PRINSIP – PRINSIP GERAK HABA

  PRINSIP – PRINSIP GERAK HABA PRINSIP –PRINSIP UNIT 01 GERAK HABA Objektif Am : Memahami definisi dan perbezaan bagi haba deria, haba

  pendam pengewapan dan muatan haba tentu serta penggunaan unit- unit bagi haba.

  Objektif khusus : Diakhir unit ini anda akan dapat:-

   Mentakrifkan haba deria, haba pendam, haba pendam pengewapan dan muatan haba tentu.  Menghuraikan pengaruh haba kepada pertukaran bentuk bahan.  Memberikan kesan haba kepada bendalir dan bahan.  Mengira jumlah haba yang diperlukan bagi pertukaran sesuatu bahan.  Menggunakan muatan haba tentu bagi pengiraan haba.

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

INPUT PENGENALAN

1.0 Haba bergantung kepada kepada jumlah bilangan molekul yang

  ada dalam dalam bahan tersebut, Jika molekul bahan tersebut banyak, maka banyaklah haba yang diperlukan bagi menggerakkan molekul tersebut. Suhu sebenarnya bergantung kepada kelajuan molekul bergerak. Ini bermakna, semakin laju molekul bergerak, semakin panaslah bahan tersebut. Begitulah pula sebaliknya.

  Pernahkah anda mendengar tentang Haba Deria dan

  Haba Pendam ? Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

1.1 HABA DERIA

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

  Haba deria ialah haba yang ditambah atau disingkirkan pada sesuatu bahan akan menyebabkan suhunya berubah. Jika ditambah haba deria pada sesuatu bahan, molekul- molekul pada bahan tersebut akan bergerak cepat menyebabkan suhunya bertambah. Haba deria yang ditambah pada wap-gas disebut sebagai Panas Lampau. Contoh yang paling mudah ialah aktiviti memasak atau memanaskan sesuatu bahan.

  Rajah 1.1 : Ais bertukar kepada cecair

  

Haba Pendam ialah haba yang diserap oleh sesuatu bahan akan menyebabkan

  molekul bahan tersebut bergerak dengan kelajuan yang sama, tetapi mempunyai kebebasan pergerakan yang lebih. Proses ini akan menambah tenaga dan menyebabkan bahan yang menyerap haba tadi boleh bertukar bentuk tanpa melibatkan kenaikan suhu. Contohnya ialah haba yang terdapat didalam sesuatu bahan seperti perabot dan lain-lain. Rajah 1.1 menunjukkan ais bertukar bentuk kepada cecair, ini menunjukan bahan tersebut menyerap haba dan bentuknya berubah tetapi suhu tidak berubah

1.2 HABA PENDAM PENGEWAPAN

  Haba pendam pengewapan adalah pertambahan haba pada bendalir yang menyebabkan

  perubahan bentuk dari cecair ke wap tanpa melibatkan kenaikan suhu. Cecair yang bertukar ke wap mengandungi tenaga potensi yang dihasilkan oleh haba. Apabila haba bertambah pada takat didihnya, cecair itu bertukar bentuk kepada wap tetapi suhu pada wap tersebut tetap sama dengan takat didih cecair itu seperti yang ditunjukkan pada rajah

  1.2. Rajah 1.2 : Air bertukar bentuk kepada wap

1.3 MUATAN HABA TENTU

  Muatan haba tentu ialah jumlah haba pada sesuatu bahan yang perlu ditambah atau disingkirkan bagi mengubah suhu bahan tersebut atau disingkirkan bagi mengubah suhu

  

o o

  bahan tersebut. Contohnya 1 kelvin ( K) atau 1 C, perlu ditambah atau disingkirkan. Haba tentu diperlukan bagi perubahan suhu dan juga perubahan bahan tersebut. Haba tentu pada perubahan bahan tersebut. Haba tentu pada setiap bahan adalah berbeza.

  Contohnya pada bahan seperti air. Air mempunyai 4.187 kJ/kg K haba tentu. Ini bermakna air seberat 1 kilogram memerlukan jumlah haba sebanyak 4.187 kJ bagi

  o menaikan suhu 1 K pada air tersebut.

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan Jumlah haba yang ditambah atau disingkirkan boleh dikira dengan menggunakan formula berikut:

  JUMLAH HABA (JH) = BERAT BAHAN (B) X HABA TENTU(HT) X PERUBAHAN SUHU ( S).

  Jadual 1 ialah Jadual Haba Tentu bagi beberapa bahan yang penting di dalam sistem penyejukan

  O

  BAHAN HABAT TENTU k cal/Kg HABA TENTU C KiloJoule/Kg K

  Air 1.0 4.187 Alkohol 0.57 2.575 Ais 0.49 2.110 Kuprum 0.09 0.398 Aluminium

  0.21

  0.92 Jadual 1 .Kandungan Haba Tentu

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan AKTIVITI 1a

  

UNTUK MENGUJI KEFAHAMAN ANDA SILA JAWAB SOALAN YANG

BERIKUT................................

  1. Beri komen anda dan berikan jenis haba apabila terjadi perubahan dari segi bentuk dan suhu apabila sesuatu bahan dipanaskan atau air yang dididihkan.

  2. Anda perlu memanaskan air sehingga mendidih dan dapatkan bacaan suhu wap air yang terhasil atau yang dibebaskan oleh didihan air tersebut. Berikan komen anda mengenai jenis haba yang terdapat pada keadaan ini.

  3. Anda diminta memberi komen tentang satu situasi berikut:

  a. Bagi menggoreng telur minyak perlu dipanaskan dahulu. Berapakah jumlah haba yang diperlukan bagi memanaskan minyak agar ianya dapat memasakkan telur.

  b. Puding yang telah dimasakkan perlu dibekukan agar menjadi keras, oleh yang demikian berapa banyakkah haba yang perlu dikurangkan bagi mengeraskan puding tersebut.

  

DAPATKAH ANDA KAITKAN APA YANG ANDA PELAJARI DENGAN

SOALAN DIATAS..........

UNTUK ITU SILA SEMAK MAKLUM BALAS PADA MUKASURAT BERIKUT.

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan MAKLUM BALAS AKTIVITI 1a

  1. Sesuatu bahan tersebut akan menampakkan perubahan dari segi bentuknya atau suhunya apabila penambahan suhu yang banyak dikenakan. Haba yang bertambah pada bahan tersebut dan dapat dirasai dan menampakkan perubahan akibat penambahan suhu itu dikenali sebagai Haba Deria.

  2. Anda akan lihat perubahan bentuk cecait ke wap dan bacaan suhu pada wap air tersebut akan mencapai 100 C.

  3. Jumlah haba yang diperlukan pada kedua-dua keadaan tersebut tidak sama, tetapi apabila keadaan ini berulang jumlah haba yang diperlukan masih sama. Ini menunjukkan ia adalah Muatan Haba Tentu, iaitu jumlah haba yang diperlukan bagi mengeraskan puding dan memanaskan minyak. Jumlah haba ini akan tetap sama walaupun gerak kerja ini berulang pada masa yang berlainan.

  INPUT

1.4 UNIT-UNIT HABA Haba boleh disukat dengan menggunakan berbagai-bagai unit ukuran.

  Tujuan haba disukat adalah untuk mengira pertambahan atau penyinkiran haba pada satu bahan. Terdapat 2 jenis unit yang biasa digunakan didalam pengukuran haba.

  Unit Haba British ( British Termal Unit) ‘Btu’

  Merupakan unit imperial. Berat dikira dalam unit paun(lb) dan suhu diukur dengan darjah Fahrenhe it. ‘Btu’ bermaksud jumlah kandungan

  1

  haba yang diperlukan bagi menikkan suhu 1lb air 1 F . Rujuk rajah 1.3.

  Rajah 1.3 Penentuan kandungan haba unit (Btu)

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

  Unit Kalori dan unit Joule Merupakan unit Metrik dan adalah unit sistem antarabangsa.

  Unit kalori mempunyai dua sukatan iaitu gram kalori (gcal) dan kilo-kalori (kcal). Dalam unit ini berat dikira dalam gram atai kilogram. Suhu pula disukat dalam darjah Centigrade ( C). Gram kalori bermaksud 1 gram air memerlukan kandungan haba

  2

  1 gram air memerlukan kandungan haba 1 gram kalori untuk menaikkan suhu sebanyak 1 C. Rujuk rajah 1.4 iaitu penentuan kandungan haba Unit kalori.

  Rajah 1.4 Penentuan kandungan haba unit kalori

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan Unit Joule mempunyai dua sukatan iaitu Joule (J) dan KiloJoule (KJ). Berat unit Joule dikira dalam gram atau kilogram. Suhu pula disukat dalam darjah Centigrade (

  C). KiloJoule bermaksud 1 kilogram air memerlukan kandungan haba 4.187 KJ untuk menaikkan suhu sebanyak 1 C. Seperti keadaan pada rajah 1.5.

  Jumlah pengiraan haba disukat dalam unit Joule atau Kilo Joule dan haba pada saat disukat dalam unit Joule per saat/watt ( 1 joule/saat) Bagi kerja-kerja penyejukan dan penyamanan, haba persaat dikira dalam unit kilowatt(kW)

  746 watt = 1 kuasa kuda 1 kuasa kuda = 0.746 kW 1kW = 1.34 kuasa kuda

  Rajah 1.5 Penentuan kandungan haba unit Joule

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

  Unit SI (metrik) adalah unit yang penting dan amat luas digunakan, tetapi kita boleh menukarkannya kepada unit penyukat haba yang lain. Walaupun unit ‘Btu’ tidak digunakan, tetapi kita juga boleh menukarkannya kepada unit SI.

  Jika unit ‘Btu’ hendak ditukarkan kepada unit kalori, kita mestilah terlebih dahulu mengetahui 1’Btu’ bersamaan dengan berapa kalori.

  1 ‘Btu’ = 252 kalori (cal) 1 ‘Btu’ = 0.252 kilokalori (kcal)

  Jika unit kalori hendak ditukarkan kepada Joule, kita mestilah mengetahui 1 Kalori bersamaan dengan berapa Joule.

  1 Kalori = 4187 (J) 1 kilokalori = 4.187 kilojoule (KJ) Unit yang biasa digunakan untuk menyukat kesan penyejukan pada loji-loji yang besar menggunakan unit Tan. Tan pendinginan adalah jumlah haba yang diserap oleh ais untuk bertukar ke bentuk cecair dalam masa 24 jam, atau jumlah haba yang disingkirkan oleh air untuk bertukar ke bentuk ais dalam masa 24jam.

  Haba pendam lakuran bagi air dalam unit ‘Btu’ = 144 ‘Btu’/lb Haba pendam lakuran bagi air dalam unit ‘kalori’ = 79.68 kcal/kg Haba pendam la kuran bagi air dalam unit ‘Joule’ = 335 kJ/kg

  Contoh 1.1 Bagi mengira jumlah haba yang disingkirkan pada 1 tan air dalam masa 24jam dengan menggunakan unit tan adalah seperti berikut: a)

  Unit ‘Btu’ 1 tan air = 2000 lb Haba penda m Lakuran air = 144’Btu’lb 1 tan pendinginan (‘Btu’) = Haba pendam lakuran X berat air 24 jam

  = 12 000 ‘Btu’/jam

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

PENILAIAN KENDIRI

  1. Apakah yang dimaksudkan dengan haba deria?

  2. Apakah yang dimaksudkan dengan pemindahan haba?

  3. Mengapakah haba pendam boleh mempengaruhi pertukaran bentuk sesuatu bahan ?

  4. Bagaimanakah kesan tekanan mempengaruhi bendalir ?

  5. Cari jumlah kuprum yang beratnya 40 kilogram yang dipanaskan dari suhu

  o o 30 C ke 40 C dalam unit kilojoule.

  Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan

MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI

  1. Apakah yang dimaksudkan dengan haba deria?

  ( Jawapan sila input 1.1 )

  2. Apakah yang dimaksudkan dengan pemindahan haba? (Jawapan : pemindaham haba berlaku apabila molekul-molekul haba

  bergerak didalam media yang tertentu.)

  3. Mengapakah haba pendam boleh mempengaruhi pertukaran bentuk sesuatu bahan ?

  ( Jawapan : Ia adalah kerana haba pendam akan menyebabakan molekul bahan tersebut bergerak dan menambah tenaga)

  4. Cari jumlah kuprum yang beratnya 40 kilogram yang dipanaskan dari

  o o suhu 30 C ke 40 C dalam unit kilojoule.

  Jawapan ; Jumlah Haba (JH) = Berat (B) x Haba Tentu (HT) x Perubahan suhu

  = 40 x 0.398 x (40-30) = 40 x 0.398 x 10

   = 159.2 kJ Disediakan oleh: Nadzrie Ahmad dan