4.3 Haba Pendam Tentu Fizik Tingkatan 4 KSSM BAB 4 HABA BELAJAR BERSAMA Cikgu Najwa
Standard Pembelajaran MURID BOLEH : 4.3.1 menerangkan haba pendam 4.3.2 mendefinisi (i) haba pendam tentu (ii) haba pendam tentu pelakuran (iii) haba pendam tentu pengewapan 4.3.3 mengeksperimen untuk menentukan (i) haba pendam tentu pelakuran ais (ii) haba pendam tentu pengewapan air 4.3.4 berkomunikasi untuk menerangkan aplikasi haba pendam tentu dalam kehidupan harian 4.3.5 menyelesaikan masalah yang melibatkan haba pendam 2
3
Istilah penting : Haba Haba Pendam Haba Pendam Tentu 4 Haba Pendam Tentu Pelakuran Haba Pendam Tentu Pengewapan
3 keadaan jirim 5
Proses perubahan fasa jirim 6
Takrifan - Haba pendam - Haba pendam tentu - Haba pendam tentu pelakuran - Haba pendam tentu pengewapan
Haba Pendam Haba yang diserap semasa peleburan dan pendidihan tanpa perubahan suhu 8
Haba Pendam Tentu Kuantiti haba yang diserap atau dibebaskan semasa perubahan fasa bagi 1 kg bahan tanpa perubahan suhu 9 Haba pendam tentu, l = Q = kuantiti haba m = jisim objek Unit S.I. : J kg-1 l Simbol :
Haba Pendam tentu pelakuran Kuantiti haba yang diserap semasa peleburan @ kuantiti haba yang dibebaskan semasa pembekuan bagi 1 kg bahan itu tanpa perubahan suhu 10 l f Simbol :
Haba Pendam tentu pengewapan Kuantiti haba yang diserap semasa pendidihan @ kuantiti haba yang dibebaskan semasa kondensasi bagi 1 kg bahan itu tanpa perubahan suhu 11 lv Simbol :
“ Berdasarkan Teori Kinetik Jirim, semakin tinggi tenaga kinetik purata molekul, semakin tinggi suhu suatu objek. Haba pendam yang diserap semasa peleburan dan pendidihan tidak menambah tenaga kinetik purata molekul. Oleh itu, peleburan dan pendidihan berlaku pada suhu yang tetap. 12
Lengkung - Lengkung pemanasan - Lengkung penyejukan
14 Lengkung pemanasan :
15 Lengkung penyejukan :
Aktiviti & Eksperimen - Aktiviti 4.6 : membanding dan membincangkan l f dan lv - Eksperimen 4.3 : (i) Menentukan haba pendam tentu pelakuran ais, l f (ii) Menentukan haba pendam tentu pengewapan air, lv - Aktiviti 4.7 : menunjukkan bahawa penyejatan menyebabkan penyejukan
Aktiviti 4.6 Tujuan : membanding dan membincangkan : • Haba pendam tentu pelakuran ais dan lilin • Haba pendam tentu pengewapan air dan minyak 17
Eksperimen 4.3 Tujuan : (i) Menentukan haba pendam tentu pelakuran ais, l f (ii) Menentukan haba pendam tentu pengewapan air, lv 18 A Haba pendam tentu pelakuran ais, l f
Eksperimen 4.3 19 A Haba pendam tentu pelakuran ais, l f Keputusan : Jisim air yang dikumpulkan di dalam bikar set eksperimen, m1 / kg 0.0312 Jisim air yang dikumpulkan di dalam bikar set kawalan, m2 / kg 0.0101 Kuasa pemanas, P / W 24 Masa pemanasan, t / s 5 x 60 = 300 Analisis Data : Andaikan tiada haba yang berpindah ke persekitaran. Jisim leburan ais oleh haba dari pemanas rendam, m = (m1 – m2 ) = 0.0312 – 0.0101 = 0.0211 kg Haba dibekalkan = Haba pendam diserap oleh ais Q = ml Pt = ml 24 x 300 = 0.0211 x l f = 24 x 300 0.0211 = 3.41 x 105 J kg-1 Kesimpulan : Nilai haba pendam tentu pelakuran ais yang diperoleh daripada eksperimen ini ialah 3.41 x 105 J kg-1
Eksperimen 4.3 20 B Haba pendam tentu pengewapan air, l v Keputusan : Bacaan awal neraca elektronik, m1 / kg 0.4246 Bacaan akhir neraca elektronik, m2 / kg 0.3621 Kuasa pemanas, P / W 500 Masa pemanasan, t / s 5 x 60 = 300
Eksperimen 4.3 21 B Analisis Data : Andaikan tiada haba yang berpindah ke persekitaran. Jisim air yang mendidih untuk menjadi stim, m m = (m1 – m2 ) = 0.4246 – 0.3621 = 0.0625 kg Haba dibekalkan = Haba pendam diserap oleh air Q = ml Pt = ml 500 x 300 = 0.0625 x l v = 500 x 300 0.0625 = 2.40 x 106 J kg-1 Kesimpulan : Nilai haba pendam tentu pengewapan air yang diperoleh daripada eksperimen ini ialah 2.40 x 106 J kg-1 Haba pendam tentu pengewapan air, l v Perbincangan : 1. Dalam set eksperimen, ais dileburkan dengan menyerap haba daripada pemanas rendam dan dari sekeliling. Set kawalan adalah untuk menentukan jisim ais yang dileburkan oleh haba dari sekeliling. Jadi, hanya jisim ais yang dilebur oleh pemanas rendam dapat ditentukan. Oleh itu, set kawalan tidak diperlukan dalam eksperimen B. 2. Nilai haba pendam tentu pelakuran ais lebih tinggi daripada nilai piawainya sebab sebahagian daripada haba yang dibekalkan oleh pemanas hilang ke persekitaran. 3. Nilai haba pendam tentu pengewapan air lenih tinggi daripada nilai piawainya sebab tedapat kehilangan haba ke persekitaran.
Proses perubahan fasa air Ais melebur → air mendidih → wap air terkondensasi 22
Aktiviti 4.7 23 Tujuan : Menunjukkan bahawa penyejatan menyebabkan penyejukan Perbincangan : 1. Cecair yang menyejat menyerap haba pendam pengewapan. 2. Udara yang dihembus ke dalam alkohol meningkatkan kadar penyejatan 3. Kadar penyejatan yang tinggi menyebabkan alkohol menyerap haba pendam dari alkohol itu sendiri. 4. Suhu alkohol menurun. 5. Alkohol menjadi sangat sejuk dan akan menyejukkan objek yang menyentuhnya. 6. Oleh itu, bikar dan air sekeliling bikar menjadi sangat sejuk.
4 proses perubahan fasa jirim melibatkan haba pendam tentu 24
25 Peleburan - pepejal → cecair - Haba pendam pelakuran diserap - Penyejukan minuman dan makanan • oleh ketulan ais Penyejatan - cecair → pepejal - Haba pendam pelakuran dibebaskan - Pembekuan ais di dalam peti sejuk Kondensasi - gas → cecair - Haba pendam pengewapan dibebaskan - Proses mengukus makanan - Pemanasan kopi espreso Pendidihan - cecair → gas - Haba pendam pengewapan diserap - Penyejukan oleh cecair nitrogen - Sistem penyejukan peti sejuk dan pendingin udara
26 Penyejukan minuman Penyejatan peluh Sistem penyejukan dalam peti sejuk Pengukusan makanan Aplikasi Haba Pendam Tentu dalam Kehidupan Harian
(a) Penyejatan peluh - Semasa cuaca panas, kita akan berpeluh. 27 - Haba pendam pengewapan diserap daripada badan apabila peluh tersejat. - Suhu badan menurun. - Kadar penyejatan akan meningkat dengan adanya pengaliran udara.
(b) Penyejukan minuman - Minuman disejukkan dengan menambah kiub ais. 28 - Kiub ais menyerap haba pendam pelakuran daripada minuman. - Kiub ais melebur. - Suhu minuman menurun.
(c) Pengukusan makanan - Stim digunakan dalam masakan → Air mempunyai haba pendam tentu pengewapan yang sangat tinggi. 29 - Air mendidih menyerap haba pendam pengewapan - Haba pendam dibebaskan. - Stim terkondensasi pada makanan. - Makanan dimasak dengan cepat.
(d) Sistem penyejukan dalam peti sejuk - Peti sejuk menggunakan kesan penyejukan daripada penyejatan cecair 30 - Semasa peredaran agen penyejuk dalam sistem penyejukan, →haba diserap daripada bahagian dalam peti sejuk →haba dibebaskan ke persekitaran luar
Penyelesaian Masalah melibatkan Haba Pendam
32 Contoh 1 Sebuah pemanas rendam berkuasa 480 W digunakan untuk meleburkan ais di dalam sebuah bekas. Dalam masa 120 s, bacaan neraca elektronik berkurang sebanyak 0.172 kg. (a) Berapakah jisim ais yang melebur dalam tempoh pemanasan itu ? (b) Hitungkan haba pendam tentu pelakuran ais, l f Penyelesaian :
33 Contoh 2 Berapakah kuantiti haba yang perlu dibekalkan oleh sebuah pemanas air elektrik kepada 0.75 kg air pada suhu 30 oC untuk mengubah air tersebut menjadi stim pada suhu 100 oC ? Nyatakan andaian yang anda buat dalam pengiraan anda. [ Muatan haba tentu air, cair = 4.20 x 103 J kg-1 oC-1 , haba pendam tentu pengewapan air, lv = 2.26 x 106 J kg-1 ] Penyelesaian :
34 - Proses perubahan fasa : - berlaku pada suhu tertentu - suhu tetap - Haba pendam diperlukan Haba pendam : jumlah haba yang diperlukan untuk menukar fasa bahan pada suhu tetap Haba pendam tentu pelakuran l f Haba pendam tentu pengewapan l v Formula : l = Unit : J kg-1 Perubahan fasa : p → c Perubahan fasa : c → g Haba pendam tentu, l : jumlah haba yang diperlukan untuk menukar fasa 1 kg bahan pada suhu tetap
35
Terima kasih 36