JENIS-JENIS TERMOMETER1. TERMOMETER CECAIR DALAM KACA Suhu ialah ukuran Darjah Kepanasan suatu objek.

Rajah 1 Termometer cecair dalam kaca

Termometer jenis ini menggunakan Prinsip Keseimbangan Terma untuk mengukur suhu sesuatu objek. Cecair yang berjisim tetap di dalam bebuli mengembang kedalam kapilari apabila suhu meningkat sehingga keseimbangan terma berlaku. Unit SI bagi suhu ialah Kelvin ( K ). Biasanya thermometer cecair dalam kaca menggunakan Skala Celcius disebabkan skala itu adalah lebih praktikal dan digunakan secara meluas.

/100

Rajah 2 Menentukan suhu pada thermometer yang belum ditentu ukur

Formula bagi Termometer cecair dalam kaca yang belum ditent ukur :

/ = Aras merkuri bagi suhu semasa./ = Aras merkuri bagi takat bawah yang ditetapkan ( 0 /100 = Aras merkuri pada takat atas yang ditetapkan ( 100 Rajah 3 menunjukan penentu ukuran skala suhu di antara Takat atas( 100dan takat bawah ( 0

Rajah 3 Menentu ukur suatu termometer

Apabila dua takat ( 100 dan 0 )telah ditandakan,selang antara dua takat itu dibahagikan secara sama rata kepada 100 bahagian. Termometer ini telah ditentu ukurkan dan boleh digunakan untuk mengukur suhu.

Jadual di bawah menunjukan definisi takat atas dan takat bawah.TakatTakat atas ditetapkanTakat bawah ditetapkan

Dikenali sebagaiTakat didihTakat beku

Nilai100 (373 K)0 (273 K)

DefinisiSuhu air tulen yang sedang melebur.Suhu stim di bawah tekanan atmosfera piawai.

1.1 CIRI-CIRI TERMOMETER CECAIR DALAM KACA Cecair yang digunakan adalah merkuri atau alcohol. Ciri reka bentuk dan prinsip kerja thermometer cecair dalam kaca.Ciri reka bentukPrinsip KerjaTujuan

Bebuli kaca dengan dinding nipis yang diperkukuhkan.Dinding yang nipis membenarkan pengaliran haba yang cepat.Menambahkan kepekaan thermometer.

Saiz bebuli yang kecil.Kualiti cecair yang sedikit dalam bebuli yang kecil membolehkan cecair itu bergerak balas dengan lebih cepat terhadap perubahan suhu.Menambahkan kepekaan thermometer.

Tiup rerambut dengan diameter kecil.Perubahan suhu yang kecil akan menyebabkan pergerakan turus cecair yang besar di dalam tiub rerambut.Menambahkan kepekaan thermometer

Dinding batang kaca yang tebal dan melengkung.Bertindak sebagai kanta pembesar supaya menikus turus cecair boleh dilihat dengan jelas.Memudahkan pembacaan suhu.

Jadual dibawah menunjukan perbandingan antara merkuri dengan alcohol sebagai cecair dalam thermometer.Merkuri Alkohol

Mengembang dengan seragam apabila dipanaskan.Tidak mengembang dengan seragam apabila dipanaskan.

Tidak melekat pada kaca.Melekat pada kaca.

Bewarna (Legap dan senang diperhatikan).Tidak bewarna (Biasanya perlu diwarnakan dengan pewarna merah).

Bergerak balas dengan cepat terhadap perubahan suhu.Bergerak balas dengan perlahan terhadap perubahan suhu.

Had atas bagi suhu yang boleh diukur =357C Had atas bagi suhu yang boleh diukur =78CTidak sesuai untuk mengukur suhu tinggi.

Had bawah bagi suhu yang boleh diukur = -39CHad bawah bagi suhu yang boleh diukur adalah = -115CLebih sesuai digunakan pada musim sejuk.

Mahal Murah

Beracun Selamat

2. TERMOMETER GAS BERISIPADU TETAP

Rajah 4 : Termometer Gas Berisipadu TetapTekanan Udara = ( P + h ) cm Hg P = Tekanan atmosfera

Sifat termometri yang digunakan dalam thermometer jenis ini adalah tekanan bagi satu gas yang mempunyai isipadu dan jisim yang tetap. Isipadu udara yang besar diperlukan untuk menghasilkan perubahan tekanan yang cukup besar. Saiz kelalang yang besar ( Isipadu 1 liter ) menyebabkan thermometer ini tidak mudah alih dan tidak sesuai untuk mengukur suhu objek yang kecil. Termometer jenis ini tidak sesuai bagi mengukur suhu yang berubah-ubah. Sebelum bacaan diambil, pelarasan aras-aras merkuri perlu dibuat dan memerlukan masa. Contoh pengiraan bagi thermometer gas berisipadu tetap.

3. TERMOMETER TERMOGANDINGAN D.g.e yang dihasilkan dalam termogandingan berubah secara langsung dengan beza suhu antara simpangan panas dengan simpangan sejuk. Simpangan sejuk biasanya dikekalkan pada suhu 0 supaya bacaan milivolmeter adalah sifar apabila simpanan yang satu lagi juga pada suhu 0 Simpangan panas dimasukan kedalam bahan yang suhunya perlu diukur. Oleh itu, simpangan panas mempunyai saiz yang kecil, suhu yang ditempat sempit dan sukar dihampiri boleh diukur dengan menggunakan thermometer termogandingan. Thermometer termogandingan boleh mengukur suhu pada julat -200 hingga 700 Termometer termogandingan digunakan untuk mengukur suhu leburan logam dan relau. Contoh Pengiraan

4. TERMOMETER RINTANGAN

Rajah 5 : Termometer Rintangan

Sifat termometri yang digunakan dalam thermometer jenis ini adalah rintangan bagi satu gegelung platinum. Semasa mengukur suatu jasad, dawai platinum disambung kepada suatu litar elektrik. Litar elektrik tersebut mempunyai galvanometer yang telah ditentukurkan untuk member bacaan suhu suatu jasad melalui skala galvometer itu. Oleh sebab penderia suhu ialah gegelung platinum, thermometer ini boleh mengukur julat suhu yang besar, daripada -260C hingga 1700C. Thermometer ini digunakan untuk menyukat suhu ketuhar dan relau di industri. Termometer ini juga sesuai digunakan untuk mengukur suhu yang berubah dengan cepat.

Contoh pengiraan :

Sebuah thermometer rintangan mempunyai rintangan 95.2 pada takat ais dan 138.6 pada takat stim. Apabila gegelungnya direndam kedalam suatu campuran. Rintangannya ialah 103.6 . berapakan suhu campuran itu ?Penyelesaian :

KONSEP MUATAN HABAIdea Muatan Haba Sekiranya satu titisan air panas bersuhu tinggi yang sedang dituang daripada sebuah cerek ke dalam cawan terkena pad tangan seseorang, tangan orang itu berasasedikit kesakitan sahaja. Satu kuantiti hba yang kecil telah dipindah daripada titisan air panas ke tangan orang itu. Sekiranya air tertumpah pada tangan orang itu, tangannya akan melecur teruk. Ini menunjukan satu kuantiti haba yang besar telah dipindahkan ketangan orang itu. Walaupun kedua-dua titisan itu mempunyai suhu yang sama, tumpahan air itu dapat mengeluarkan lebih banyak haba daripada titisan itu. Tupahan iar itu dikatakan mempunyai muatan haba yang lebih besar daripada titisan air. Ini menunjukan semakin besar jisim objek,semakin besar muatan habanya.

Rajah 6 : Seorang berdiri di tepi kolam renang

Rajah 6 menunjukan seorang yang berdiri di tepi kolam. Pada tengah hari, tapak kakinya memijak lantai jubin berasa panas, manakala kaki mencecah air berasa sejuk. Kedua-dua lantai jubin dan air kolam telah didedahkan dengan sinaran matahari yang sama. Tetapi jubun lantai mengalami kenaikan suhu lebih tinggi daripada air kolam. Pada waktu malam,lantai jubin berasa sejuk daripada air kolam. Ini kerana air kolam dapat menyimpan haba untuk masa yang lama. Air dalam kolam itu mempunyai muatan haba yang lebih besar dari lantai jubin.

Pengertian muatan haba Suatu objek yang mempuanyai muatan haba yang besar memerlukan kuantiti haba yang lebih besar untuk menaikkan suhunya sebanyak 1 Muatan haba sesuatu objek bergantung pada :a) Jisim objekb) Jenis bahan objek.

Mencari hubungan antara kenaikan suhu suatu objek dengan jisim apabila kuantiti haba yang dibekalkan adalah tetap.

Mencari hubungan antara kenaikan suhu suatu objek dengan kuntiti haba jisim adalah tetap.

Muatan Haba Tertentu Keputusan kedua-dua eksperimen di atas boleh digabungkan seperti berikut :

Kuantiti haba yang diserap atau dikeluarkan oleh sesuatu objek adalah :a) Berubah secara langsung dengan jisim objek itu, m danb) Berubah secara langsung dengan perubahan suhu itu, Kuantiti haba yang diserap atau dikeluarkan oleh sesuatu objek bergantung kepada jenis bahan bagi objek itu. Jadi, kuantiti haba yang diserap atau dikeluarkan oleh sesuatu objek boleh dituliskan sebagai :Q = mcDengan c adalah muatan haba tertentu bahan itu.

Muatan haba tertentu suatu bahan, c = ditakrifkan sebagai haba yangdiperlukan untuk menaikan suhu sebanyak 1 bagi 1kg bahan itu dan unitnya ialah J kg.Misalnya, muatan haba tertentu bagi aluminium ialah 900 J kg. Ini bermakna untuk menaikan suhu 1 bagi 1kg aluminium, 900 J haba perlu dibekalkan manakala untuk menaikan suhu 3 kg aluminium sebanyak 2 ,(2 x 3 x 900) J haba dibekalkan. Jadual dibawah menunjukan muatan haba tertentu bagi beberapa jenisbahan.BahanMuatan haba tentu,c/ J kg

Pepejal Aluminium Kuprum Kaca Besi Plumbum Perak Badan manusia Ais ( pada suhu -15 900 387 840 452 128 235 3 500 2 000

Cecair Air (pada suhu 15) Merkuri Etanol Benzene Gliserin 4 200 139 2 450 1 740 2 410

Berapakah kuntiti haba yang perlu di bekalkan kepada sebatang rod besi berjisim 3 kg untuk menaikan suhunya dari 25 ke 60?.(Muatan haba yang tentu besi, c = 452 J kg)Penyelesaian :Jisim rod besi, m = 3 kgKenaikan suhu, = (60 25) = 35Kuantiti haba yhang diperlukan, = mc= 3 x 452 x 35= 47 460 JContoh pengiraan

Pengertian fizik bagi muatan haba adalah : Apabila dua objek yangmempunyai jisim yang sama dipanaskan a) Objek yang diperbuat deripada bahan dengan muatan haba tertentu yang lebih kecil akan menjadi panas dengan lebih cepat.b) Objek yang diperbuat daripada bahan dengan muatan haba tertentu yang lebih besar akan menyejuk dengan perlahan. Oleh sebab tenaga tidak boleh dicipta, haba yang dibekalkan kepada suatu objek mestilah dipindahkan daripada bentuk tenaga yang lain. Antara bentuk tenaga yang boleh dipindah menjadi haba adalah tenaga elektrik, tenaga keupayaan gravity dan tenaga kinetik. a) Tenaga elektrik yang dipindahkan kepada haba dengan menggunakan pemanas elektrik ialah Pt.Dengan P = Kuasa pemanas dalam unit W, t = masa pemanasan dalam unit s.

Maka, Q = mc akan menjadiPt = mc b) Jika tenaga keupayaan gravity bagi suatu objek yang jatuh dipindahkan kepada haba, makaMgh = mc c) JIka daya gesaran ,menyebabkan suatu objek yang bergerak dihentikan, tenaga kinetic objek itu dipindah kepada haba, maka mv = mc Sebuah cerek dengan kuasa 2 400 W mengandungi air pili berjisim 4 kg dan suhu 25 . Berapakah masa yang di ambil untuk memanaskan air itu sehingga mencapai takat didih 100 .PenyelesaianKuasa cerek, P = 2 400 WJisim air, m = 4 kgPerubahan suhu air, = (100 25 ) = 75 Pt = mc 2 400 x t = 4 x 4 200 x 75t = 525 saat = Contoh pengiraan :

Menentukan muatan haba tentu aluminium

KEGUNAAN MUATAN HABA TENTU1. Air Sebagai Cecair Penyejuk Dalam Enjin Kereta

Air digunakan sebagai cecair penyejuk dalam kereta sebab :a) Muatan haba tentunya besar.b) Mudah diperolehi tanpa kos tinggi,c) Tidak bertindak balas dengan komponen enjin. Air yang dipam melalui celah dalam dinding silinder enjin menyerap haba daripada enjin itu. Air panas yang melalui radiator membebaskan haba ke aliran udara. Dengan itu, aliran air membawa haba keluar daripada enjin yang panas untuk dilesapkan ke udara sekeliling.

1. Peralatan Memasak Peralatan memasak seperti kuali dan periuk biasanya diperbuat Daripada bahan yang mempunyai muatan haba tentu yang kecil Ini memastikan suhunya bertambah dengan cepat apabila dipanaskan. Tetapi pemegangnya diperbuat daripada bahan dengan muatan haba tentu yang lebih besar dan juga konduktor haba yang lemah.