua kelebihan termometer termogandingan berbanding dengan termometer merkuri.