modul sains untuk non teknologi semester 2 diploma vokasional malaysia

Sains Untuk Non Teknologi / DIPLOMA VOKASIONAL MALAYSIA SEMESTER 2

Bil Standard Kandungan Standard Pembelajaran

Kriteria Pencapaian

1. KOMPOSISI KIMIA DALAM SEL

1.1 Menjelaskan komposisi kimia dalam sel

1.1.1 Menyatakan unsur dalam sel1.1.2 Menyenaraikan sebatian kimia di dalam sel1.1.3 Menerangkan kepentingan sebatian organik di dalam sel1.1.4 Menerangkan kepentingan air di dalam sel

1.2 Menerangkan tentang karbohidrat

1.2.1 Menyatakan unsur-unsur dalam karbohidrat1.2.2 Menyatakan jenis-jenis karbohidrat

1.3 Menjelaskan tentang protein

1.3.1 Menyatakan unsur-unsur dalam protein 1.3.2 Menyatakan pelbagai struktur protein

1.4 Menjelaskan tentang lipid

1.4.1 Menyatakan unsur-unsur dalam lipid1.4.2 Menyatakan jenis-jenis lipid yang utama

2. GELOMBANG 2.1 Memahami gelombang elektromagnet

2.1.1 Memerihalkan gelombang2.1.2 Menyenaraikan spektrum gelombang elektromagnet2.1.3 Menyatakan bahawa gelombang mikro merupakan sebahagian daripada spektrum elektromagnet 2.1.4 Menyatakan sumber gelombang mikro2.1.5 Menyatakan ciri-ciri umum gelombang mikro2.1.6 Menyatakan aplikasi gelombang mikro2.1.7 Menerangkan kesan sampingan terhadap pendedahan yang berlebihan kepada komponen tertentu spektrum elektromagnet

3. HABA 3.1 Memahami muatan haba tentu

3.1.1 Menyatakan maksud muatan haba

tentu (c), c= Qmθ

3.1.2 Menentukan muatan haba tentu cecair dan muatan haba tentu pepejal3.1.3 Menghuraikan aplikasi muatan haba tentu3.1.4 Menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan muatan haba tentu

1 |


MODUL 1:KOMPOSISI

KIMIA DALAM SEL

1.1 KOMPOSISI KIMIA DALAM SEL

1. Semua sel mengandungi pelbagai molekul yang terdiri daripada unsur.

2 |


2. Unsur yang paling banyak terdapat dalam satu sel adalah oksigen, karbon, hidrogen dan nitrogen.

3. Unsur-unsur lain yang terdapat dalam suatu sel termasuk sulfur, fosforus, kalsium, kalium, magnesium,

klorin, natrium dan ferum.

4. Unsur-unsur utama seperti karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur dan fosforus dalam sel berpadu

antara satu sama lain untuk membentuk pelbagai sebatian kimia.

5. Unsur lain seperti kalsium, magnesium, klorin, kalium, natrium dan ferum wujud sebagai ion dalam sel

dan diperlukan untuk menjalankan fungsi tertentu.

6. Ion-ion mineral ini adalah penting sebagai molekul organik. Contohnya,ferum dalam hemoglobin,

magnesium dalam klorofil, kalsium dan fosforus dalam tulang.

7. Sebatian kimia boleh dibahagikan kepada dua jenis:

Sebatian Organik Sebatian tak organik

Mengandungi unsur karbon Tidak mengandungi unsur karbon

Contoh sebatian organik dalam sel:

karbohidrat, lipid, protein dan asid nukleik

Contoh sebatian tak organik:

Air

KEPENTINGAN SEBATIAN ORGANIK DALAM SEL

1. Karbohidrat

2. Lipid

3 |

Karbohidrat

Untuk membekal tenaga semasa respirasi

Untuk membentuk rangka rangka luaran serangga

Untuk membina dinding sel dalam sel tumbuhan

Sebagai makanan simpanan dalam bentuk glikogen di dalam hati dan otot-otot, sebagai kanji di sel-sel tumbuhan

Untuk membina dwilapisan fosfolipid yang terkandung dalam membran plasma


3. Protein

4. Asid Nukleik

(a) Terdiri daripada unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan fosforus.

(b) Unit asas bagi asid nukleik ialah nukleotida, setiap nukleotida terdiri daripada tiga juzuk, iaitu gula

pentosa, kumpulan fosfat dan bes bernitrogen.

struktur nukleotida

(c) Terdapat dua jenis asid nukleik:

4 |

Lipid

Untuk melindungi organ-organ dan sebagai penebat haba

Sebagai pelarut vitamin A, D, E, dan K

Sebagai sumber tenaga

Untuk sintesis hormon steroid termasuk hormon seks

Membentuk jus hempedu dalam hati untuk pencernaan lemak

Sebagai hasil simpanan dalam bentuk tisu adipos di dalam haiwan dan lemak atau minyak di dalam biji benih

Protein

Untuk membentuk struktur sel seperti protoplasma Membina tisu penghubung seperti tendon, ligament dan otot

Membina otot-otot untuk pergerakanMembentuk molekul protein di dalam membran plasma

Membentuk hemoglobin dalam sel darah merah untuk mengangkut oksigen

Untuk menghasilkan sel-sel baru

Mensintesiskan enzim-enzim dan hormon-hormon untuk mengawal proses kimia

Mensintesiskan antibodi bagi mempertahankan badan daripada penyakit


(i) DNA (asid deoksiribonukleik)terdiri daripada dua rantai polinukleotida yang berpintal antara satu

sama lain dan berbentuk heliks ganda dua.

(ii) RNA (asid ribonukleik) yang lebih pendek dan terdiri daripada satu rantai polinukleotida sahaja

(d) Kepentingan asid nukleik dalam sel:

(i) Membawa maklumat genetik dalam semua sel hidup.

(ii) Mensintesis protein secara terus

(iii) Menentukan sifat-sifat yang diwarisi daripada ibubapa

(iv) Mengawal semua aktiviti utama sel seperti tindak balas kimia dan pertumbuhan.

KEPENTINGAN AIR DALAM SEL

(a) Sebagai komponen utama dalam protoplasma

(b) Sebagai medium pengangkutan dalam sel-sel dan antara sel-sel.

(c) Membenarkan pertukaran kimia dalam larutan.

(d) Sebagai satu medium untuk tindak balas biokimia di dalam sel.

(e) Sebagai pelarut untuk melarutkan gas-gas respirasi (oksigen dan karbon dioksida) dan

membenarkan resapan gas dalam alveolus dan sel-sel.

(f) Memberi sokongan terutama kepada tumbuhan berbatang lembut apabila sel tumbuhan adalah

segah.

1.2 MENERANGKAN TENTANG KARBOHIDRAT

5 |


KARBOHIDRAT

1. Karbohidrat mengandungi unsur karbon, hidrogen dan oksigen.

2. Terdapat tiga jenis kumpulan utama karbohidrat iaitu monosakarida, disakarida dan polisakarida.

(A) MONOSAKARIDA

1. Monosakarida merupakan UNIT ASAS bagi karbohidrat.

2. Monosakarida adalah gula ringkas seperti glukosa, fruktosa dan galaktosa.

3. Satu monosakarida mengandungi satu kumpulan kimia yang dibina daripada gelang karbon, hidrogen

dan atom-atom oksigen.

4. Semua monosakarida adalah gula penurun.

5. Kewujudan gula penurun boleh diuji dengan menggunakan ujian Benedict.

(a) Semasa gula ringkas dididihkan dengan reagen Benedict, warnanya bertukar dari biru kepada

hijau, kuning, jingga, dan akhirnya mendakan merah bata dihasilkan.

(b) Gula ringkas menurunkan ion kuprum dalam reagen Benedict kepada kuprum (I) oksida tak larut.

(B) DISAKARIDA

1. Disakarida merupakan gula kompleks.

2. Satu disakarida mengandungi dua monosakarida yang bergabung secara kimia melalui suatu proses

yang dipanggil kondensasi. Dalam proses ini, satu molekul air dihasilkan.

3. Contoh-contoh disakarida ialah maltosa (gula malt), sukrosa (gula tebu), dan laktosa (gula susu).

4. Maltosa terdiri daripada dua molekul glukosa. Sukrosa mengandungi satu glukosa dan satu

fruktosa. Laktosa adalah terdiri daripada satu glukosa dan satu galaktosa.

6 |

kondensasimonosakarida + monosakarida --------------> disakarida +air

glukosa + glukosa -------------->maltosa +air

glukosa + fruktosa -------------->sukrosa +air

glukosa + galaktosa -------------->laktosa +air

kondensasi


5. Disakarida boleh diputuskan kepada monosakarida melalui proses yang dipanggil hidrolisis. Proses

ini memerlukan satu molekul air untuk memutuskan disakarida.

6. Semua disakarida merupakan gula penurun kecuali sukrosa yang merupakan gula bukan penurun.

7. Sukrosa, iaitu gula bukan penurun, boleh diuji dengan proses berikut:

(a) Larutan sukrosa dididihkan dengan asid hidroklorik untuk membekalkan molekul air bagi memutuskan

gula kompleks kepada gula ringkas.

(b) Larutan itu dineutralkan dengan natrium hidroksida.

(c) Reagen Benedict ditambah ke dalam larutan dan dididihkan.

(d) Mendakan merah bata terbentuk menunjukkan kewujudan gula penurun.

(e) Satu ekperimen kawalan disediakan dengan mendidihkan larutan sukrosa yang mengandungi reagen

Benedict. Larutan kekal berwarna biru menunjukkan ia tidak mempunyai gula penurun.

(f) Dengan membandingkan kedua-dua keputusan, bolehlah disimpulkan bahawa sukrosa merupakan

suatu gula kompleks dan gula bukan penurun. Apabila sukrosa dihidrolisis oleh asid, gula ringkas

(glukosa dan fruktosa) yang merupakan gula penurun akan terbentuk.

7 |

Laktosa + air --------------> glukosa + galaktosa

Maltosa + air --------------> glukosa + glukosa

Sukrosa + air --------------> glukosa + fruktosa

Disakarida +air --------------> monosakarida + monosakaridahidrolisis


(C) POLISAKARIDA

1. Polisakarida adalah suatu gula kompleks yang besar.

2. Polisakarida mengandungi banyak monosakarida yang bergabung bersama-sama secara kondensasi

untuk membentuk gula ringkas yang berantai panjang dan dipanggil polimer.

3. Contoh-contoh polisakarida ialah kanji, glikogen dan selulosa.

4. Kanji dihasilkan oleh tumbuhan sebagai bentuk makanan dalam simpanan. Glikogen dibentuk oleh

haiwan untuk menyimpan glukosa. Selulosa adalah suatu struktur polisakarida dalam sel-sel tumbuhan.

8 |

KARBOHIDRATMONOSAKARIDA

* Gula ringkas*Gula penurun

* Unit asas karbohidrat (monomer)

Contoh: glukosa, fruktosa & galaktosa

DISAKARIDA* Gula kompleks

* Mengandungi dua monosakarida

*Contoh :maltosa, sukrosa & laktosa

* Gula penurun kecuali sukrosa

POLISAKARIDA

Kanji* Karbohidrat disimpan

dalam sel tumbuhan

Glikogen*Karbohidrat disimpan

dalam sel haiwan

Selulosa*Membentuk dinding sel dalam tumbuhan


1.3 MENJELASKAN TENTANG PROTEIN

PROTEIN

1. Protein terdiri daripada unsur karbon, hidrogen, oksigen, sulfur nitrogen dan fosforus.

2. Protein adalah molekul-molekul yang besar dan kompleks.

3. Monomer (unit asas) bagi protein adalah asid amino.

4. Molekul-molekul asid amino bergabung untuk membentuk protein melalui proses yang dipanggil

kondensasi.

5. Asid-asid amino digabung bersama-sama oleh ikatan peptida untuk membentuk dipeptida pendek dan

polipeptida yang lebih panjang,

6. Dua molekul asid amino digabung oleh satu ikatan peptida untuk membentuk dipeptida. Satu molekul

air dihasilkan.

7. Polipeptida dibentuk semasa banyak molekul asid amino bergabung bersama-sama untuk

membentuk rantai panjang asid amino. Rantai polipeptida diubah suai untuk membentuk protein.

8. Polipeptida diputuskan melalui satu siri tindak balas hidrolisis untuk menjadi dipeptida dan akhirnya

menjadi asid amino.

9. Terdapat 20 jenis asid amino yang berbeza di dalam protein sel hidup.

10. Asid amino dikelaskan kepada dua jenis:

Asid amino penting Asid amino tak penting

Tidak boleh disintesis oleh sel-sel badan

Diperoleh daripada makanan

Boleh disintesis oleh badan

Tidak perlu diperoleh daripada makanan

11. Makanan yang mengandungi semua asid amino penting dalam kuantiti yang mencukupi dipanggil

protein kelas pertama seperti susu, daging dan telur.

12. Makanan yang kurang beberapa asid amino asas dipanggil protein kelas kedua, contohnya tumbuh-

tumbuhan seperti bijirin jagung.

9 |

Asid amino + asid amino dipeptida + air


13. Struktur protein boleh dikelaskan kepada empat tahap:

(a) Struktur pertama

Asid amino disusun dalam urutan untuk membentuk rantai polipeptida yang lurus dan panjang.

(b) Struktur kedua

Polipeptida yang berlingkar untuk membentuk heliks atau kepingan berlipat.

(c) Struktur ketiga

Heliks atau kepingan berlipat dilipat dengan pelbagai cara untuk membentuk protein globular (berbentuk

3D) seperti enzim, hormon, protein plasma dan antibodi.

10 |


(d) Struktur keempat

Dua atau lebih rantai polipeptida tertier yang berlipat bergabung untuk membentuk protein besar yang

kompleks. Contoh ialah hemoglobin yang terdiri daripada empat rantai polipeptida.

1.4 MENJELASKAN TENTANG LIPID

LIPID

1. Lipid ialah sebatian-sebatian organik yang mengandungi karbon, hidrogen dan oksigen.

2. Jenis utama lipid ialah lemak, minyak, lilin, fosfolipid dan steroid seperti kolestrol, testosteron, estrogen

dan progesteron.

3. Lemak adalah pepejal dalam suhu bilik kerana takat leburnya yang tinggi manakala minyak adalah

cecair dalam suhu bilik kerana takat leburnya yang rendah.

4. Lemak dan minyak ditempatkan dalam kategori yang dipanggil trigliserida.

5. Satu trigliserida terdiri daripada satu gliserol dan tiga asid lemak.

Struktur trigliserida

11 |

Gliserol

Asid Lemak

Asid Lemak

Asid Lemak


6. Pembentukan lemak dan minyak (trigliserida) meliputi tindak balas kondensasi antara gliserol dan asid

lemak.

7. Dalam kehadiran enzim-enzim, tiga asid lemak diikat secara kovalen untuk membentuk satu

trigliserida. Tindak balas ini menghasilkan tiga molekul air.

+

8. Pemecahan lemak dan minyak meliputi tindak balas hidrolisis.

9. Dalam kehadiran enzim-enzim, lemak dan minyak dipecahkan untuk membentuk gliserol dan asid

lemak.

Lemak Tepu dan Lemak Tak Tepu

1. Terdapat dua jenis lemak iaitu lemak tepu dan lemak tak tepu.

2. Lemak tepu ialah suatu trigliserol yang mengandungi asid lemak tepu. Lemak itu ditepu dengan

hidrogen.

3. Lemak tak tepu mengandungi bilangan hidrogen yang lebih kurang daripada nombor hidrogen yang

maksimum dan ia mengandungi asid lemak tak tepu.

H H H H H H H H

C C C C C C =C C

H H H H H H

(a) Lemak tepu (b) Lemak tak tepu

12 |

Gliserol

Asid Lemak

Asid Lemak

Asid Lemak

Kondensasi

Hidrolisis

Gliserol

Asid Lemak

Asid Lemak

Asid Lemak


4. Perbandingan antara lemak tepu dan lemak tak tepu

Lemak tepu Lemak tak tepu

Persamaan Kedua-dua ialah trigliserida dan mempunyai asid lemak

Perbezaan 1. Mengandungi asid lemak tepu Mengandungi asid lemak tak tepu

2. Rantai karbonnya mengandungi nombor

hidrogen yang maksimum

Rantai karbonnya tidak tepu dengan

hidrogen.Masih boleh menerima hidrogen.

3. Tiada ikatan berganda pada karbon

kepada karbon dalam asid lemak

Mengandungi sekurang-kurangnya satu

ikatan berganda karbon kepada karbon

dalam asid lemak

4. Pepejal dalam suhu bilik Cecair dalam suhu bilik

5. Mempunyai takat lebur yang tinggi Mempunyai takat lebur yang rendah

6. Meningkatkan tahap kolestrol dalam

darah

Menurunkan tahap kolestrol dalam darah

7. Meningkatkan risiko penyakit jantung

kerana kolestrol yang berlebihan akan

berkumpul dan menolak pada dinding arteri

lalu menghalang pengaliran darah

Tidak meningkatkan risiko penyakit jantung

kerana tidak mempunyai kolestrol yang

berkumpul pada dinding arteri

Contoh: Lemak haiwan Contoh: Minyak tumbuhan spt minyak

kacang

13 |


MODUL 2:

GELOMBANG

2.1 Memahami gelombang elektromagnet

14 |


Memerihalkan gelombang

1. Gelombang ialah suatu gerakan berayun berulangan yang merambat melalui suatu ruang.

2. Gelombang boleh dijana melalui getaran.

3. Gelombang digunakan untuk menyebarkan maklumat dari satu kawasan ke kawasan lain misalnya

untuk siaran radio dan televisyen.

Sifat-sifat gelombang

1. Terdapat beberapa sifat yang berkaitan dengan gelombang, iaitu:

(a) panjang gelombang

(b) frekuensi gelombang

(c) amplitud gelombang

(d) halaju gelombang

Sifat Gelombang Penerangan

Panjang gelombang Jarak antara dua puncak/lembangan gelombang yang berturutan

Frekuensi gelombang Bilangan gelombang lengkap yang dijana dalam masa satu saat

Amplitud gelombang Jarak yang disesarkan oleh gelombang dari kedudukan asal

Halaju gelombang Jarak yang dilalui oleh gelombang dalam masa satu saat

15 |

Sesaran / cm

Panjang gelombang, Lembangan

Puncak / cm

Lembangan

Jarak / cm

Amplitud


2. Frekuensi disukat dalam unit hertz (Hz).

3. Satu hertz ialah satu ayunan gelombang lengkap yang dijana dalam masa satu saat. Misalnya, 200 Hz

memberi maksud 200 gelombang lengkap yang dijana dalam masa satu saat.

Frekuensi ialah jumlah gelombang yang dijana per saat, f= 1T

(T = Masa satu panjang gelombang)

Halaju gelombang = Frekuensi x Panjang Gelombang

Contoh 1

Satu sumber menghasilkan gelombang bunyi yang berfrekuensi 250 Hz dengan panjang gelombang 2m.

Berapakah halaju gelombang itu?

Penyelesaian:

Contoh 2

Suatu gelombang mempunyai halaju gelombang 300 ms-1 dan frekuensi 150 Hz. Berapakah panjang

gelombang tersebut?

Penyelesaian:

Spektrum elektromagnet

16 |


Gelombang radio Sinar sinar X sinar cahaya inframerah Gama ultraungu nampak Gelombang Gelombang

Gelombang untuk untukMikro televisyen radio

1. Gelombang elektromagnet ialah gelombang yang mempunyai sifat elektrik dan magnet.

2. Gelombang elektromagnet terdiri daripada:

(a) sinar gama

(b) sinar X

(c) sinar ultraungu

(d) cahaya nampak

(e) sinaran inframerah

(f) gelombang radio

3. Gelombang radio pula dapat dibahagikan kepada:

(a) gelombang mikro

(b) gelombang untuk siaran televisyen

(c) gelombang untuk siaran radio

4. Setiap gelombang elektromagnet berbeza dari segi panjang gelombang dan frekuensi.

5. Semua gelombang elektromagnet:

(a) bergerak dengan laju cahaya, iaitu kira-kira 3 x 108 ms-1

17 |


(b) boleh bergerak menerusi vakum

(c) mematuhi persamaan gelombang ,

(d) Ia adalah gelombang melintang

(e) Ia menunjukkan sifat-sifat gelombang seperti pantulan, pembiasan, pembelauan dan interferens.

(f) Ia memindahkan tenaga dari satu tempat ke tempat yang lain

Gelombang Mikro

1. Gelombang mikro (microwaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi yang tinggi iaitu 10-3 m

hingga 10-1m

2. Gelombang mikro boleh dihasilkan melalui peranti elektronik seperti tiubmagnetron,klystron dan

gyrotron.

3. Ciri-ciri umum gelombang mikro ialah:

i. Mempunyai frekuensi yang tinggi yang dapat menyediakan lebar jalur yang lebih besar untuk

digunakan dalam sistem komunikasi. Ini akan menyebabkan saluran bertambah, bermakna lebih

banyak penghantaran maklumat boleh dilakukan serentak.

ii. Mempunyai panjang gelombang yang pendek.

iii. Ia dipantulkan apabila mengenai permukaan logam.

iv. Dapat memanaskan sesuatu bahan dengan menggetarkan atom dan molekul bahan

tersebut. Kadar pemanasan bergantung kepada keamatan (intensity) sinaran mikro (microwaves

radiation) dan jumlah masa bahan tersebut didedahkan kepadanya.

v. Ia dapat melalui kaca dan plastik

vi. Ia dapat melalui atmosfera

vii. Ia dapat melalui ionosfera tanpa dipantulkan

viii. Ia bolehdiserap oleh molekul air

ix. Penghantarannya dipengaruhi oleh sifat-sifat gelombang seperti pantulan, pembiasan,

pembelauan dan interferens.

Apa itu ionosfera?

Ionosfera adalah lapisan bahagian teratas dan terpenting dalam atmosfera bumi kita. Ionosfera sangat

penting kerana ia menapis radiasi cahaya matahari (UV dan sebagainya) agar tidak terus ke bumi.

APLIKASI GELOMBANG MIKRO

18 |


(A) Gelombang mikro dalam Satelit dan Telefon Selular

1. Gelombang mikro mempunyai panjang gelombang yang pendek menyebabkan gelombang ini hanya

boleh bergerak dalam garis lurus tanpa kehilangan banyak tenaga.

2. Oleh sebab gelombang mikro tidak dapat dibelaukan oleh halangan bulat, pemancaran dan

penerimaan gelombang mikro hanya boleh melalui satelit komunikasi.

3. Bagi mengekalkan komunikasi antarabangsa, tiga buah satelit dilancarkan ke dalam orbit di atas

khatulistiwa pada altitud 35700 km. Tempoh peredaran satelit-satelit adalah sama dengan tempoh

putaran Bumi, iaitu 24 jam. Oleh itu, satelit kelihatan pegun di orbit.

a) Gelombang mikro dipancarkan dari stesen pemancar A di bumi ke satelit intelsat1.b) Satelit intelsat 1 akan memperkuatkan gelombang mikro ini dan memancarkannya kembali ke

stesen penerima B.c) Kemudian, isyarat gelombang mikro dipancarkan dari stesen B ke satelit Intelsat 2, kemudian dari

satelit intelsat 2 ke stesen C.d) Isyarat gelombang mikro yang diterima oleh stesen C seterusnya disiarkan ke seluruh rantau

menggunakan sebilangan stesen geganti.

4. Ia membolehkan komunikasi antarabangsa yang cekap dan pantas melalui emel, internet, telefon, faks, radio dan televisyen.

Penghantaran isyarat gelombang mikro menggunakan telefon selular/mudah alih

19 |

Satelit Intelsat 1(Lautan Atlantik)

Satelit Intelsat 2(Lautan Pasifik)

Satelit Intelsat 3(Lautan Hindi)

A

B

C


1. Telefon mudah alih menetapkan sambungan tanpa wayar menggunakan gelombang

mikrodengantiang pemancar(transmitter)yang berdekatan. Ini adalah sambungan dua hala, bermakna

kedua-dua boleh menghantar dan menerima maklumat. Tiang pemancar mempunyai sambungan

kepada pusat rangkaian telefon, membolehkan panggilan disambung dengan mana-mana telefon lain di

dunia.

2. Apabila panggilan telefon dibuat, isyarat gelombang mikro(panggilan) akan dihantarke tiang

pemancar, tiang pemancar pula menghubungkannya ke pusat pemprosesan rangkaian.

3. Pusat pemprosesan rangkaian pulamenghantar isyarat gelombang mikro ke tiang pemancar lain

(tiang pemancar yang berdekatan dengan penerima panggilan)yang seterusnya akan

menyambungkannya ke telefon bimbityang menerima panggilan.

4. Jarak penghantaran ke tiang pemancar adalah mengikut susunan beberapa kilometer, jadi tiang

pemancar diletakkan cukup dekat bersama-sama untuk isyarat bertindih.

5. Kawasan yang diliputi oleh sebuah tiang pemancar tunggal disebut sebagai 'sel' atau 'tapak.' Satu

kawasan metropolitan besar mungkin mempunyai beratus-ratus sel untuk meliputi rangkaian seluruh

rantau.

6. Jika kita berada di kawasan yang terpencil dan jauh dari tiang pemancar yang paling hampir, telefon

akan kehilangan sambungan kepada pusat pemprosesan rangkaian.

7. Ini merupakan 'zon mati' yang memberi maksud tiada perkhidmatan. Perkhidmatan juga tiada di

lokasi di mana isyarat gelombang mikromempunyai kesukaran untuk menembusi seperti

kawasanberlogam dan berkonkrit. Ini adalah sebab mengapa kita sering kehilangan isyarat dalam lif

atau di garaj tempat letak kereta bawah tanah.

8. Tempat lain di mana telefon tidak berfungsi? Ia berlaku di dalam kapal terbang pada ketinggian 30,000

kaki. Rangkaian selular menggunakan menara darat, jadi sebaik sahaja anda di udara, anda akan

kehilangan isyarat.

(B) Gelombang mikro dalam ketuhar (oven)

20 |


1. Frekuensi gelombang mikro (tenaga) boleh dipilih. Gelombang mikro diserap oleh molekul air

menyebabkan molekul air bergetar dan meningkatkan tenaga kinetiknya.

2. Kesan ini boleh digunakan untuk memanaskan bahan yang mengandungi airseperti makanan.

3. Jika frekuensi yang paling kuat digunakan dalam ketuhar ia hanya memasakkan makanan di bahagian

luarannya sahaja kerana semua gelombang mikro telah diserap sebelum ia dapat menembusi makanan.

4. Oleh itu, frekuensi yang digunakan dalam ketuhar gelombang mikro akan ditukarkankepada frekuensi

yang boleh menembusi kira-kira 1cm ke dalam makanan.

5. Tenaga haba mengalir dari kawasan panas ke kawasan sejuk melalui proses konduksi (conduction)

dan perolakan (convection)yang akan menyebarkan haba ke seluruhan makanan dan seterusnya

menjadikan makanan masak dengan sekata.

6. Sel-sel di dalam tubuh kita mengandungi molekul air, radiasi ketuhar gelombang mikro boleh

memanaskan sel-sel badan kita dan sangat berbahaya jika ia adalah pada intensiti yang tinggi

keranaboleh membakar tisu badan.

7. Radiasi gelombang mikro tersimpan di dalam ketuhar dengan kasus logamdan jaringan logam boleh

pantul dibahagian pintunya.

Kesan sampingan terhadap pendedahan yang berlebihan kepada komponen tertentu spektrum

elektromagnet

21 |


1. Frekuensi dan tenaga gelombang elektromagnet meningkat dengan berkurangnya panjang

gelombang.

2. Gelombang elektromagnet dengan kuasa penembusan yang tinggi adalah berbahaya kepada

kesihatan manusia.

3. Oleh itu, langkah berjaga-jaga mesti diambil bagi mengelakkan pendedahan keterlaluan atau

berlebihan.

Gelombang elektromagnet Kesan berbahaya Langkah berjaga-jaga

Radio gelombang panjang (LW) Tidak ada bukti berbahaya

Radio gelombang sederhana

(MW)

Tidak ada bukti berbahaya

Radio gelombang pendek (SW) Tidak ada bukti berbahaya

Radio FM Tidak ada bukti berbahaya

Radio UHF Tidak ada bukti berbahaya

Gelombang mikro - Kesan panas pada tisu badan

- boleh jadi sebab berlakunya

tumor otak

- Jaringan logam yang menyerap

gelombang mikro

-Berhati-hati semasa

menggunakan telefon bimbit

- Tidak mendekati pencawang

penerima gelombang mikro

Sinaran inframerah Kesan pemanasan pada tisu

badan

Permukaan pantulan

Cahaya nampak Tidak ada bukti berbahaya

Sinaran ultraungu Pendedahan yang berlebihan

boleh menyebabkan barah kulit

dan kerosakan mata (katarak

mata)

- Mengelakkan diri daripada

terdedah kepada matahari

secara berlebihan

- Menggunakan krim pelindung

matahari atau menggunakan

pakaian yang sesuai

- Mengurangkan penggunaan

klorofluorokarbon (CFC) yang

menyebabkan penipisan lapisan

ozon (O3)

Sinar-X Merosakkan tisu hidup dan boleh - Gunakan perisai plumbum

22 |


menyebabkan kanser

Sinar gama Menyebabkan kerosakan serius

pada tisu benda hidup dan juga

boleh menyebabkan kanser

- Gunakan konkrit tebal dan

perisai plumbum

23 |


MODUL 3:

HABA

MUATAN HABA TENTU

Muatan Haba

24 |


1. Muatan haba suatu bahan ditakrifkan sebagai kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu

bahan itu sebanyak 1°C.

2. Muatan haba diukur dalam joule per darjah Celcius (J°C-1)

3.

Rajah 1

a) Rajah 1 menunjukkan satu bikar mengandungi

1kg parafin dan satu bikar lain yang

mengandungi 1kg air.

b) Jika kedua-dua bikar itu dipanaskan dengan

menggunakan penunu Bunsen yang sama,

kenaikan suhu parafin didapati adalah kira-kira

dua kali kenaikan suhu air.

c) Eksperimen ini menunjukkan bahawa bahan-

bahan yang berlainan yang sama jisim

mengalami kenaikan suhu yang berbeza

apabila dibekalkan kuantiti haba yang

sama

d) Eksperimen ini juga menunjukkan bahawa

parafin mempunyai muatan haba yang lebih

kecil berbanding dengan air yang mempunyai

jisim yang sama.

Rajah 2

a) Rajah 2 menunjukkan dua bikar A dan B yang

mengandungi jisim air yang berlainan.

b) Jika kedua-dua bikar dipanaskan dengan

menggunakan penunu Bunsen yang sama,

kenaikan suhu air dalam bikar A didapati lebih

tinggi daripada air dalam bikar B.

c) Eksperimen ini menunjukkan bahawa

kenaikan suhu suatu bahan bergantung

kepada jisim bahan itu.

a) Rajah 3 menunjukkan dua bikar C dan D

25 |


Rajah 3

dengan jisim air yang sama.

b) Jika air dalam bikar C dipanaskan selama 1

minit manakala air dalam bikar D dipanaskan

selama 5 minit dengan menggunakan penunu

Bunsen yang sama, kenaikan suhu air dalam

bikar C didapati lebih kecil daripada air dalam

bikar D.

c) Eksperimen ini menunjukkan bahawa

kenaikan suhu suatu bahan bergantung

kepada kuantiti haba yang dibekalkan.

4. Eksperimen-eksperimen di atas menunjukkan bahawa muatan haba sesuatu bahan bergantung

kepada:

(a) jenis bahan

(b) jisim bahan

(c) kuantiti haba yang dibekalkan

Muatan haba tentu

1. Muatan haba tentu suatu bahan ditakrifkan sebagai kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan

suhu 1kg bahan itu sebanyak 1°C.

2. Unit bagi muatan haba tentu ialah joule per kilogram per darjah Celcius (J kg-1 C-1). Simbolnya ialah c.

3. Kuantiti haba, Q, yang diterima atau hilang apabila bahan berjisim, m, mengalami perubahan

sebanyak, θ, diberi oleh rumus:

Q=mcθ

4. Jadual berikut menunjukkan muatan haba tentu beberapa jenis bahan. Perhatikan bahawa air mempunyai muatan haba tentu iaitu 4200 Jkg-1°C-1 dan oleh itu menjadi agen penyejuk yang baik.

Pepejal Muatan haba tentu/ Jkg-1°C-1 Cecair Muatan haba tentu/ Jkg-1°C-1

Aluminium 900 Air 4200

Tembaga380 Parafin 2200

Plumbum 130 Spririt bermetil

2400

Kaca670 Alkohol 2500

Ais2100 Merkuri 140

Eksperimen untuk menentukan muatan haba tentu suatu pepejal (Bongkah Aluminium)

26 |


Tujuan: Menentukan muatan haba tentu aluminiumRadas: Bongkah aluminium, pemanas rendam dengan kadar kuasa P watt, thermometer,

kapas, neraca tiga alur, jam randik, bekalan kuasa arus 12V, kepingan polistirena, minyak

Prosedur: 1. Sebuah bongkah aluminium berbentuk silinder dengan dua lubang ditimbang dan jisimnya, m, dicatatkan.

2. Bongkah aluminium itu dibalut dengan kapas dan diletakkan di atas kepingan polistirena untuk menghalang kehilangan haba ke persekitaran.

3. Suatu pemanas rendam dimasukkan ke dalam lubang pada bongkah aluminium.

4. Bebuli sebuah termometer disapu dengan sedikit minyak(supaya berlaku sentuhan terma antara bongkah aluminium dengan termometer) dan dimasukkan ke dalam lubang satu lagi pada bongkah aluminium seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas.

5. Suhu awal bongkah aluminium, θ1, dicatatkan.6. Suhu tertinggi bongkah aluminium, θ2, selepas pemanas rendam dihidupkan

selama t saat dicatatkan.Keputusan: Jisim bongkah aluminium = m kg

Suhu awal = θ1 °CSuhu akhir =θ2 °CPerubahan suhu, θ = (θ2 - θ1) °CKuasa Pemanas = P wattTempoh pemanas dihidupkan = t saat

Pengiraan: Haba yang dibekalkan oleh pemanas = Kuasa xMasa =Ptjoule

Haba yang diterima oleh bongkah aluminium = mcθ = mc(θ2 - θ1) joule

Dengan menganggap bahawa tiada haba hilang ke persekitaran,

Haba yang diterima oleh blok aluminium = haba yang dibekalkan oleh pemanasmc(θ2 - θ1)=Pt

Jadi, c=Pt

m(θ2−θ1) J kg-1 °C-1

Kesimpulan:Muatan haba tentu aluminium adalah bersamaan dengan, c=

Ptm(θ2−θ1)

J kg-1 °C-1

27 |


Eksperimen untuk menentukan muatan haba tentu suatu cecair(Air)

Tujuan: Menentukan muatan haba tentu airRadas: Pemanas rendam, bikar, thermometer, kapas, neraca tiga alur, jam randik, bekalan kuasa

arus 12V, kepingan polistirenaProsedur: 1. Sebuah bikar kosong yang besar ditimbang dan jisimnya, m1 dicatatkan.

2. Bikar itu diisi dengan air dan jisim baru, m2dicatatkan.3. Bikar itu dibalut dengan sedikit kapas dan diletakkan di atas kepingan polistirena

untuk menghalang kehilangan haba ke persekitaran.4. Pemanas rendam, termometer dan pengacau dimasukkan ke dalam air seperti

yang ditunjukkan di dalam rajah di atas.5. Suhu awal air, θ1 dicatatkan.6. Suhu pemanas rendam dihidupkan dan air dikacau secara berterusan dengan

menggunakan pengacau.7. Suhu akhir maksimum air, θ2, selepas pemanas rendam dihidupkan selama t

saat dicatatkan.Keputusan: Jisim bikar kosong = m1 kg

Jisim bikar dengan air = m2 kgJisim air = (m2 – m1) kgSuhu awal = θ1 °CSuhu akhir = θ2°CPerubahan suhu = (θ2 - θ1) °CKuasa pemanas = P wattTempoh pemanas dihidupkan = t saat

Pengiraan: Haba yang dibekalkan oleh pemanas = kuasa x masa = Pt jouleHaba yang diterima oleh air = mcθ = (m2 – m1) c (θ2 - θ1) jouleDengan menganggapkan bahawa tiada haba hilang ke persekitaran, Haba yang diterima = haba yang dibekalkan(m2 – m1) c (θ2 - θ1) = Pt

Jadi, c=Pt

(m2 –m 1)(θ2−θ1)J kg-1°C-1

Kesimpulan:Muatan haba tentu air adalah bersamaan dengan, c=

Pt(m2 –m 1)(θ2−θ1)

J kg-1°C-1

28 |

termometer

bikar

pengacau

penutup

Pemanas rendam

kapas

Kepingan polisterina


Aplikasi muatan haba tentu

29 |


Contoh aplikasi muatan haba tentu dalam kehidupan seharian

1. Air sebagai bahan penyejuk 1. Air mempunyai muatan haba tentu yang tinggi. Oleh itu, ia digunakan sebagai agen penyejuk dalam radiator kenderaan.

2. Haba yang terhasil daripada enjin diserap oleh air yang mengalir di sepanjang ruang dinding enjin. Air mampu menyerap haba yang banyak dengan peningkatan suhu yang perlahan.

3. Air yang telah panas akan dialirkan melalui sirip penyejuk dan dibantu oleh kipas untuk menurunkan kembali suhu air. Air yang telah disejukkan akan dialirkan semula ke ruang dinding enjin.

2. Air sebagai agen pemanas1. Oleh kerana air dapat menyimpan jumlah

haba yang besar, ia juga boleh digunakan sebagai agen pemanas di negara bermusim sejuk.

2. Semasa musim sejuk, air dari tangki air panas dialirkan melalui paip-paip air dalam radiator yang dipasang di dalam rumah.

3. Haba yang yang dikeluarkan dari radiator boleh membantu untuk memanaskan udara di dalam rumah sehingga ke paras yang selesa.

4. Air yang sejuk dialir semula ke tangki air panas untuk dipanaskan.

3. Penggunaan logam sebagai peralatan memasak

1. Peralatan memasak biasanya diperbuat dari logam kerana logam mempunyai muatan haba tentu yang rendah. Oleh itu, ia membolehkan suhunya meningkat dengan mudah apabila dipanaskan.

2. Logam yang biasa digunakan untuk membuat peralatan memasak ialah aluminium, tembaga dan keluli tahan karat. Logam-logam tersebut adalah sesuai digunakan kerana ia tidak bertoksik dan tidak berkarat.

4. Fenomena bayu laut 1. Daratan mempunyai muatan haba tentu yang lebih rendah berbanding dengan laut. Maka suhu daratan meningkat dengan lebih cepat berbanding suhu laut di waktu siang.

2. Udara di daratan menjadi panas dan naik ke atas.

3. Udara yang lebih sejuk daripada lautan bergerak dari laut menuju kea rah daratan sebagai bayu.

5. Fenomena bayu darat 1. Lautan mempunyai muatan haba tentu yang lebih tinggi berbanding daratan.

30 |


Maka, suhu lautan menurun lebih lambat berbanding suhu daratan di waktu malam.

2. Udara di atas permukaan lautan yang panas akan naik ke atas.

3. Udara yang lebih sejuk daripada daratan akan bergerak ke arah lautan sebagai bayu darat.

Menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan muatan haba tentu

Contoh 1

Suatu bekas yang mengandungi 8 kg air pada suhu 28°C dipanaskan oleh suatu pemanas rendam berkuasa 1.5 kW selama 5 minit. Jika,haba yang hilang ke persekitaran diabaikan, berapakah suhu akhir air itu?(Muatan haba tentu air ialah 4200 J Kg-1 °C-1)

Penyelesaian:

Haba yang dibekalkan oleh pemanas = Pt = 1500 x 5 x 60 = 450000 JHaba yang diterima oleh air = mcθ (θ = perubahan suhu) = 8 x 4200 x θ = 33600θ JOleh kerana haba yang hilang ke persekitaran boleh diabaikan,

Haba yang dibekalkan = haba yang diterima 450000 J = 33600θ

θ=45000033600

= 13.4°C

Suhu akhir air = (28 + 13.4) °C = 41.4 °C

31 |


Contoh 2

Seketul besi berjisim 0.5 kg dipanaskan sehingga 100°C dalam air yang mendidih.Ia kemudiannya dimasukkan ke dalam sebuah bikar yang mengandungi 1.5 kg air pada suhu 27°C. Jika suhu air itu meningkat kepada 32°C, berapakah muatan haba tentu bagi ketulan besi itu?Anggapkan tiada haba yang hilang ke persekitaran dan abaikan haba yang diserap oleh bikar.(Muatan haba tentu air ialah 4200 J Kg-1 °C-1)

Penyelesaian:

Katakan muatan haba tentu bagi besi = c Jkg-1°C-1

Haba yang hilang daripada besi = 0.5 x c x (100 – 32)= 34c JHaba yang diperolehi oleh air = 1.5 x 4200 x (32 – 27) = 31500 JOleh sebab tiada haba hilang ke persekitaran ,

Haba yang hilang = haba yang diperolehi 34c = 31500

c=3150034

= 926.5 JKg-1°C-1

Contoh 3

Seketul plumbum berjisim 2kg dijatuhkan dari tingkat atas sebuah bangunan setinggi 32.5 m. Jika tenaga keupayaan graviti awal plumbum ditukarkan sepenuhnya kepada tenaga terma,berapakah kenaikan suhu ketulan plumbum itu apabila menghentam lantai?(Muatan haba tentu plumbum = 130 JKg-1°C-1 dan g = 10 ms-2)

Penyelesaian:Katakan kenaikan suhu plumbum = θ°CTenaga keupayaan awal plumbum = mghHaba yang diperolehi oleh plumbum = mcθ

Oleh kerana tiada tenaga yang hilang,

Tenaga yang diperolehi = tenaga keupayaanmcθ = mgh

θ=ghc

= 10x 32.5130

= 2.5 °C

32 |


Contoh 4

Jika 2kg air panas pada suhu 100°C ditambah kepada 10 kg air sejuk pada suhu 28°C, berapakah suhu akhir campuran itu?(Abaikan haba yang diserap oleh bekas dan haba yang hilang ke persekitaran)

Penyelesaian:

Katakan suhu akhir campuran = t°CKejatuhan suhu air panas = (100 – t) °CKenaikan suhu air sejuk = (t – 28)°C

Haba yang hilang oleh air panas = 2 x c x (100 – t) JHaba yang diterima oleh air sejuk = 10 x c x (t – 28) J

Haba yang hilang = Haba yang diterima2 x c x (100 – t) = 10 x c x (t – 28) 2(100 – t) = 10(t – 28) 200 – 2t = 10t – 280 12t= 480 T= 40°C

33 |

modul sains untuk non teknologi semester 2 diploma vokasional malaysia

Education