chapter 4 - understanding thermal equilibrium
DESCRIPTION
ÂTRANSCRIPT
Chapter 4 HeatChapter 4 Heat
2.1 Arah Mata Angin
ITeach – Physics Form 4
4.1 Understanding Thermal Equilibrium
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Heat
Heat is a form of energy and is measured in Joules (J).
When an object is heated, it absorbs heat energy and its temperature increases.
Example : Water absorbs heat resulting in a rise in temperature.
When an object is cooled, it releases heat energy and its temperature decreases.
Example : When we sweat, heat is released from our body and our body cools down.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Haba
Haba ialah satu bentuk tenaga dan diukur dalam unit Joule (J).
Apabila suatu objek dipanaskan, objek itu menyerap tenaga haba dan suhu objek bertambah.
Contoh : Air menyerap haba menyebabkan suhu air bertambah.
Apabila suatu objek disejukkan, ia membebaskan tenaga haba dan menyebabkan suhu berkurang.
Contoh : Apabila kita berpeluh, haba dibebaskan daripada badan. Pembebasan haba menyebabakn badan berasa sejuk.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Temperature The higher the temperature of an object, the more heat energy is in the object.
Mass An object with bigger mass contains more heat energy.
Material Objects of the same mass and temperature but made of different materials contains different
amount of heat energy.
The total amount of heat contains in an object depends on
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Suhu Semakin tinggi suhu sesuatu objek, semakin banyak tenaga haba terdapat dalam objek itu.
Jisim Objek yang mempunyai jisim yang lebih besar mengandungi tenaga haba yang lebih banyak.
Bahan Objek-objek yang mempunyai jisim dan suhu yang sama tetapi berlainan bahan mengandungi tenaga
haba yang berlainan.
Jumlah haba yang terdapat dalam sesuatu objek bergantung kepada
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Temperature
• Temperature is the degree of hotness of a body.
• A hot object will have a temperature higher than a cold object.
• Two objects having the same temperature may not contain the same amount of heat energy in them.
• Example1 litre of water at a temperature of 800C contains more heat than 0.5 litre of water of the same temperature.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBabr 4 Haba
Suhu
• Suhu ialah darjah kepanasan suatu jasad.
• Objek yang panas mempunyai suhu yang tinggi berbanding objek yang sejuk.
• Dua objek yang mempunyai suhu yang sama mungkin tidak mempunyai kendungan tenaga haba yang sama.
• Contoh1 liter air pada suhu 800C mengandungi lebih banyak haba berbanding 0.5 liter air pada suhu yang sama.
Quantity of heat absorbed
The more heat is absorbed, the bigger is the rise in temperature of an object.
Mass An object of smaller mass will experience a bigger rise in temperature than an object with bigger mass when both absorbs the same quantity of heat.
Type of material When heated, iron will experience a bigger rise in temperature than plastic.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
The rise in the temperature of an object depends on
Kuantiti haba yang diserap
Semakin banyak haba yang diserap, semakin banyak kenaikan suhu pada objek.
Jisim
Objek yang mempunyai jisim yang kecil akan mengalami kenaikan suhu yang lebih banyak berbanding objek yang mempunyai jisim yang lebih besar apabila kedua-dua objek menyerap haba dalam kuantiti yang sama.
Jenis bahan Besi akan mengalami kenaikan suhu yang lebih tinggi berbanding plastik.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Kenaikan suhu pada objek bergantung kepada
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Thermal Equilibrium
Body BBody A
Heat
Body A
Heat
Heat
When two objects with different temperatures touches (in thermal contact) with each other
net heat will flow from the object (body A) with higher temperature to the object with lower temperature (body B).
Body A losses heat resulting in a drop in its temperature while body B absorbs heat thereby increasing its temperature until both bodies attain the same temperature.
When this happens, the rate of heat flow from body A to body B and vice versa is the same, that is, there is no net flow of heat between the two bodies. Body B
At this stage, both bodies are said to be in thermal equilibrium.
Higher temperature Lower temperature
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Keseimbangan Terma
Jasad BJasad A
Haba
Jasad A
Haba
Haba
Apabila dua objek yang berlainan suhu bersentuhan (dalam sentuhan terma) antara satu sama lain
haba akan mengalir daripada objek (jasad A) yang bersuhu lebih tinggi kepada objek yang bersuhu lebih rendah (jasad B)
Jasad A akan kehilangan haba dan ini menyebabkan suhunya menurun manakala jasad B akan menyerap haba dan menyebabkan suhunya bertambah sehingga kedua-dua jasad mencapai suhu yang sama.
Apabila kedua-dua jasad mencapai suhu yang sama, kadar aliran haba daripada jasad A ke jasad B dalam kedua-dua arah adalah sama. Maka, tiada pemindahan haba antara dua jasad itu.
Jasad B
Pada peringkat ini, kedua-dua jasad berasa dalam keseimbangan terma.
Suhu tinggi Suhu rendah
When the temperature of mercury increases, the length of the mercury column increases.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Thermometry – Liquid-In-Glass Thermometer
To measure temperature of an object
Use a substance that changes with temperature like mercury.
Mercury is a liquid and when temperature of mercury increases, its volume increases.
Mercury
Thin-walledGlass bulb
Celsius scale
Glass tube
Vacuum
Capillary
The mercury thermometer
Mercury is contained in a capillary tube of uniform cross sectional area.
Apabila suhu merkuri meningkat, panjang turus merkuri juga meningkat.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Termometer – Termometer Merkuri dalam Kaca
Untuk mengukur suhu sesuatu objek.
Menggunakan bahan yang berubah dengan suhu seperti merkuri
Merkuri ialah cecair. Apabila suhu merkuri bertambah, isipadunya juga akan bertambah.
Merkuri
Bebulu kaca Berdinding nipis
Skala Celsius
Batang kaca
Vakum
Tiub kapilari
Termometer Merkuri
Merkuri terdapat di dalam tiub kapilari.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Why mercury is used in a liquid-in-glass thermometer?
Expand uniformly
High boiling point
Opaque – easier to read the thermometer
Not sticky
Good heat conductor
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Mengapa merkuri digunakan di dalam termometer?
Mengembang dengan seragam
Takat didih tinggi
Bahan legap – mudah untuk membaca
bacaan termometer
Tidak melekit
Konduktor haba yang baik
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
0
Calibration Procedure Of A Mercury-in-glass Thermometer
Ice Point
Steam Point
If when placed in a substance and the length of the mercury column is l when thermal equilibrium is reached,
then the temperature of the substance is C1000100
0
llll
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
0
Kaedah Penentukuran Termometer Merkuri dalam Kaca
Titik ais
Titik stim
Apabila termometer diletakkan pada suatu bahan, panjang turus merkuri ialah l apabila keseimbangan terma dicapai.
Suhu bahan ialah, C1000100
0
llll
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Thermometry – Other Types Of Thermometers
Name of thermometer Diagram
Thermocouple
Constant volume gas thermometer
Resistance thermometer
Physical quantity that changes with temperature
Electromotive force (e.m.f.) produced
Pressure of air in the flask
Resistance of the platinum wire
VCold
junction
Constantanwire
Copper wire
(0°C)
N/m
airflaskwater
Ceramicrod
PlatinumWire coil
Leads
Glasscoating
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Termometer – Lain – lain Jenis Termometer
Nama termometer Rajah
Termogandingan
Termometer isipadu gas tetap
Termometer perintang
Kuantiti fizik yang berubah dengan suhu
Daya elektromotif (e.m.f) dihasilkan
Tekanan udara di dalam kelalang
Perintang wayar platinum
VSimpang
sejuk
Wayar kekal
Wayar kuprum
(0°C)
N/m
UdaraKelalangAir
Rod seramikGegelung wayar
Platinum
Plumbum
Sadur kaca
Chapter 4 HeatChapter 4 Heat
2.1 Arah Mata Angin
ITeach – Physics Form 4
4.2 Understanding Specific Heat Capacity
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Factors Affecting The Rise In Temperature When A Substance Is Heated
Substances (Materials)
Rise in temperature of paraffin is more than the rise in temperature of water.
1 kgwater
thermometer
1 kgparaffin
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Faktor yang Mempengaruhi Kenaikan Suhu Apabila Bahan Dipanaskan
Bahan
Kenaikan suhu pada parafin adalah lebih tinggi berbanding kenaikan suhu pada air.
1 kgAir
Termometer
1 kgParafin
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Factors Affecting The Rise In Temperature When A Substance Is Heated
Mass
Temperature of water in beaker A (smaller mass) rises more than the temperature of water in beaker B.
water
beaker A
water
beaker B
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Faktor yang Mempengaruhi Kenaikan Suhu Apabila Bahan Dipanaskan
Jisim
Suhu air dalam bikar A (Jisim yang lebih kecil) meningkat lebih banyak berbanding suhu air dalam bikar B.
Air
Bikar A
Air
Bikar B
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Factors Affecting The Rise In Temperature When A Substance Is Heated
Quantity Of Heat Absorbed
Temperature of water in beaker D rise more because more heat is absorbed by the water in beaker D.
beaker C
1 minute
beaker D
5 minutes
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Faktor yang Mempengaruhi Kenaikan Suhu Apabila Bahan Dipanaskan
Kuantiti haba yang diserap
Suhu air di dalam bikar D meningkat lebih tinggi kerana lebih banyak haba diserap oleh air dalam bikar D.
Bikar C
1 minit
Bikar D
5 minit
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Specific Heat Capacity
This mean that
The specific heat capacity, c, of a substance is the quantity of heat that is absorbed by 1 kilogram of the substance to increase its temperature by 1°C.
The unit of specific heat capacity is J kg-1 °C-1.
The most common substance, that is, water, have a specific heat capacity of 4200 J kg-1 °C-1.
in order for the temperature of 1 kg water to increase by 1°C, the water needs to absorb 4200 J of heat energy, or
for the temperature of 1 kg of water to decrease by 1°C, the water needs to release 4200 J of heat energy.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Muatan Haba Tentu
Ini bermaksud
Muatan haba tentu, c, suatu bahan ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebanyak 1°C.
Unit bagi muatan haba tentu ialah J kg-1 °C-1.
Air mempunyai muatan haba tentu sebanyak 4200 J kg-1 °C-1.
Air perlu menyerap 4200 J tenaga haba untuk menaikkan suhu sebanyak 1°C bagi 1 kg air atau
Air perlu membebaskan 4200 J tenaga haba untuk menurunkan suhu sebanyak 1°C bagi 1 kg air.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
The quantity of heat absorbed or released, Q, by a substance of mass m kg experiencing a change of temperature of °C, is given by the formula.
Specific Heat Capacity
When applying this formula, remember that
Q = mc
• if substance absorbs heat, then is the increase in temperature.
• if the substance releases heat, then is the drop in temperature.
Mass of water, m = 2.0 kg
Initial temperature, 1 = 30°C Final temperature , 2 = 38°C
The increase in temperature, = 2 -1 = 38 – 30 = 8°C
Hence the quantity of heat absorbed by the water , Q = mc = (2.0)(4200)(8) = 67200 J
Example:
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Kuantiti haba yang diserap atau dibebaskan, Q, oleh bahan yang mempunyai jisim m kg dan mengalami perubahan suhu °C, diberi melalui formula berikut:
Muatan Haba Tentu
Apabila menggunakan formula ini, ingat bahawa
Q = mc
• Jika bahan menyerap haba, maka ialah penambahan dalam suhu
• Jika bahan membebaskan haba, maka ialah penurunan dalam suhu.
Jisim air, m = 2.0 kg
Suhu awal, 1 = 30°C Suhu akhir , 2 = 38°C
Penambahan suhu, = 2 -1 = 38 – 30 = 8°C
Maka, kuantiti haba yang diserap oleh air, Q = mc = (2.0)(4200)(8) = 67200 J
Contoh:
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Specific Heat Capacity Of Substances
Substance Specific heat capacity, c/JKg-1 °C-1
SolidAluminium
CopperIron
Lead
900
390470
130
Substance Specific heat capacity, c/JKg-1 °C-1
LiquidWater
ParaffinMercury
Glycerine
4 200
2 100140
2 430
Generally, the specific heat capacity of solids are lower than the specific heat capacity of liquids.
Also, the specific heat capacity of conductors are lower than the specific heat capacity of insulators.
Mercury is a metal that exists in liquid form at room temperature which explains the low specific heat capacity of mercury.
When heated, substances with small specific heat capacities will experience a large increase in temperature and vice versa.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Mamahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Muatan Haba Tentu Bahan
Bahan Muatan haba tentu, c/JKg-1 °C-1
PepejalAluminium
KuprumFerum
Plumbum
900
390470
130
Bahan Muatan haba tentu, c/JKg-1 °C-1
CecairAir
ParafinMerkuri
Gliserin
4 200
2 100140
2 430
Muatan haba tentu bagi pepejal lebih rendah daripada muatan haba tentu bagi cecair.
Muatan haba tentu bagi konduktor adalah lebih rendah daripada muatan haba tentu bagi penebat.
Merkuri ialah logam yang wujud dalam bentuk cecair pada suhu bilik. Oleh sebab itu, muatan haba tentu merkuri adalah rendah.
Apabila bahan dipanaskan, bahan yang mempunyai muatan haba tentu yang rendah akan mengalami penambahan suhu yang lebih tinggi dan
sebaliknya.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Determination Of Specific Heat Capacity Of Liquid
To determine the specific heat capacity of water
Mass of empty beaker = m1 kg
Mass of beaker plus water = m2 kg Mass of water, m = (m2 –m1) kgInitial temperature of water = 1 °C Final temperature of water = 2 °C Increase in temperature , = (2 - 1) °C
Power of heater = P Watts Time heater is turned on = t seconds
Heat released by heater = Heat absorbed by water Pt = (m2 –m1) c (2 - 1)
Therefore, specific heat capacity of water , c 1212 θθmm
Pt
Assumption made during the experiment : No heat is lost to the surroundings
stirrerthermometer
beaker
cotton wool
polystyrene tile
12V a.c power supply
water
immersionheater
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Mamahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Penentuan Muatan Haba Tentu Cecair
Untuk menghitung muatan haba tentu air :
Jisim bikar kosong = m1 kg
Jisim bikar dan air = m2 kg Jisim air, m = (m2 –m1) kgSuhu awal air = 1 °C Suhu akhir air = 2 °C Kenaikan suhu , = (2 - 1) °C
Kuasa pemanas = P Watt
Tempoh masa pemanas dipasangkan = t saat
Haba yang dibebaskan oleh pemanas = Haba yang diserap oleh airPt = (m2 –m1) c (2 - 1)
Maka, muatan haba tentu air, c 1212 θθmm
Pt
Anggapan dibuat semasa eksperimen : Tiada haba dibebaskan ke persekitaran
PengacauTermometer
Bikar
Wul kapas
Jubin polistirena
12V a.u Bekalan kuasa
Air
Pemanas rendam
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Determination Of Specific Heat Capacity Of Solid
To determine the specific heat capacity of aluminium
Mass of aluminium block = m kg
Initial temperature of aluminium = 1 °C
Final temperature of aluminium = 2 °C
Increase in temperature , = (2 - 1) °C
Power of heater = P Watts
Time heater is turned on = t seconds
Heat released by heater = Heat absorbed by aluminium Pt = m c (2 - 1)
Hence, specific heat capacity of water , c 12 θθm
Pt
Heater
Power supplyInsulation
Thermometer
Tissuepaper
Oil
Aluminiumblock
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Menentukan Muatan Haba Tentu Pepejal
Untuk menghitung muatan haba tentu aluminium
Jisim bongkah aluminium = m kg
Suhu awal aluminium = 1 °C
Suhu akhir aluminium = 2 °C
Kenaikan suhu , = (2 - 1) °C
Kuasa pemanas = P Watt
Tempoh masa pemanas dipasangkan = t saat
Haba yang dibebaskan pemanas = Haba yang diserap aluminium Pt = m c (2 - 1)
Maka, muatan haba tentu aluminium , c
12 θθmPt
Pemanas
Bekalan kuasaPenebat
Termometer
Kertas tisu
Minyak
Bongkah Aluminium
Engine cylinderDirectionof waterflow
Radiator fan
cold
air
Water absorbs heat that is produced by the engine of a car.
The heat absorbed is cooled down when the water flows through the radiator and is circulated back again into the engine block to repeat the process.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Applications Of Specific Heat Capacity – Water as a cooling agent
Water has very high specific heat capacity.
This enables water to absorb a large quantity of heat with a small rise in temperature.
This makes water an ideal cooling agent in the cooling system of motor vehicles such as the car.
Cooling system of a car engine
Silinder enjinArah aliran air
Kipas radiator
Sejuk
Udara
Air menyerap haba yang dihasilkan oleh enjin kereta.
Haba yang terhasil diserap dan disejukkan oleh air apabila air mengalir melalui radiator dan bergerak mengelilingi bongkah enjin dan kembali semula ke radiator untuk mengulangi proses penyejukan enjin.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Aplikasi Muatan Haba Tentu – Air Sebagai Agen Penyejuk
Air mempunyai muatan haba tentu yang tinggi
Ini membolehkan air untuk menyerap haba pada kuantiti yang banyak dengan kenaikan suhu yang sedikit.
Ini menjadikan air sebagai agen penyejuk yang baik dalam sistem penyejuk kenderaan seperti kereta.
Sistem penyejuk enjin
kereta
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Pots And Pans
The body of pots and pans is made of metal so that when heated, its temperature will rise quickly to enable the food to be cooked in a short period of time.
The handle is made of insulator which will experience only a small rise in temperature so that the pots and pans can be handled without the handler’s hand being burnt.
Made of metalMade of insulator
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Periuk dan Kuali
Bahagian badan periuk dan kuali diperbuat daripada logam supaya apabila ia dipanaskan, suhu akan bertambah dengan cepat untuk membolehkan makanan dapat dimasak dalam masa singkat.
Pemegang periuk dan kuali diperbuat daripada bahan penebat. Ini kerana pertambahan suhu pada bahan penebat adalah kecil. Jadi, hanya sedikit haba daripada pemegang dipindah kepada orang yang memegang periuk atau kuali.
Diperbuat daripada logam
Diperbuat daripada bahan penebat
Warm land
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
SEA BREEZE
Warm air above the land rises
Cool air from the sea moves towards the land to replace the rising air.
Applications Of Specific Heat Capacity - Sea Breeze
During the day, land gets heated up faster than the sea water.
Hot air from the surface of the land rises creating a region of low pressure.
Cool air from the sea then flows towards the land creating sea breeze.
Permukaan darat lebih panas
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
BAYU LAUT
Udara panas di atas permukaan darat naik
Udara sejuk dari laut bergerak ke arah darat menggantikan udara panas.
Aplikasi Muatan Haba Tentu - Bayu Laut
Pada waktu siang, permukaan darat menjadi panas lebih cepat daripada air laut.
Udara panas daripada permukaan darat naik dan membentuk kawasantekanan rendah.
Udara sejuk dari laut mengalir ke arah darat membentuk bayu laut.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Applications Of Specific Heat Capacity – Land Breeze
The specific heat capacity of land is higher than that of sea water.
Land cools faster than the sea at night.
Hot air above the surface of the sea rises.
WARM SEA
Warm air above the sea rises
LAND BREEZECool air fro
m the land
moves towards the sea
to replace the rising air.
The cool air from the land flows towards the sea creating land breeze.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Aplikasi Muatan Haba Tentu – Bayu Darat
Muatan haba tentu di darat lebih tinggi daripada muatan haba tentu air laut.
Pada waktu malam, darat menjadi sejuk lebih cepat daripada laut.
Udara panas di atas permukaan laut naik.
Air laut yang panas
Udara panas di atas laut naik
Bayu DaratUdara sejuk daripada
darat bergerak ke arah
laut menggantikan
udara panas
Udara sejuk daripada darat bergerak ke arah laut menghasilkan bayu darat.
Chapter 4 HeatChapter 4 Heat
2.1 Arah Mata Angin
ITeach – Physics Form 4
4.3 Understanding Specific Latent Heat
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
The Heating Curve
• At B, the solid begins to melt.
• Heat that is absorbed by the solid is used to overcome the force of attraction between the molecules in the solid.
• The heat that is absorbed does not increase the kinetic energy of the molecules, hence when melting occurs, the temperature of the substance remains constant.
• At D, the liquid begins to vapourize.
• The heat absorbed is used to overcome the force of attraction between the molecules in the liquid and to overcome the atmospheric pressure as the liquid changes into gas.
• The kinetic energy of the molecules does not increase, hence when vapourization occurs, the temperature remains constant.
AB C
D E
FLiquidand gas Gas
LiquidSolidand liquid
Solid
Temperature (°C)
Time (s)
Boiling point
Melting point
0
Roomtemperature
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam TentuBab 4 Haba
Lengkung Pemanasan
• Pada B, pepejal mula melebur.
• Haba yang diserap oleh pepejal digunakan untuk mengatasi daya tarikan antara molekul-molekul pepejal.
• Semasa peleburan, suhu bahan adalah malar kerana haba yang diserap tidak menambahkan tenaga kinetik molekul.
• Pada D, cecair mula mengewap.
• Haba yang diserap digunakan untuk mengatasi daya tarikan antara molekul-molekul cecair dan mengatasi tekanan atmosfera semasa cecair bertukar kepada gas.
• Semasa pengewapan berlaku, suhu bahan adalah malar kerana tenaga kinetik molekul tidak bertambah.
AB C
D E
FCecair dan gas Gas
CecairPepejaldan cecair
Pepejal
Suhu (°C)
Masa (s)
Takat didih
Takat lebur
0
Suhu bilik
Example
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
SolidLiquid
(latent heat absorbed)
Melting
Specific Latent Heat Of Fusion
The quantity of heat absorbed or released at constant temperature when a substance changes state is known as latent heat.
Latent heat of fusion is the heat absorbed by a melting solid
Specific latent heat of fusion is the quantity of heat that is needed to change 1 kg of a substance in its solid form into liquid at its melting point (no change in temperature).
• The specific latent heat of fusion of ice is 334000 J kg-1.
• This means that 334000 J of heat is needed to be absorbed by 1 kg of ice to completely melt at its melting point of 0°C.
Change of state form solid to liquid.
Contoh
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam Tentu PelakuranBab 4 Haba
PepejalCecair
(haba pendam diserap)
Peleburan
Haba Pendam Tentu Pelakuran
Kuantiti haba yang diserap atau dibebaskan pada suhu malar apabila bahan berubah keadaan dipanggil haba pendam.
Haba pendam pelakuran ialah haba yang diserap oleh pepejal yang sedang melebur.
Haba pendam tentu pelakuran ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menukarkan 1 kg bahan daripada keadaan pepejal kepada cecair pada takat lebur (tiada perubahan suhu).
• Haba pendam tentu pelakuran ialah 334000 J kg-1. • Ini bererti 334000 J haba diperlukan bagi 1 kg ais untuk melebur
sepenuhnya menjadi air iaitu berubah keadaan daripada pepejal kepada cecair pada takat lebur 0°C.
Perubahan keadaan daripada pepejal kepada cecair.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
Determination Of The Specific Latent Heat Of Fusion Of Ice Electrical heaterSwitched off
Ice
Beaker A
Apparatus A
With the electrical heater switched off (Apparatus A) : Time taken = t seconds
Mass of water collected in beaker = mA kg
With the electrical heater switched on (Apparatus B) : Power of heater = P watt
Time heater is switched on = t seconds rheostat
power supply(transformer)
beaker B
ice
Apparatus B
Mass of water collected in beaker = mB kg Mass of ice melts due to the heater , m = (mB – mA) kg Hence specific latent heat of vapourization of ice ,
AB mmP
mP
ttlice
ITeach – FizikTingkatan 4
Memahami Muatan Haba Tentu PelakuranBab 4 Haba
Menentukan Muatan Haba Pendam Tentu Pelakuran AisPemanas elektrikSuis ditutup
Ais
Bikar A
Radas A
Suis pemanas elektrik ditutup (Radas A) :
Masa yang diambil = t saat Jisim air terkumpul dalam bikar = mA kg
Suis pemanas elektrik dipasang (Radas B) : Kuasa pemanas = P watt
Tempoh masa pemanas dipasang = t saat
Reostat
Bekalan kuasa(transformer)
Bikar B
Ais
Radas B
Jisim air terkumpul dalam bikar = mB kg Jisim ais cair disebabkan pemanas, m = (mB – mA) kg Haba pendam tentu pelakuran ais,
AB mmP
mP
ttlais
Example Specific latent heat of vapourization of water is 2260000 J kg-1. This mean that in order to change 1 kg of water to 1 kg of steam, the boiling water needs to absorb 2260000 J of heat.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
Specific Latent Heat Of Vapourization
GasLiquid(boiling)
latent heat absorbed
Latent heat of vapourization is the heat absorbed by a boiling liquid.
The specific latent heat of vapourization is the quantity of heat that is required to change 1 kg of a liquid at its boiling point into gas or vapour without any change in temperature.
ContohHaba pendam tentu pengewapan ialah 2260000 J kg-1. Ini bermaksud 2260000 J haba diperlukan untuk menukarkan air kepada gas atau wap pada takat didih dengan suhu malar.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam TentuBab 4 Haba
Haba Pendam Tentu Pengewapan
GasCecair(Pendidihan)
haba pendam diserap
Haba pendam pengewapan ialah haba yang diserap oleh cecair yang mendidih.
Haba pendam tentu pengewapan ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menukarkan 1 kg cecair kepada gas atau wap pada takat didih tanpa sebarang perubahan suhu.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
Determination Of The Specific Latent Heat Of Vapourization Of Water
Electronic balance
Water
Immersion heaterBeaker
To power supply
Power of heater = P watt
Mass of water when water starts to boil = m1 kg Mass of water after boiling for t seconds = m2 kg Mass of water that changed into steam(vapour), m = (m1 – m2) kg
hence, the specific latent heat of vapourization of water ,
21 mmP
mP
ttl ionvapourizat
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam Tentu PengewapanBab 4 Haba
Menentukan Haba Pendam Tentu Pengewapan Air
Penimbang elektronik
Air
Pemanas rendamBikar
Ke bekalan kuasa
Kuasa pemanas = P watt
Jisim air semasa mula mendidih= m1 kg Jisim air selepas pendidihan selama t saat = m2 kg Jisim air yang berubah kepada stim/wap, m = (m1 – m2) kg
Haba pendam tentu pengewapan air,
21 mmP
mP
ttlpengewapan
Autoclave
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
Applications Of Specific Latent Heat
Keeping fish fresh with ice When ice melts, a large quantity of latent heat is absorbed by the fish to maintain the freshness of the fish.
Steaming food • When steam condenses, it releases a large amount
of latent heat which is absorbed by the food.
• This will cook the food faster.
• Autoclave is used to sterilise medical equipments in the hospital.
• The large amount of heat released when steam in the autoclave condensed kills germs and bacteria on the medical equipments.
Autoklaf
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam TentuBab 4 Haba
Aplikasi Haba Pendam Tentu
Menyimpan ikan dengan ais
Apabila ais cair, ikan menyerap haba pendam tentu ais dalam kuantiti yang banyak untuk mengekalkan kesegaran ikan.
Makanan berstim • Apabila stim terkondensasi, ia membebaskan haba
pendam tentu yang banyak yang kemudiannya diserap oleh makanan.
• Ini membolehkan makanan dimasak dengan cepat.
• Autoklaf digunakan untuk mensteril peralatan perubatan di hospital.
• Haba dalam amaun yang banyak dibebaskan apabila stim di dalam autoklaf terkondensasi. Haba yang dibebaskan membunuh bekteria dan mikroorganisma pada alatan perubatan.
Chapter 4 HeatChapter 4 Heat
2.1 Arah Mata Angin
ITeach – Physics Form 4
4.4 Understanding The Gas Laws
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
The Kinetic Theory of Gas
Gases can be studies from the motion of gas molecules.
The Kinetic Theory Of Gas is used to study the motion of gas molecules.
The Kinetic Theory of Gas is based on below assumptions:• Gases consist of molecules , • The molecules are in constant, random motion and frequently collide with each
other and with the walls of any container. • The motion of gas molecules obeyed The Newton’s Motion Law,• The collisions between the molecules and the walls of the container are
elastic.• The volume occupied by the molecules is very small and can be neglected.• The tima of impact during collisions can be neglected compared to the time
between the collisions.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Teori Kinetik Gas
Gas boleh dikaji melalui pergerakan molekul-molekul gas.
Teori Kinetik Gas digunakan untuk mengkaji pergerakan molekul-molekul gas.
Teori Kinetik Gas adalah berdasarkan anggapan-anggapan yang berikut:• Gas terdiri daripada molekul-molekul, • molekul-molekul gas bergerak secara rawak pada semua arah dengan kelajuan
yang tinggi, • pergerakan molekul-molekul gas mematuhi Hukum Gerakan Newton,• pelanggaran antara molekul-molekul gas dan juga antara molekul gas dengan
dinding bekas adalah kenyal.• isipadu yang dipenuhi oleh molekul gas adalah sangat kecil dan boleh
diabaikan.• masa hentaman ketika pelanggaran boleh diabaikan berbanding masa di
antara pelanggaran.
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Boyle’s Law
For a fixed mass of gas at a fixed temperature, the pressure of the gas is inversely proportional to its volume.
Robert Boyle
ITeach – Physics Tingkatan 4
Hukum Boyle
Menyatakan bahawa tekanan P, suatu jisim tetap gas adalah berkadar songsang dengan isi padunya, V, pada suhu malar.
Robert Boyle Jisim
Tekanan Suhu
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Explaining Boyle’s Law Using Kinetic Theory of Gas
When the volume of a gas is decreased, The density (number of gas molecules per unit volume) increases
The surface area of the container decreases
The rate of collision between gas molecules and the walls of the container increases
The rate of change of momentum (force) of the gas molecules exert on the walls of the container increases,
The force per unit surface area (pressure) of the gas exerts on the wall increases
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Menerangkan Hukum Boyle Menggunakan Teori Kinetik Gas
Apabila isipadu gas berkurang,, Ketumpatan (bilangan molekul gas per isipadu) bertambah.
Luas permukaan bekas berkurang.
Kadar pelanggaran antara gas molekul dengan dinding bekas bertambah.
Kadar perubahan momentum (daya) yang dikenakan molekul gas pada dinding bekas bertambah.
Daya per unit luas permukaan (tekanan) yang dikenakan oleh molekul gas pada dinding bekas bertambah.
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Boyle’s Law
Mathematically,
Where k = a constant, and when the temperature is constant.
Hence P1V1 = P2V2
Whereby P1 = initial pressureP2 = final pressure
V1 = initial volumeV2 = final volume
0 V
P
0
PV
P 0 V
PVP
01V
The relationship between pressure and volume of a gas at a fixed temperature is shown as in
VkP
V1P
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Hukum Boyle
Di mana k = a pemalar, dan apabila suhu malar.
Maka P1V1 = P2V2
Di mana P1 = Tekanan awalP2 = Tekanan akhir
V1 = Isipadu awalV2 = Isipadu akhir
0 V
P
0
PV
P 0 V
PVP
01V
Hubungan antara tekanan dan isipadu gas pada suhu malar ditunjukkan seperti di bawah:
VkP
V1P
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Boyle’s Law Demonstration
Apparatus and materials• Boyle's Law apparatus • Foot pump and adaptor
The apparatus has been specially designed to give quick and clear readings.
A sample of dry air is trapped in a tall, wide glass tube by a piston of oil.
The volume is found from the length of the air column, which should be clearly visible.
The pressure is read from a Bourdon gauge connected to the air over the oil reservoir.
The foot pump is attached to the oil reservoir and is used to change the pressure
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Demostrasi Hukum Boyle
Bahan dan radas• Radas Hukum Boyle • Penyesuai dan Pam kaki
Radas direka khas untuk memberi bacaan yang jelas dan mudah.
Satu sampel udara kering diperangkap tiub kaca tinggi dan lebar oleh omboh minyak.
Isipadu dihitung daripada panjang turus udara yang boleh dilihat dengan jelas.
Bacaan tekanan dibaca daripada tolok Bourdon yang bersambung dengan udara dalam tekungan minyak.Pam kaki disambungkan kepada takungan minyak dan digunakan untuk mengubah tekanan.
• For example : temperature = 300 K is correct but 3000K is wrong
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
• When the velocity of a gas decreases, its kinetic energy decreases, hence its temperature drops.
• -273oC is the lowest possible temperature that can be achieved.
• At this temperature, the volume of a gas becomes negligible and its volume becomes zero.
• -273oC on the Celsius temperature scale is also known as the absolute zero, or 0 Kelvin ( 0 K ) on the absolute temperature scale.
• Note : Temperatures measures in the absolute temperature scale does not have the word “degree” before the unit Kelvin.
Absolute Zero And The Kelvin Temperature Scale
• Contoh : suhu = 300 K adalah betul tetapi 3000K adalah salah.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
• Apabila halaju gas berkurang, tenaga kinetik gas juga berkurang. Maka, suhu gas menurun.
• -273oC adalah suhu paling rendah yang boleh dicapai.
• Pada suhu ini, isipadu gas menjadi sangat rendah dan isipadunya menjadi sifar.
• -273oC pada skala suhu Celsius dipanggil sifar mutlak, atau 0 Kelvin ( 0 K ) pada skala suhu sifar mutlak.
• Nota : Suhu yang diukur dalam skala suhu sifar mutlak tiada perkataan “darjah” sebelum unit Kelvin.
Suhu Sifar Mutlak dan Skala Suhu Kelvin
(100 + 273) = 373 K
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
The Relationship Between The Kelvin Temperature Scale And The Celsius Temperature
where T is the temperature on the Kelvin scale and is the temperature on the Celsius scale.
Temperature
Celsius KelvinT = ( + 273) K
Situations
(0 – 273) = -273C 0 K (zero Kelvin) absolute zero
0 C (0 + 273) = 273 Kfreezing point of water
30 C (30 + 273) = 303 Kroom temperature
100 C boiling point of water
T = ( + 273) K
(100 + 273) = 373 K
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Hubungan antara Skala Suhu Kelvin dan Skala Suhu Celcius
Dimana T adalah suhu pada skala Kelvin dan adalah suhu pada skala Celcius.
Suhu
Celsius KelvinT = ( + 273) K
Keadaan
(0 – 273) = -273C 0 K (sifar Kelvin) Sifar mutlak
0 C (0 + 273) = 273 KTakat beku air
30 C (30 + 273) = 303 KSuhu bilik
100 C Takat didih air
T = ( + 273) K
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Charles’ Law
For a fixed mass of gas at constant pressure, the volume of the gas is directly proportional to its absolute temperature.
Jacques Charles
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Hukum Charles
Bagi suatu jisim gas yang tetap pada tekanan malar, isipadu gas berkadar langsung dengan suhu mutlaknya.
Jacques Charles
the force exerted by the gas
molecules on the walls of the container
to maintain the same pressure in the container, the volume of the gas must increase.
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Explaining Charles’ Law Using Kinetic Theory Of Gas
gas temperature velocity kinetic energy
frequency of collision between
the gas molecules with the walls of the
container
Daya yang dikenakan oleh
molekul gas pada dinding bekas
Isipadu gas mesti ditambah untuk mengekalkan tekanan yang sama pada bekas.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Menerangkan Hukum Charles Menggunakan Teori Kinetik Gas
Suhu gas Halaju Tenaga kinetik
Kekerapan pelanggaran
antara molekul gas dan dinding
bekas
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Charles’ Law
The magnitude of constant depends on pressure, mass and nature of a gas.
Charles' law is useful for calculating the volume of a gas at any required temperature if the volume at some other temperature is known by using the
following equation.
Whereby
V1 = initial volume
V2 = final volume
T1 = initial temperature in Kelvin.
T2 = final temperature in Kelvin.
2
2
1
1
TV
TV
TV TconstantV constantTV
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Hukum Charles
Magnitud bagi pemalar bergantung kepada tekanan, jisim dan keadaan gas.
Huku Charles digunakan untuk menghitung isipadu gas pada suhu yang dikehendaki jika isipadu pada suhu yang berlainan diketahui melalui persamaan yang berikut.
Dimana
V1 = Isipadu awal
V2 = Isipadu akhir
T1 = Suhu awal dalam Kelvin.
T2 = Suhu akhir dalam Kelvin.
2
2
1
1
TV
TV
TV TPemalarV PemalarTV
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Graphical representations of Charles’ Law
If the temperature on the temperature axis is measured in units of Kelvin, then
If the unit of temperature on the temperature axis is measured in the unit of °C, then
V
T0 V
TV
xx
xx
0 T
V
°C (°C)
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Graf-graf Mengenai Hukum Charles
Jika suhu pada paksi suhu diukur dalam unit Kelvin, maka
Jika unit suhu pada paksi suhu diukur dalam unit °C, maka
V
T0 V
TV
xx
xx
0 T
V
°C (°C)
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Charles’ Law Experiment
As temperature increases, the air column increases in length, showing that the volume of the trapped air has increased.
The data obtained from the experiment is represented graphically as shown. x x x x
thermometer
rulersulphuric acid column
trapped air
bunsen burner
water bath
retort stand
x x x x
0
Length of air column (cm)
Temperature (°C)-273
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Eksperimen Hukum Charles
Apabila suhu bertambah, panjang turus udara bertambah. Ini menunjukkan isipadu udara yang terperangkap telah bertambah.
Data yang diperolehi daripada eksperimen di atas ditunjukkan dalam bentuk graf seperti di sebelah: x x x x
Termometer
PembarisTurus asid sulfurik
Udara terperangkap
Penunu Bunsen
Rendaman air
Kaki retort
x x x x
0
Panjang turus udara (cm)
Suhu (°C)-273
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Pressure Law
For a fixed mass of gas at constant volume, the pressure of the gas is directly proportional to its absolute temperature.
According to the Kinetic Theory of Gas
• When a gas is heated at constant volume, its molecules gain kinetic energy.
• The gas thus moves with higher speed resulting in an increase in the frequency of collision between the gas molecules and the walls of the container.
• This results in an increase in the force and hence pressure in the container.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Hukum Tekanan
Bagi jisim gas yang tetap, tekanan gas itu berkadar langsung dengan suhu mutlaknya.
Mengikut Teori Kinetik Gas:
• Apabila gas dipanaskan pada isipadu malar, molekul-molekul gas mendapat tenaga kinetik.
• Molekul gas akan bergerak pada kelajuan yang tinggi. Ini menyebabkan kekerapan pelanggaran antara molekul gas dengan dinding bekas bertambah.
• Ini mengakibatkan daya yang dikenakan molekul gas pada dinding bekas bertambah. Maka, tekanan di dalam bekas juga bertambah.
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Pressure Laws
Mathematically,
Where k = a constant, and when the volume is constant.
Hence to Pressure Law
P1 = initial pressureP2 = final pressure
T1 = initial temperature in KelvinT2 = final temperature in Kelvin
P
T0 P
TP
0
kTPTP
2
2
1
1
TP
TP
The graphs illustrate the Pressure law
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Hukum Tekanan
Di mana k = a pemalar, dan apabila isipadu malar.
Maka, hukum tekanan
P1 = Tekanan awalP2 = Tekanan akhir
T1 = Suhu awal dalam KelvinT2 = Suhu akhir dalam Kelvin
P
T0 P
TP
0
kTPTP
2
2
1
1
TP
TP
Graf menjelaskan Hukum Tekanan
ITeach – Physics Form 4
Understanding The Gas LawsChapter 4 Heat
Pressure Law Experiment
The water is heated to increase the temperature of the trapped air in the round base flask.
Relort stand
GasRound base flask (250 ml
Water
Bunsen burner
Bourdon gauge
Block of wood
Asbestos sheet
Rubber tube
Thermometer
A sample data obtained
The pressure of the gas in the flask is read from the Bourbon Gauge.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Hukum GasBab 4 Haba
Eksperimen Hukum Tekanan
Air dipanaskan untuk meningkatkan suhu udara terperangkap di dalam kelalang dasar bulat.
Kaki retort
GasKelalang dasar bulat (250 ml)
Air
Penunu Bunsen
Tolok Bourdon
Bongkah kayu
Kepingan simen
Tiub getah
Termometer
Sampel data diperolehi
Tekanan gas di dalam kelalang di baca menggunakan Tolok Bourbon.
The End
i - Teach
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Heat
Heat is a form of energy and is measured in Joules (J).
When an object is heated, it absorbs heat energy and its temperature increases.
Example : Water absorbs heat resulting in a rise in temperature.
When an object is cooled, it releases heat energy and its temperature decreases.
Example : When we sweat, heat is released from our body and our body cools down.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Haba
Haba ialah satu bentuk tenaga dan diukur dalam unit Joule (J).
Apabila suatu objek dipanaskan, objek itu menyerap tenaga haba dan suhu objek bertambah.
Contoh : Air menyerap haba menyebabkan suhu air bertambah.
Apabila suatu objek disejukkan, ia membebaskan tenaga haba dan menyebabkan suhu berkurang.
Contoh : Apabila kita berpeluh, haba dibebaskan daripada badan. Pembebasan haba menyebabakn badan berasa sejuk.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Temperature The higher the temperature of an object, the more heat energy is in the object.
Mass An object with bigger mass contains more heat energy.
Material Objects of the same mass and temperature but made of different materials contains different
amount of heat energy.
The total amount of heat contains in an object depends on
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Suhu Semakin tinggi suhu sesuatu objek, semakin banyak tenaga haba terdapat dalam objek itu.
Jisim Objek yang mempunyai jisim yang lebih besar mengandungi tenaga haba yang lebih banyak.
Bahan Objek-objek yang mempunyai jisim dan suhu yang sama tetapi berlainan bahan mengandungi tenaga
haba yang berlainan.
Jumlah haba yang terdapat dalam sesuatu objek bergantung kepada
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Temperature
• Temperature is the degree of hotness of a body.
• A hot object will have a temperature higher than a cold object.
• Two objects having the same temperature may not contain the same amount of heat energy in them.
• Example1 litre of water at a temperature of 800C contains more heat than 0.5 litre of water of the same temperature.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBabr 4 Haba
Suhu
• Suhu ialah darjah kepanasan suatu jasad.
• Objek yang panas mempunyai suhu yang tinggi berbanding objek yang sejuk.
• Dua objek yang mempunyai suhu yang sama mungkin tidak mempunyai kendungan tenaga haba yang sama.
• Contoh1 liter air pada suhu 800C mengandungi lebih banyak haba berbanding 0.5 liter air pada suhu yang sama.
Quantity of heat absorbed
The more heat is absorbed, the bigger is the rise in temperature of an object.
Mass An object of smaller mass will experience a bigger rise in temperature than an object with bigger mass when both absorbs the same quantity of heat.
Type of material When heated, iron will experience a bigger rise in temperature than plastic.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
The rise in the temperature of an object depends on
Kuantiti haba yang diserap
Semakin banyak haba yang diserap, semakin banyak kenaikan suhu pada objek.
Jisim
Objek yang mempunyai jisim yang kecil akan mengalami kenaikan suhu yang lebih banyak berbanding objek yang mempunyai jisim yang lebih besar apabila kedua-dua objek menyerap haba dalam kuantiti yang sama.
Jenis bahan Besi akan mengalami kenaikan suhu yang lebih tinggi berbanding plastik.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Kenaikan suhu pada objek bergantung kepada
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Thermal Equilibrium
Body BBody A
Heat
Body A
Heat
Heat
When two objects with different temperatures touches (in thermal contact) with each other
net heat will flow from the object (body A) with higher temperature to the object with lower temperature (body B).
Body A losses heat resulting in a drop in its temperature while body B absorbs heat thereby increasing its temperature until both bodies attain the same temperature.
When this happens, the rate of heat flow from body A to body B and vice versa is the same, that is, there is no net flow of heat between the two bodies. Body B
At this stage, both bodies are said to be in thermal equilibrium.
Higher temperature Lower temperature
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Keseimbangan Terma
Jasad BJasad A
Haba
Jasad A
Haba
Haba
Apabila dua objek yang berlainan suhu bersentuhan (dalam sentuhan terma) antara satu sama lain
haba akan mengalir daripada objek (jasad A) yang bersuhu lebih tinggi kepada objek yang bersuhu lebih rendah (jasad B)
Jasad A akan kehilangan haba dan ini menyebabkan suhunya menurun manakala jasad B akan menyerap haba dan menyebabkan suhunya bertambah sehingga kedua-dua jasad mencapai suhu yang sama.
Apabila kedua-dua jasad mencapai suhu yang sama, kadar aliran haba daripada jasad A ke jasad B dalam kedua-dua arah adalah sama. Maka, tiada pemindahan haba antara dua jasad itu.
Jasad B
Pada peringkat ini, kedua-dua jasad berasa dalam keseimbangan terma.
Suhu tinggi Suhu rendah
When the temperature of mercury increases, the length of the mercury column increases.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Thermometry – Liquid-In-Glass Thermometer
To measure temperature of an object
Use a substance that changes with temperature like mercury.
Mercury is a liquid and when temperature of mercury increases, its volume increases.
Mercury
Thin-walledGlass bulb
Celsius scale
Glass tube
Vacuum
Capillary
The mercury thermometer
Mercury is contained in a capillary tube of uniform cross sectional area.
Apabila suhu merkuri meningkat, panjang turus merkuri juga meningkat.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Termometer – Termometer Merkuri dalam Kaca
Untuk mengukur suhu sesuatu objek.
Menggunakan bahan yang berubah dengan suhu seperti merkuri
Merkuri ialah cecair. Apabila suhu merkuri bertambah, isipadunya juga akan bertambah.
Merkuri
Bebulu kaca Berdinding nipis
Skala Celsius
Batang kaca
Vakum
Tiub kapilari
Termometer Merkuri
Merkuri terdapat di dalam tiub kapilari.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Why mercury is used in a liquid-in-glass thermometer?
Expand uniformly
High boiling point
Opaque – easier to read the thermometer
Not sticky
Good heat conductor
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Mengapa merkuri digunakan di dalam termometer?
Mengembang dengan seragam
Takat didih tinggi
Bahan legap – mudah untuk membaca
bacaan termometer
Tidak melekit
Konduktor haba yang baik
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
0
Calibration Procedure Of A Mercury-in-glass Thermometer
Ice Point
Steam Point
If when placed in a substance and the length of the mercury column is l when thermal equilibrium is reached,
then the temperature of the substance is C1000100
0
llll
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
0
Kaedah Penentukuran Termometer Merkuri dalam Kaca
Titik ais
Titik stim
Apabila termometer diletakkan pada suatu bahan, panjang turus merkuri ialah l apabila keseimbangan terma dicapai.
Suhu bahan ialah, C1000100
0
llll
ITeach – Physics Form 4
Understanding Thermal EquilibriumChapter 4 Heat
Thermometry – Other Types Of Thermometers
Name of thermometer Diagram
Thermocouple
Constant volume gas thermometer
Resistance thermometer
Physical quantity that changes with temperature
Electromotive force (e.m.f.) produced
Pressure of air in the flask
Resistance of the platinum wire
VCold
junction
Constantanwire
Copper wire
(0°C)
N/m
airflaskwater
Ceramicrod
PlatinumWire coil
Leads
Glasscoating
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Keseimbangan TermaBab 4 Haba
Termometer – Lain – lain Jenis Termometer
Nama termometer Rajah
Termogandingan
Termometer isipadu gas tetap
Termometer perintang
Kuantiti fizik yang berubah dengan suhu
Daya elektromotif (e.m.f) dihasilkan
Tekanan udara di dalam kelalang
Perintang wayar platinum
VSimpang
sejuk
Wayar kekal
Wayar kuprum
(0°C)
N/m
UdaraKelalangAir
Rod seramikGegelung wayar
Platinum
Plumbum
Sadur kaca
Chapter 4 HeatChapter 4 Heat
2.1 Arah Mata Angin
ITeach – Physics Form 4
4.2 Understanding Specific Heat Capacity
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Factors Affecting The Rise In Temperature When A Substance Is Heated
Substances (Materials)
Rise in temperature of paraffin is more than the rise in temperature of water.
1 kgwater
thermometer
1 kgparaffin
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Faktor yang Mempengaruhi Kenaikan Suhu Apabila Bahan Dipanaskan
Bahan
Kenaikan suhu pada parafin adalah lebih tinggi berbanding kenaikan suhu pada air.
1 kgAir
Termometer
1 kgParafin
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Factors Affecting The Rise In Temperature When A Substance Is Heated
Mass
Temperature of water in beaker A (smaller mass) rises more than the temperature of water in beaker B.
water
beaker A
water
beaker B
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Faktor yang Mempengaruhi Kenaikan Suhu Apabila Bahan Dipanaskan
Jisim
Suhu air dalam bikar A (Jisim yang lebih kecil) meningkat lebih banyak berbanding suhu air dalam bikar B.
Air
Bikar A
Air
Bikar B
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Factors Affecting The Rise In Temperature When A Substance Is Heated
Quantity Of Heat Absorbed
Temperature of water in beaker D rise more because more heat is absorbed by the water in beaker D.
beaker C
1 minute
beaker D
5 minutes
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Faktor yang Mempengaruhi Kenaikan Suhu Apabila Bahan Dipanaskan
Kuantiti haba yang diserap
Suhu air di dalam bikar D meningkat lebih tinggi kerana lebih banyak haba diserap oleh air dalam bikar D.
Bikar C
1 minit
Bikar D
5 minit
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Specific Heat Capacity
This mean that
The specific heat capacity, c, of a substance is the quantity of heat that is absorbed by 1 kilogram of the substance to increase its temperature by 1°C.
The unit of specific heat capacity is J kg-1 °C-1.
The most common substance, that is, water, have a specific heat capacity of 4200 J kg-1 °C-1.
in order for the temperature of 1 kg water to increase by 1°C, the water needs to absorb 4200 J of heat energy, or
for the temperature of 1 kg of water to decrease by 1°C, the water needs to release 4200 J of heat energy.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Muatan Haba Tentu
Ini bermaksud
Muatan haba tentu, c, suatu bahan ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebanyak 1°C.
Unit bagi muatan haba tentu ialah J kg-1 °C-1.
Air mempunyai muatan haba tentu sebanyak 4200 J kg-1 °C-1.
Air perlu menyerap 4200 J tenaga haba untuk menaikkan suhu sebanyak 1°C bagi 1 kg air atau
Air perlu membebaskan 4200 J tenaga haba untuk menurunkan suhu sebanyak 1°C bagi 1 kg air.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
The quantity of heat absorbed or released, Q, by a substance of mass m kg experiencing a change of temperature of °C, is given by the formula.
Specific Heat Capacity
When applying this formula, remember that
Q = mc
• if substance absorbs heat, then is the increase in temperature.
• if the substance releases heat, then is the drop in temperature.
Mass of water, m = 2.0 kg
Initial temperature, 1 = 30°C Final temperature , 2 = 38°C
The increase in temperature, = 2 -1 = 38 – 30 = 8°C
Hence the quantity of heat absorbed by the water , Q = mc = (2.0)(4200)(8) = 67200 J
Example:
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Kuantiti haba yang diserap atau dibebaskan, Q, oleh bahan yang mempunyai jisim m kg dan mengalami perubahan suhu °C, diberi melalui formula berikut:
Muatan Haba Tentu
Apabila menggunakan formula ini, ingat bahawa
Q = mc
• Jika bahan menyerap haba, maka ialah penambahan dalam suhu
• Jika bahan membebaskan haba, maka ialah penurunan dalam suhu.
Jisim air, m = 2.0 kg
Suhu awal, 1 = 30°C Suhu akhir , 2 = 38°C
Penambahan suhu, = 2 -1 = 38 – 30 = 8°C
Maka, kuantiti haba yang diserap oleh air, Q = mc = (2.0)(4200)(8) = 67200 J
Contoh:
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Specific Heat Capacity Of Substances
Substance Specific heat capacity, c/JKg-1 °C-1
SolidAluminium
CopperIron
Lead
900
390470
130
Substance Specific heat capacity, c/JKg-1 °C-1
LiquidWater
ParaffinMercury
Glycerine
4 200
2 100140
2 430
Generally, the specific heat capacity of solids are lower than the specific heat capacity of liquids.
Also, the specific heat capacity of conductors are lower than the specific heat capacity of insulators.
Mercury is a metal that exists in liquid form at room temperature which explains the low specific heat capacity of mercury.
When heated, substances with small specific heat capacities will experience a large increase in temperature and vice versa.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Mamahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Muatan Haba Tentu Bahan
Bahan Muatan haba tentu, c/JKg-1 °C-1
PepejalAluminium
KuprumFerum
Plumbum
900
390470
130
Bahan Muatan haba tentu, c/JKg-1 °C-1
CecairAir
ParafinMerkuri
Gliserin
4 200
2 100140
2 430
Muatan haba tentu bagi pepejal lebih rendah daripada muatan haba tentu bagi cecair.
Muatan haba tentu bagi konduktor adalah lebih rendah daripada muatan haba tentu bagi penebat.
Merkuri ialah logam yang wujud dalam bentuk cecair pada suhu bilik. Oleh sebab itu, muatan haba tentu merkuri adalah rendah.
Apabila bahan dipanaskan, bahan yang mempunyai muatan haba tentu yang rendah akan mengalami penambahan suhu yang lebih tinggi dan
sebaliknya.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Determination Of Specific Heat Capacity Of Liquid
To determine the specific heat capacity of water
Mass of empty beaker = m1 kg
Mass of beaker plus water = m2 kg Mass of water, m = (m2 –m1) kgInitial temperature of water = 1 °C Final temperature of water = 2 °C Increase in temperature , = (2 - 1) °C
Power of heater = P Watts Time heater is turned on = t seconds
Heat released by heater = Heat absorbed by water Pt = (m2 –m1) c (2 - 1)
Therefore, specific heat capacity of water , c 1212 θθmm
Pt
Assumption made during the experiment : No heat is lost to the surroundings
stirrerthermometer
beaker
cotton wool
polystyrene tile
12V a.c power supply
water
immersionheater
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Mamahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Penentuan Muatan Haba Tentu Cecair
Untuk menghitung muatan haba tentu air :
Jisim bikar kosong = m1 kg
Jisim bikar dan air = m2 kg Jisim air, m = (m2 –m1) kgSuhu awal air = 1 °C Suhu akhir air = 2 °C Kenaikan suhu , = (2 - 1) °C
Kuasa pemanas = P Watt
Tempoh masa pemanas dipasangkan = t saat
Haba yang dibebaskan oleh pemanas = Haba yang diserap oleh airPt = (m2 –m1) c (2 - 1)
Maka, muatan haba tentu air, c 1212 θθmm
Pt
Anggapan dibuat semasa eksperimen : Tiada haba dibebaskan ke persekitaran
PengacauTermometer
Bikar
Wul kapas
Jubin polistirena
12V a.u Bekalan kuasa
Air
Pemanas rendam
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Determination Of Specific Heat Capacity Of Solid
To determine the specific heat capacity of aluminium
Mass of aluminium block = m kg
Initial temperature of aluminium = 1 °C
Final temperature of aluminium = 2 °C
Increase in temperature , = (2 - 1) °C
Power of heater = P Watts
Time heater is turned on = t seconds
Heat released by heater = Heat absorbed by aluminium Pt = m c (2 - 1)
Hence, specific heat capacity of water , c 12 θθm
Pt
Heater
Power supplyInsulation
Thermometer
Tissuepaper
Oil
Aluminiumblock
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Menentukan Muatan Haba Tentu Pepejal
Untuk menghitung muatan haba tentu aluminium
Jisim bongkah aluminium = m kg
Suhu awal aluminium = 1 °C
Suhu akhir aluminium = 2 °C
Kenaikan suhu , = (2 - 1) °C
Kuasa pemanas = P Watt
Tempoh masa pemanas dipasangkan = t saat
Haba yang dibebaskan pemanas = Haba yang diserap aluminium Pt = m c (2 - 1)
Maka, muatan haba tentu aluminium , c
12 θθmPt
Pemanas
Bekalan kuasaPenebat
Termometer
Kertas tisu
Minyak
Bongkah Aluminium
Engine cylinderDirectionof waterflow
Radiator fan
cold
air
Water absorbs heat that is produced by the engine of a car.
The heat absorbed is cooled down when the water flows through the radiator and is circulated back again into the engine block to repeat the process.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Applications Of Specific Heat Capacity – Water as a cooling agent
Water has very high specific heat capacity.
This enables water to absorb a large quantity of heat with a small rise in temperature.
This makes water an ideal cooling agent in the cooling system of motor vehicles such as the car.
Cooling system of a car engine
Silinder enjinArah aliran air
Kipas radiator
Sejuk
Udara
Air menyerap haba yang dihasilkan oleh enjin kereta.
Haba yang terhasil diserap dan disejukkan oleh air apabila air mengalir melalui radiator dan bergerak mengelilingi bongkah enjin dan kembali semula ke radiator untuk mengulangi proses penyejukan enjin.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Aplikasi Muatan Haba Tentu – Air Sebagai Agen Penyejuk
Air mempunyai muatan haba tentu yang tinggi
Ini membolehkan air untuk menyerap haba pada kuantiti yang banyak dengan kenaikan suhu yang sedikit.
Ini menjadikan air sebagai agen penyejuk yang baik dalam sistem penyejuk kenderaan seperti kereta.
Sistem penyejuk enjin
kereta
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Pots And Pans
The body of pots and pans is made of metal so that when heated, its temperature will rise quickly to enable the food to be cooked in a short period of time.
The handle is made of insulator which will experience only a small rise in temperature so that the pots and pans can be handled without the handler’s hand being burnt.
Made of metalMade of insulator
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Periuk dan Kuali
Bahagian badan periuk dan kuali diperbuat daripada logam supaya apabila ia dipanaskan, suhu akan bertambah dengan cepat untuk membolehkan makanan dapat dimasak dalam masa singkat.
Pemegang periuk dan kuali diperbuat daripada bahan penebat. Ini kerana pertambahan suhu pada bahan penebat adalah kecil. Jadi, hanya sedikit haba daripada pemegang dipindah kepada orang yang memegang periuk atau kuali.
Diperbuat daripada logam
Diperbuat daripada bahan penebat
Warm land
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
SEA BREEZE
Warm air above the land rises
Cool air from the sea moves towards the land to replace the rising air.
Applications Of Specific Heat Capacity - Sea Breeze
During the day, land gets heated up faster than the sea water.
Hot air from the surface of the land rises creating a region of low pressure.
Cool air from the sea then flows towards the land creating sea breeze.
Permukaan darat lebih panas
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
BAYU LAUT
Udara panas di atas permukaan darat naik
Udara sejuk dari laut bergerak ke arah darat menggantikan udara panas.
Aplikasi Muatan Haba Tentu - Bayu Laut
Pada waktu siang, permukaan darat menjadi panas lebih cepat daripada air laut.
Udara panas daripada permukaan darat naik dan membentuk kawasantekanan rendah.
Udara sejuk dari laut mengalir ke arah darat membentuk bayu laut.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Heat CapacityChapter 4 Heat
Applications Of Specific Heat Capacity – Land Breeze
The specific heat capacity of land is higher than that of sea water.
Land cools faster than the sea at night.
Hot air above the surface of the sea rises.
WARM SEA
Warm air above the sea rises
LAND BREEZECool air fro
m the land
moves towards the sea
to replace the rising air.
The cool air from the land flows towards the sea creating land breeze.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Muatan Haba TentuBab 4 Haba
Aplikasi Muatan Haba Tentu – Bayu Darat
Muatan haba tentu di darat lebih tinggi daripada muatan haba tentu air laut.
Pada waktu malam, darat menjadi sejuk lebih cepat daripada laut.
Udara panas di atas permukaan laut naik.
Air laut yang panas
Udara panas di atas laut naik
Bayu DaratUdara sejuk daripada
darat bergerak ke arah
laut menggantikan
udara panas
Udara sejuk daripada darat bergerak ke arah laut menghasilkan bayu darat.
Chapter 4 HeatChapter 4 Heat
2.1 Arah Mata Angin
ITeach – Physics Form 4
4.3 Understanding Specific Latent Heat
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
The Heating Curve
• At B, the solid begins to melt.
• Heat that is absorbed by the solid is used to overcome the force of attraction between the molecules in the solid.
• The heat that is absorbed does not increase the kinetic energy of the molecules, hence when melting occurs, the temperature of the substance remains constant.
• At D, the liquid begins to vapourize.
• The heat absorbed is used to overcome the force of attraction between the molecules in the liquid and to overcome the atmospheric pressure as the liquid changes into gas.
• The kinetic energy of the molecules does not increase, hence when vapourization occurs, the temperature remains constant.
AB C
D E
FLiquidand gas Gas
LiquidSolidand liquid
Solid
Temperature (°C)
Time (s)
Boiling point
Melting point
0
Roomtemperature
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam TentuBab 4 Haba
Lengkung Pemanasan
• Pada B, pepejal mula melebur.
• Haba yang diserap oleh pepejal digunakan untuk mengatasi daya tarikan antara molekul-molekul pepejal.
• Semasa peleburan, suhu bahan adalah malar kerana haba yang diserap tidak menambahkan tenaga kinetik molekul.
• Pada D, cecair mula mengewap.
• Haba yang diserap digunakan untuk mengatasi daya tarikan antara molekul-molekul cecair dan mengatasi tekanan atmosfera semasa cecair bertukar kepada gas.
• Semasa pengewapan berlaku, suhu bahan adalah malar kerana tenaga kinetik molekul tidak bertambah.
AB C
D E
FCecair dan gas Gas
CecairPepejaldan cecair
Pepejal
Suhu (°C)
Masa (s)
Takat didih
Takat lebur
0
Suhu bilik
Example
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
SolidLiquid
(latent heat absorbed)
Melting
Specific Latent Heat Of Fusion
The quantity of heat absorbed or released at constant temperature when a substance changes state is known as latent heat.
Latent heat of fusion is the heat absorbed by a melting solid
Specific latent heat of fusion is the quantity of heat that is needed to change 1 kg of a substance in its solid form into liquid at its melting point (no change in temperature).
• The specific latent heat of fusion of ice is 334000 J kg-1.
• This means that 334000 J of heat is needed to be absorbed by 1 kg of ice to completely melt at its melting point of 0°C.
Change of state form solid to liquid.
Contoh
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam Tentu PelakuranBab 4 Haba
PepejalCecair
(haba pendam diserap)
Peleburan
Haba Pendam Tentu Pelakuran
Kuantiti haba yang diserap atau dibebaskan pada suhu malar apabila bahan berubah keadaan dipanggil haba pendam.
Haba pendam pelakuran ialah haba yang diserap oleh pepejal yang sedang melebur.
Haba pendam tentu pelakuran ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menukarkan 1 kg bahan daripada keadaan pepejal kepada cecair pada takat lebur (tiada perubahan suhu).
• Haba pendam tentu pelakuran ialah 334000 J kg-1. • Ini bererti 334000 J haba diperlukan bagi 1 kg ais untuk melebur
sepenuhnya menjadi air iaitu berubah keadaan daripada pepejal kepada cecair pada takat lebur 0°C.
Perubahan keadaan daripada pepejal kepada cecair.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
Determination Of The Specific Latent Heat Of Fusion Of Ice Electrical heaterSwitched off
Ice
Beaker A
Apparatus A
With the electrical heater switched off (Apparatus A) : Time taken = t seconds
Mass of water collected in beaker = mA kg
With the electrical heater switched on (Apparatus B) : Power of heater = P watt
Time heater is switched on = t seconds rheostat
power supply(transformer)
beaker B
ice
Apparatus B
Mass of water collected in beaker = mB kg Mass of ice melts due to the heater , m = (mB – mA) kg Hence specific latent heat of vapourization of ice ,
AB mmP
mP
ttlice
ITeach – FizikTingkatan 4
Memahami Muatan Haba Tentu PelakuranBab 4 Haba
Menentukan Muatan Haba Pendam Tentu Pelakuran AisPemanas elektrikSuis ditutup
Ais
Bikar A
Radas A
Suis pemanas elektrik ditutup (Radas A) :
Masa yang diambil = t saat Jisim air terkumpul dalam bikar = mA kg
Suis pemanas elektrik dipasang (Radas B) : Kuasa pemanas = P watt
Tempoh masa pemanas dipasang = t saat
Reostat
Bekalan kuasa(transformer)
Bikar B
Ais
Radas B
Jisim air terkumpul dalam bikar = mB kg Jisim ais cair disebabkan pemanas, m = (mB – mA) kg Haba pendam tentu pelakuran ais,
AB mmP
mP
ttlais
Example Specific latent heat of vapourization of water is 2260000 J kg-1. This mean that in order to change 1 kg of water to 1 kg of steam, the boiling water needs to absorb 2260000 J of heat.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
Specific Latent Heat Of Vapourization
GasLiquid(boiling)
latent heat absorbed
Latent heat of vapourization is the heat absorbed by a boiling liquid.
The specific latent heat of vapourization is the quantity of heat that is required to change 1 kg of a liquid at its boiling point into gas or vapour without any change in temperature.
ContohHaba pendam tentu pengewapan ialah 2260000 J kg-1. Ini bermaksud 2260000 J haba diperlukan untuk menukarkan air kepada gas atau wap pada takat didih dengan suhu malar.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam TentuBab 4 Haba
Haba Pendam Tentu Pengewapan
GasCecair(Pendidihan)
haba pendam diserap
Haba pendam pengewapan ialah haba yang diserap oleh cecair yang mendidih.
Haba pendam tentu pengewapan ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk menukarkan 1 kg cecair kepada gas atau wap pada takat didih tanpa sebarang perubahan suhu.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
Determination Of The Specific Latent Heat Of Vapourization Of Water
Electronic balance
Water
Immersion heaterBeaker
To power supply
Power of heater = P watt
Mass of water when water starts to boil = m1 kg Mass of water after boiling for t seconds = m2 kg Mass of water that changed into steam(vapour), m = (m1 – m2) kg
hence, the specific latent heat of vapourization of water ,
21 mmP
mP
ttl ionvapourizat
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam Tentu PengewapanBab 4 Haba
Menentukan Haba Pendam Tentu Pengewapan Air
Penimbang elektronik
Air
Pemanas rendamBikar
Ke bekalan kuasa
Kuasa pemanas = P watt
Jisim air semasa mula mendidih= m1 kg Jisim air selepas pendidihan selama t saat = m2 kg Jisim air yang berubah kepada stim/wap, m = (m1 – m2) kg
Haba pendam tentu pengewapan air,
21 mmP
mP
ttlpengewapan
Autoclave
ITeach – Physics Form 4
Understanding Specific Latent HeatChapter 4 Heat
Applications Of Specific Latent Heat
Keeping fish fresh with ice When ice melts, a large quantity of latent heat is absorbed by the fish to maintain the freshness of the fish.
Steaming food • When steam condenses, it releases a large amount
of latent heat which is absorbed by the food.
• This will cook the food faster.
• Autoclave is used to sterilise medical equipments in the hospital.
• The large amount of heat released when steam in the autoclave condensed kills germs and bacteria on the medical equipments.
Autoklaf
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Haba Pendam TentuBab 4 Haba
Aplikasi Haba Pendam Tentu
Menyimpan ikan dengan ais
Apabila ais cair, ikan menyerap haba pendam tentu ais dalam kuantiti yang banyak untuk mengekalkan kesegaran ikan.
Makanan berstim • Apabila stim terkondensasi, ia membebaskan haba
pendam tentu yang banyak yang kemudiannya diserap oleh makanan.
• Ini membolehkan makanan dimasak dengan cepat.
• Autoklaf digunakan untuk mensteril peralatan perubatan di hospital.
• Haba dalam amaun yang banyak dibebaskan apabila stim di dalam autoklaf terkondensasi. Haba yang dibebaskan membunuh bekteria dan mikroorganisma pada alatan perubatan.