4.1 MEMAHAMI KESEIMBANGAN TERMA

1. Haba ialah sejenis tenaga yang dipindahkan dari panas ke sejuk.     Unit SI - Joule (J)2. Apabila objek dipanaskan:    a) Tenaga haba diserap    b) Suhu meningkat3. Apabila objek disejukkan:    a) Tenaga haba dibebaskan    b) Suhu menurun4. Suhu ialah kuantiti fizik yang memberitau tentang darjah kepanasan    suatu objek. Diukur dalam darjah Celsius (⁰ C). Unit SI - Kelvin (K)5. Apabila dua objek berlainan darjah kepanasan bersentuhan, tenaga    haba dipindahkan di antara kedua-duanya

 Keseimbangan Terma

 

 1. Suhu kopi panas  > Suhu air paip2. Haba berpindah dari kopi panas ke air paip3. Suhu kopi panas menurun kerana molekul-molekulnya 

kehilangan    tenaga haba.4. Suhu air paip pula meningkat kerana molekul-molekulnya 

menerima    tenaga haba

5. Mekanisme Keseimbangan Terma

  

6. Keseimbangan terma telah dicapai apabila   a) Kadar perpindahan haba antara dua jasad 

adalah sama.   b) Suhu kedua-dua jasad adalah sama

7. Aplikasi keseimbangan terma

    a) Tuala basah diletakkan di dahi orang yang 

mengalami demam panas.        i) Suhu tuala basah < suhu badan pesakit       ii) Tenaga haba dipindahkan dari dahi pesakit ke 

tuala.      iii) Keseimbangan terma dicapai     iv) Tuala di bilas dengan air paip dan prosedur 

diulang      v) Tenaga haba dikeluarkan dari badan pesakit.

  b) Menyejukkan minuman:  

       i) Tambah beberapa ketulan kiub ais     ii)  Haba daripada air panas berpindah 

kepada ais yang sejuk sehingga            keseimbangan terma dicapai.    iii) Suhu akhir minuman bergantung kepada 

jumlah kiub ais yang ditambah

TERMOMETER CECAIR – DALAM – KACA

 1. Contoh cecair yang digunakan ialah merkuri.2. Ciri-ciri yang menyebabkan ia sesuai:    a)  Mengembang seragam apabila dipanaskan.    b) Tidak melekat pada dinding tiub kapilari    c)  Konduktor haba yang baik    d) Takat didih tinggi, 357°C    e)  Legap  (cahaya tidak boleh melaluinya)    f)  Mudah dilihat3. Merkuri dengan jisim tertentu diisi ke dalam bebuli kaca termometer.   Apabila dipanaskan   a)  Haba diserap   b)  Isipadu  merkuri bertambah   c)  Mengembang dan naik dalam tiub kapilari.   d)  Panjang jalur merkuri dalam tiub kapilari menggambarkan        magnitud suhu.

Kaedah  menentu ukur skala termometer Cecair – dalam - kaca

• 1. Takat ais dan takat stim ditentukan dengan kaedah seperti gambarajah di atas.

• 2. Tandakan takat ais dan takat stim.• 3. Perbezaan panjang diantara takat ais dan takat   

stim dibahagi kepada 100 bahagian  yang sama besar

Cara menentukan suhu menggunakan termometer Cecair – dalam - kaca

Contoh:

Rajah di atas menunjukkn jarak di antara limit ais dan limit stim bagi rod termometer merkuri selepas ia dicelupkan ke dalam cecair X. Berapakah suhu cecair X itu?  

4.2. MEMAHAMI MUATAN HABA TENTU 1. Muatan haba suatu bahan ialah kuantiti 

haba yang diperlukan untukmenaikkan suhunya sebanyak 1°C. Unit Si J ºC ˉ

KONSEP MUATAN HABA

a) Suhu A  =  suhu Bb) Muatan haba B  >  Muatan haba Ac) Cecair dalam bekas B mengandungi haba lebih banyak daripada cecair     dalam bekas A Muatan haba suatu bahan bergantung kepada:a) Jisim (semakin besar jisim, semakin tinggi muatan habanya)b) Jenis bahan (bahan berlainan mempunyai muatan haba yang berlainan)c) Kuantiti haba yang dibekalkan

MUATAN HABA TENTU 1. Muatan haba tentu ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan     suhu 1 Kg bahan sebanyak 1°C.2. Simbolnya :  c3. Unit SI:  J kg ¹ ºC ¹ˉ ˉ4. Bahan yang mempunyai muatan haba tentu yang kecil:a) Lebih cepat panas atau sejukb) Contoh: Pekakas memasak diperbuat daripada logam atau bahan yang     mempunyai muatan haba tentu yang rendah kerana cepat panas walau      pun haba yang diserapnya sedikit. 

5. Bahan yang mempunyai muatan haba tentu yang tinggi          a) Lambat untuk menjadi panas atau sejuk.b) Memerlukan lebih banyak haba untuk menaikkan suhu.c) Penebat haba yang baik. Ia digunakan sebagai pemegang alatan 

memasak.       d) Boleh menyerap haba yang banyak dengan kenaikan suhu yang 

sedikit.    Misalnya air bertindak menyerap haba yang banyak sebelum ia 

mendidih,     maka ia digunakan sebagai egen penyejuk dalam radiator kenderaan.e) Semakin tinggi muatan haba tentu bahan, maka semakin tinggi 

tenaga haba       diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan itu sebanyak 1 ºC

6. Menyelesaikan masalah yang melibatkan muatan haba tentu.

a) Hukum keabadian tenaga menyatakan bahawa tenaga tidak boleh dicipta atau dimusnahkan tetapi boleh ditukar dari satu bentuk ke bentuk yang lain.

b) Tenaga haba diperolehi daripada perubahan tenaga yang lain. Misalnya daripada tenaga elektrik, tenaga kinetik atau tenaga keupayaan    

    c) Tenaga elektrik bertukar kepada tenaga haba    Tenaga elektrik = Pt                 Pt = mcθ

d) Tenaga kinetik bertukar kepada tenaga haba    Tenaga kinetik = ½ mv²                    ½ mv² = mcθ e) Tenaga keupayaan bertukar kepada tenaga 

haba    Tenaga keupayaan = mgh                               mgh = mcθ

APLIKASI MUATAN HABA TENTU

1. Air sebagai bahan penyejuk enjin kereta a) Enjin kereta menghasilkan tenaga haba yang sangat 

besar.b) Air dijadikan ejen penyejuk kerana muatan haba 

tentu air adalah tinggi.c) Ia dapat menyerap tenaga haba yang banyak 

daripada enjin lalu menghalang pemanasan enjin yang melampau.

APLIKASI MUATAN HABA TENTU

2. Pekakas rumah dan peralatan memasak. a) Diperbuat daripada bahan yang mempunyai 

muatan haba tentu yang rendah     seperti keluli, tembaga dan aluminium.b) Ia mudah panas menyebabkan suhu naik 

dengan cepat.c) Bentuk tidak berubah walaupun pada suhu 

tinggi.

APLIKASI MUATAN HABA TENTU3. Bayu Laut 

a) Daratan mempunyai muatan haba tentu lebih rendah daripada air laut     menyebabkan suhunya meningkat lebih cepat.  (Daratan lebih panas     daripada laut)b) Udara di atas permukaan daratan turut menjadi panas dan bergerak ke atas.c) Udara sejuk dari laut bergerak ke permukaan daratan sebagai bayu laut.

APLIKASI MUATAN HABA TENTU4. Bayu Darat 

a) Pada waktu malam, haba hilang dari permukaan daratan dan laut. b) Air laut mempunyai muatan haba tentu lebih tinggi daripada 

daratan,        maka ia lebih panas (lambat menjadi sejuk) daripada daratan.c) Udara panas di atas permukaan laut bergerak ke atas.d) Udara sejuk dari daratan bergerak ke permukaan laut sebagai bayu 

darat.

Latihan 1.  Cecair X berjisim 1 kg memerlukan 3800 J tenaga haba untuk menaikkan      suhunya  sebanyak 1°C.    a) Nyatakan nilai muatan haba tentu Cecair X.    b) Kirakan jumlah tenaga haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 

kg Cecair X  sebanyak 3 ᴼC (11 4000 J) 2.  Satu eksperimen telah dijalankan untuk menentukan muatan haba tentu 

air. Sebuah cawan polisterin berjisim 0.4 kg diisi air dan ditimbang. Jisim cawan dan air ialah 2.3 kg. Pemanas 2.0 kW digunakan untuk memanaskan air itu. Selepas 5 minit, suhu air meningkat daripada 27 °C kepada 100 °C .

    a) Kirakan muatan haba tentu air.  (4326 J kg  ¹ ° C  ¹) ̄� ̄�    b) Adakan nilai di (a) sama dengan nilai sebenar? Terangkan jawapan 

anda

   4.3 MEMAHAMI HABA PENDAM     1. Bahan boleh wujud dalam tiga fasa iaitua)    pepejalb)   cecairc)    gas    2. Perubahan fasa akan berlaku a)    Pada suhu dan tekanan tertentu.b)   Dengan menyerap atau membebaskan haba.c)    Diikuti perubahan dalam isipadu dan ketumpatan.

HABA PENDAM    1. Haba pendam ialah jumlah haba yang diserap atau dibebaskan apabila          jasad berubah bentuk fizikalnya tanpa melibatkan perubahan suhu.    2. Jenis-jenis haba pendama)    Haba pendam pelakuranb)   Haba pendam pengewapan  Haba pendam pelakuranIalah haba yang diserap apabila pepejal menjadi lebur tanpa kenaikan suhu. Hapa pendam pengewapanIalah haba yang diserap apabila cecair menjadi gas tanpa kenaikan suhu.

LENGKOK PEMANASAN

LENGKOK PENYEJUKAN

HABA PENDAM TENTU

 1. Ialah haba yang dperlukan untuk mengubah 1 kg bahan tanpa kenaikan suhu.                  Q = mℓ                   Q = tenaga haba                  m = jisim dalam kg                   ℓ = haba pendam tentu 2. Unit SI ialah joule per kilogram (J kg ¹)ˉ 3. Kuantitinya bergantung kepada:a) Jisim bahanb) Jenis bahan 

4. Haba pendam tentu perlakuran:Haba yang dperlukan untuk mengubah 1 kg pepejal kepada cecair tanpakenaikan suhu. 5. Haba pendam tentu penewapanHaba yang dperlukan untuk mengubah 1 kg cecair kepada wap (gas) tanpa kenaikan suhu. 6. Contoh  :Haba pendam tentu perlakuran ais ialah 336 000 J kg ¹. Berapakah jumlah ˉhaba yang diperlukan untuk meleburkan  2.5 kg ais pada suhu 0 ºC Haba yang diperlukan,                       Q = mℓ                           = 2.5 x 336 000                           = 840 000 J                                        = 840 kJ

7. Aplikasi haba pendam tentu a. Penyejukan minuman    Semasa ais melebur, satu kuantiti haba pendam yang besar (336 kJ) diserap     daripada minuman, menjadikan minuman itu lebih sejuk dan segar. b. Mengukus makanan    Haba pendam tentu pengewapan air sangat besar (2260 kJ kg-1). Semasa 

    makanan distimkan (kukus) wap air membebaskan kuantiti haba pendam     tersebut yang akan mengalir kepada makanan

c. Mengekalkan kesegaran ikan/makanan laut/ ayam dll     Haba pendam tentu perlakuran ais yang besar membolehkannya menyerap      kuantiti haba yang banyak apabila ia melebur. Oleh itu makanan boleh      disimpan lebih lama pada suhu yang rendah. d. Menyejukkan badan selepas berpeluh     Badan kita berasa sejuk selepas berpeluh kerana haba pendam 

     pengewapan air menyerap haba daripada badan apabila peluh menyejat.      Kesanya badan kita menjadi sejuk apabila haba diserap.

Latihan1. Kien Tzee mendapati 80g ais pada suhu 0⁰C dapat menyejukkan 0.28 kg air teh limau dari 32⁰C kepada 6⁰C.  (Haba pendam tentu ais = 3.36 x 105 J kg⁻1,   Muatan haba tentu air = 4200 J kg⁻1,  ⁰C⁻1,).     a) berapakah tenaga yang diperoleh          i) ais yang sedang melebur (26880 J)         ii) ais lebur (2016 J)    b)  i) berapakah tenaga yang hilang daripada air teh limau (28896 J)         ii) nyatakan andaian yang anda buat di (b) (i)    c) Kirakan nilai muatan haba tentu air teh limau itu. (3969 J kg -1 ⁰C -1) 2.  Sebuah cerek elektrik mengandungi 3 kg air. Kirakan jumlah haba yangdiperlukan untuk mendidihkan semua air kepada wap selepas mencapai takat didihnya. (6.78 x 106 J)(Haba pendam tentu pengewapan air ialah 2.26 x 106 Jkg-1) 3. Berapakah haba yang  diperlukan untuk menukarkan 4 g ais kepada stim (wap air) pada 100 °C. (Haba pendam tentu pelakuran ais ialah 336 000 J kg-1, Haba pendam tentu pengewapan air ialah 2.26 x 106 J kg-1, Muatan haba tentu air ialah 4.2 x 103 J kg-1 °C-1) (1.21 x 104 J)

4.4 MEMAHAMI HUKUM GAS TEORI KINETIK GAS1.    Berdasarkan andaian-andaian:2.    Molekul-molekul dalam gas bergerak bebas secara rawak dan mempunyai      tenaga kinetik.3.    Daya tarikan antara molekul-molekul boleh diabaikan.4.    Perlanggaran molekul antara satu sama lain dan dengan dinding bekas      bertutup adalah perlanggaran elastik.5.    Kadar perubahan momentum apabila molekul-molekul gas menghentam      dinding bekas dan melantun semula, menghasilkan daya yang bertindak      terhadap dinding tersebut.6.    Sifat gas bergantung kepada 3 pemboleh ubah, iaitua)    Isipadu, Vb)   Tekanan, Pc)    Suhu, T

HUKUM GAS

 1.    Menerangkan hubungan di antara isipadu, tekanan dan suhu gas.2.    Tiga Hukum Gasa)    Hukum Boyle (hubungan antara tekanan dan isipadu  pada     suhu malar)b)   Hukum Charles (hubungan antara suhu dan isipadu pada     tekanan malar)c)    Hukum Tekanan (hubungan antara tekanan dan suhu pada       isipadu malar)      

HUKUM BOYLE

Menyatakan bahawa tekanan bagi suatu gas berjisim tetap adalah berkadar songsang dengan isipadunya, jika suhu dimalarkan

  

Graf mengikut Hukum Boyle 

HUKUM CHARLES

Menyatakan bahawa isipadu suatu gas yang berjisim tetap adalah  berkadar 

langsung kepada suhu mutlak (dalam Kelvin), apabila tekanannya dimalarkan

  

Graf memenuhi Hukum Charles

 

HUKUM TEKANAN

Menyatakan bahawa tekanan gas berjisim tetap adalah  berkadar langsung  kepada suhumutlak,  apabila isipadunya  dimalarkan.

  

Graf mematuhi Hukum Tekanan

APLIKASI HUKUM GAS 1.    Pam basikal (Piston ditolak ke dalam silinder)a.    Udara di dalamnya dimampatkan (isipadu berkurang), menyebabkan       tekanan udara dalam silinder meningkat  (Hukum Boyle)b.   Tekanan udara dalam silinder lebih tinggi daripada dalam tayar.c.    Injap pada tayar terbuka lalu udara mengalir dari silinder ke dalam tayar. 2.    Tayar  (Kereta sedang bergerak)a.    Suhu udara dalam tayar meningkat (di sebabkan daya geseran), lalu       isipadu udara dalam tayar juga meningkat (Hukum Charles) 3.    Belon udara panas:a.    Udara dalam belon dipanaskanb.    Suhu meningkat lalu isipadu udara juga meningkat  (Charles’s Law).       belon mengembangc.    Isipadu udara yang disesarkan oleh belon meningkat menyebabkan      daya apungan bertambah. (Prinsip Archimedes)d.    Belon naik jika daya apungan lebih tinggi daripada berat.