Nota Fizik untuk pelajar Tingkatan 4

1. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 1
BAB 4 HABA
4.1 Keseimbangan Terma/Thermal equilibrium
Suhu
Temperature
 Suhu ialah darjah kepanasan suatu objek.
 Unit SI ialah Kelvin, K.
 Suatu objek panas mempunyai suhu yang lebih tinggi
daripada objek sejuk.
 Suhu suatu objek bergantung kepada purata tenaga kinetik
molekul-molekul dalam objek itu. Semakin tinggi tenaga
kinetik molekul-molekul dalam suatu objek, semakin tinggi
suhunya.
Haba
Heat
 Haba ialah satu bentuk tenaga.
 Unit ukurannya ialah Joule, J
 Haba dipindahkan dari objek yang lebih panas kepada objek
yang lebih sejuk.
 Apabila satu objek dipanaskan, ia akan menyerap tenaga
haba dan suhu objek akan meningkat.
 Apabila objek disejukkan, ia akan membebaskan tenaga
haba dan suhu objek akan berkurang.
Sentuhan terma
Thermal contact
 Dua objek berada dalam keadaan sentuhan terma apabila
tenaga haba boleh dipindahkan di antara mereka.
Keseimbangan
terma
Thermal
equilibrium
Sebelum keseimbangan terma dicapai
Apabila dua objek A dan B diletakkan berhampiran, tenaga haba
akan mengalir daripada jasad A yang lebih tinggi suhunya ke
objek B yang lebih rendah suhunya sehingga objek A dan B
mencapai suhu yang sama.
Apabila keseimbangan terma tercapai
Apabila objek A dan B mencapai suhu yang sama, kadar
pemindahan tenaga haba dari objek A ke objek B dan dari objek
B ke objek A adalah sama.
Apabila keadaan ini berlaku, objek A dan B dikatakan berada
dalam keadaan keseimbangan terma antara satu sama lain.
Apabila keseimbangan terma dicapai pada dua objek, maka tiada
haba bersih (0 J) yang mengalir antara keduanya iaitu kadar
penyerapan tenaga haba adalah sama dengan kadar
pembebasan tenaga haba pada suhu yang sama.
Objek
A
Objek
B
Haba
Objek
A
Objek
B
Haba
Haba

2. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 2
Contoh situasi yang melibatkan keseimbangan terma
Meletakkan tuala basah di atas dahi pesakit demam panas.
Pada permulaan suhu tuala basah lebih rendah berbanding
suhu badan pesakit demam panas. Tenaga haba
dipindahkan dari dahi pesakit ke tuala basah sehingga
keseimbangan terma dicapai.
Dengan cara ini, tenaga haba mampu disingkirkan daripada
pesakit dan dapat menurunkan suhu badan pesakit demam
panas.
Minuman sejuk
Minuman yang panas boleh disejukkan dengan
menambahkan beberapa ketul ais ke dalam minuman
tersebut. Haba dari minuman panas akan dipindahkan
kepada ais sehingga keseimbangan terma antara ais dan air
dicapai. Suhu minuman dan ais adalah sama apabila
keseimbangan terma dicapai.
Mengukur suhu badan pesakit
Apabila termometer klinik digunakan untuk menyukat suhu
badan, kedua-dua alkohol dalam termometer dan badan
akan mencapai keadaan keseimbangan terma.
Ini membolehkan termometer klinik menunjukkan dengan
tepatnya suhu badan.
Termometer Cecair-Dalam-Kaca
Ciri-ciri cecair yang
digunakan dalam termometer
cecair-dalam-kaca
1. Mudah dilihat atau cecair berwarna legap
2. Mengembang dengan seragam apabila dipanaskan
3. Tidak melekat pada dinding kaca
4. Konduktor haba yang baik
5. Takat didih tinggi dan takat beku rendah.
Bagaimana termometer
cecair-dalam-kaca
berfungsi?
 Bebuli termometer mengandungi cecair merkuri
dengan jisim tetap. Isipadu merkuri bertambah
apabila ia menyerap haba.
 Cecair merkuri mengembang dan meningkat naik
di dalam kapilari tiub. Panjang turus merkuri
dalam kapilari tiub dapat menunjukkan nilai suhu
sesuatu objek.
Termometer makmal
Bebuli
cecair

3. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 3
Bagaimana termometer
ditentuukur?
 Skala suhu dan unit suhu diperoleh denga memilih
dua suhu yang dikenali sebagai takat tetap atas
dan takat tetap bawah.
 Takat tetap bawah adalah suhu ais yang melebur
dan diambil sebagai 0C.
 Takat tetap atas adalah suhu stim di atas air yang
mendidih pada tekanan atmosfera 76 cm Hg dan
diambil sebagai 100C.
 Untuk menentukan suhu sesuatu objek lain
dengan menggunakan termometer tanpa
sesenggat, rumus berikut digunakan:
 = 100
LL
LL
0100
0θ



 C
Di mana L adalah panjang turus merkuri pada
suhu,  tertentu yang belum diketahui.
Prinsip kerja termometer berdasarkan prinsip keseimbangan terma
 Apabila termometer dimasukkan dalam air panas,
 haba mengalir daripada air panas ke termometer.
 Apabila berlaku keseimbangan terma kadar pemindahan
haba bersih adalah sifar.
 Suhu termometer adalah sama dengan suhu air panas.
 Oleh iu bacaan termometer ketika itu adalah merupakan
suhu air panas.
Ciri-ciri merkuri yang
sesuai digunakan
sebagai cecair dalam
termometer.
1. Konduktor haba yang baik.
2. Takat didih tinggi iaitu 375C.
3. Mengembang secara seragam bila dipanaskan dan
mengecut secara seragam bila disejukkan.
4. Warna legap (Tidak boleh ditembusi cahaya) dan mudah
dilihat.
5. Takat beku rendah iaitu -39C, oleh itu ia tidak sesuai
digunakan di kawasan bersuhu kurang daripada ini seperti
di kutub selatan.
Bagaimana
meningkatkan
kepekaan termometer
merkuri?
1. Menggunakan tiub kapilari yang lebih kecil/halus.
2. Menggunakan bebuli kaca yang berdinding nipis
3. Menggunakan bebuli kaca yang lebih kecil.
Takat
didih
Takat
beku
100 bahagian
yang sama Ais
melebur Air
mendidih
L100
L0
Bebuli

4. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 4
Latihan 4.1 (Keseimbangan terma)
(1) Sebuah termometer merkuri yang belum
ditentukurkan mempunyai panjang merkuri
12 cm dan 20 cm apabila dimasukkan ke
dalam ais lebur dan stim masing-masing.
Apabila dimasukkan dalam suatu air panas
panjangnya menjadi 15 cm. Berapakah suhu
air panas itu.
(2) Sebuah termometer merkuri yang belum
ditentukurkan mempunyai panjang merkuri 5
cm dan 25 cm apabila dimasukkan dalam ais
lebur dan stim masing-masing. Apabila
dimasukkan dalam suatu cecair didapati
panjangnya menjadi 12 cm. Berapakah suhu
cecair tersebut?
(3) Panjang turus merkuri sebuah termometer
adalah 20 cm dan 8 cm masing-masing
apabila dimasukkan dalam stim dan ais lebur.
Berapakah panjang turus merkuri apabila
dimasukkan dalam suatu bahan bersuhu
-25
o
C?
4. Rajah di atas menunjukkan sebuah
termometer merkuri
(a) Nyatakan bahagian yang bertanda
P.............................................................
Q.............................................................
(b) Apakah prinsip yang digunakan dalam
termometer ini.
(c) Semasa menentukurkan termometer ini
didapati panjang turus merkuri apabila
dimasukkan dalam ais lebur dan stim adalah
12 cm dan 20 cm masing-masing.Tentukan
(i) Panjang turus merkuri jika
termometer ini dimasukkan ke
dalam bahan yang bersuhu 20o
C.
(ii) Suhu suatu bahan jika panjang
turus merkuri menjadi 7 cm apabila
termometer dimasukkan dalam
bahan itu.

5. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 5
4.2 Muatan Haba Tentu (Specific heat capacity)
Muatan haba Muatan haba suatu bahan ditakrifkan sebagai kuantiti haba
yang diperlukan untuk menaikkan suhu bahan itu sebanyak
1C atau 1 K.
Unit muatan haba ialah J C-1
atau J K-1
.
Menjana idea tentang muatan haba
Hubungan antara
jenis bahan dengan
muatan haba
Jika kedua-dua bikar itu dipanaskan selama 5 minit dengan
penunu Bunsen yang sama, didapati kenaikan suhu parafin
adalah lebih tinggi daripada kenaikan suhu air.
Kesimpulan:
Eksperimen ini menunjukkan bahan-bahan yang berlainan
mengalami kenaikan suhu yang berbeza jika kuantiti haba
yang sama dibekalkan dan jisim bahan-bahan itu adalah
sama.
Hubungan antara jisim
bahan dengan muatan
haba
Jika air dalam bikar A dan bikar B dipanaskan selama 5 minit
dengan menggunakan penunu Bunsen yang sama, kenaikan
suhu air dalam bikar A lebih tinggi daripada kenaikan suhu
air dalam bikar B.
Kesimpulan:
Eksperimen ini menunjukkan bahawa kenaikan suhu suatu
bahan bergantung kepada jisim bahan itu jika kuantiti haba
yang dibekalkan adalah sama.
Hubungan antara
kuantiti haba dengan
muatan haba
Jika air dalam bikar C dipanaskan selama 1 minit dan air
dalam bikar D dipanaskan selama 5 minit dengan
menggunakan penunu Bunsen yang sama, kenaikan suhu air
dalam bikar C didapati lebih kecil daripada kenaikan suhu air
dalam bikar D.
Eksperimen ini menunjukkan bahawa kenaikan suhu suatu
bahan bergantung kepada kuantiti haba yang dibekalkan, jika
jisim bahan itu adalah sama.
Kesimpulan: Muatan haba suatu bahan bergantung kepada jenis bahan,
jisim bahan dan kuantiti haba yang dibekalkan.
Muatan Haba Tentu
Simbol: c
Unit SI bagi
muatan haba tentu, c
= J kg-1
C-1
Muatan Haba Tentu sesuatu bahan ialah kuantiti haba yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebanyak 1C.
Formula muatan haba tentu:
c =
m
Q
Q = Haba diserap atau dibebaskan, unit J
m = Jisim bahan, unit kg
 = Perbezaan suhu bahan awal dan akhir, unit C.
Termometer
1 kg
parafin
1 kg
air
Bikar A Bikar B
Bikar C Bikar D
Termometer

6. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 6
Kuantiti haba yang
diserap atau
dibebaskan oleh
bahan, Q
Apakah maksud
muatan haba tentu
aluminium =
900 J kg-1
C-1
900 J tenaga haba diperlukan oleh 1 kg aluminium bagi
menghasilkan kenaikan suhu sebanyak 1C.
Apakah maksud
muatan haba tentu air
=4200 J kg-1
C-1
Latihan 4.2 (Muatan Haba Tentu)
(1) Hitungkan jumlah tenaga haba yang
diperlukan untuk memanaskan 2 kg keluli
dari suhu 30C kepada suhu 70C .
(muatan haba tentu keluli =
500 J kg-1
C
-1
)
(2) Sebuah pemanas rendam berlabel 2
kW, 240 V digunakan untuk memanaskan
3 kg air. Berapakah kenaikan suhu air
apabila pemanas itu diguna selama 8
minit.
(Muatan haba tentu air = 4200 J kg-1 C-1
)
(3) 4 kg air membebaskan haba sebanyak
8.4 x 105 J apabila disejukkan dari suhu
90C kepada suhu 40C. Kirakan muatan
haba tentu air.
(4) 0.2 kg air panas pada suhu 100C
dicampurkan dengan 0.25 kg air sejuk
pada suhu 10C. Berapakah suhu akhir
campuran?
Q = mc

7. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 7
(5) Jumlah haba yang dibebaskan apabila
suatu logam X berjisim 5.0 kg disejukkan
dari suhu 30C ke 20C adalah,
(muatan haba tentu logam X =
500 J kg
-1
C-1
)
(6) 420 kJ haba dibebaskan apabila 2 kg
air disejukkan dari suhu 70C. Berapakah
suhu akhir air?
(muatan haba tentu air =
4.2 x 103 J kg-1 C
-1
)
(7) 600 g air sejuk berada pada suhu 40C.
Apabila air panas berjisim 400 g pada
suhu 90C dicampurkan kepada air sejuk,
suhu akhir campuran adalah?
(8) Cecair M berjisim 0.5 kg berada pada
suhu 40C dimasukkan dalam sebuah
bikar yang mengandungi 2 kg cecair N
yang berada pada suhu 25C. Suhu akhir
campuran adalah,
( muatan haba tentu cecair,
M = 8.4 x 10
3
J kg-1C
-1
)
( muatan haba tentu cecair,
N = 4.2 x 103
J kg-1C
-1
)

8. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 8
Eksperimen untuk menentukan muatan haba tentu suatu pepejal
(Bongkah Aluminium)
Kuasa Pemanas, P = .................. Watt
Jisim bongkah Al, m = ................. kg
Suhu awal bongkah Al, 1 = ............ C
Suhu akhir bongkah Al, 2 = ............ C
Masa pemanasan, t = ..................s
Muatan haba tentu bongkah Al =
c =
)12 θm(θ
Q

=
)12 θm(θ
Pt

Catatkan kuasa pemanas rendam yang
digunakan = P Watt
Timbang jisim bongkah aluminium = m
Catatkan suhu awal bongkah aluminium = 1
Hidupkan pemanas rendam dan serentak
dengan itu mulakan jam randik.
Selepas masa, t, matikan pemanas rendam
dan catatkan suhu maksimum bongkah
aluminium = 2
Kirakan tenaga yang dibebaskan oleh
pemanas, Q = Pt
Kirakan tenaga haba, Q yang diterima oleh
bongkah = mc ( 2-1)
Dengan menganggap tiada kehilangan haba
ke persekitaran,
Pt = mc (2-1)
c =
)12 θm(θ
Pt

Sebagai langkah berjaga-jaga,
Balutkan bongkah aluminium dengan
felt/kapas/tisu untuk mengurangkan
kehilangan haba ke sekeliling.
Masukkan sedikit minyak ke dalam lubang
yang mengandungi termometer supaya
berlaku sentuhan terma antara bongkah
aluminium dengan termometer.

9. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 9
Eksperimen untuk menentukan muatan haba tentu suatu cecair
(air)
Kuasa Pemanas = .................. Watt
Jisim bikar kosong, m1 = ................. kg
Jisim bikar + air, m2 = ................ kg
Suhu awal air, 1 = ............... C
Suhu akhir air, 2 = ............... C
Masa pemanasan, t = ..................s
Muatan haba tentu air, cair =
c =
)1212 θ)(θm-(m
Q

=
)1212 θ)(θm-(m
Pt

Catatkan kuasa pemanas rendam yang
digunakan = P Watt
Timbang jisim bikar kosong = m1
Masukkan air dalam bikar dan timbang
semula jisim bikar = m2
Catatkan suhu awal air = 1
Hidupkan pemanas rendam dan serentak
dengan itu mulakan jam randik.
Selepas masa, t , matikan pemanas
rendam dan catatkan suhu maksimum air
= 2
Kirakan tenaga yang dibebaskan oleh
pemanas, Q = Pt
Kirakan tenaga haba yang diterima oleh
air, Q = (m2 - m1) c (2-1)
Dengan menganggap tiada kehilangan
haba ke persekitaran,
Pt = ( m2 - m1) c (2-1)
c =
)1212 θ)(θm-(m
Q

c =
)1212 θ)(θm-(m
Pt

Sebagai langkah berjaga-jaga ,
Masukkan bikar dalam bekas polisterin
mengurangkan kehilangan haba ke
sekeliling.
Kacau air setiap masa supaya suhu air
sentiasa seragam pada semua bahagian.
Perbandingan nilai muatan haba tentu, c yang didapati eksperimen dan nilai teori
 Nilai muatan haba tentu, c yang diperolehi daripada eksperimen adalah lebih
besar daripada nilai teori.
 Ini disebabkan kehilangan haba ke persekitaran menyebabkan kenaikan suhu
menjadi lebih kecil.

10. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 10
Aplikasi muatan haba tentu dalam kehidupan seharian
Perbezaan sifat fizikal
bahan-bahan yang
mempunyai muatan haba
tentu yang berbeza.
Muatan haba
tentu
Dipanaskan Disejukkan
Kecil Suhu meningkat
dengan cepat
Suhu menurun
dengan cepat
Besar Suhu meningkat
dengan perlahan
Suhu menurun
dengan perlahan
Sifat bahan yang
mempunyai muatan haba
tentu yang kecil
1. Suhu bahan meningkat dalam masa yang singkat
apabila dipanaskan dan menurun dalam masa yang
singkat apabila disejukkan (Konduktor haba yang
baik).
Contoh: Logam seperti besi, keluli, tembaga dan
aluminium biasa digunakan sebagai periuk dan
kuali. Ini kerana logam ini boleh dipanaskan dengan
cepat.
2. Bahan ini peka terhadap perubahan suhu.
Contoh: Logam merkuri dalam termometer
mempunyai muatan haba tentu yang kecil yang
membolehkannya menyerap dan membebaskan
haba dengan mudah.
Sifat bahan yang
mempunyai muatan haba
tentu yang besar
1. Suhu bahan meningkat dalam masa yang panjang
(lambat) apabila dipanaskan dan menurun dalam
masa yang panjang (lambat) apabila disejukkan.
(Konduktor haba yang lemah).
2. Bahan ini boleh menyerap tenaga haba dalam
kuantiti yang besar tanpa mengalami peningkatan
suhu yang tinggi.
Contoh: Air digunakan sebagai ajen penyejuk dalam
radiator kenderaan.
Contoh-contoh aplikasi muatan haba tentu dalam kehidupan harian
1. Periuk dan kuali diperbuat daripada logam
seperti tembaga dan aluminium yang
mempunyai muatan haba tentu yang ...................
2. Ini membolehkan periuk dan kuali dipanaskan
dengan cepat bagi mengurangkan penggunaan
bahan api.
3. Pemegang periuk dan kuali diperbuat daripada
bahan bukan logam seperti plastik dan kayu
yang mempunyai haba tentu yang ......................
4. Ini memastikan pemegang periuk dan kuali
tidak mudah menjadi panas dan mudah
dikendalikan.

11. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 11
Fenomena bayu laut 1. Daratan mempunyai muatan haba tentu yang
lebih rendah berbanding dengan laut. Maka
suhu daratan meningkat dengan lebih cepat
berbanding suhu laut di waktu siang.
2. Udara di daratan menjadi panas dan naik ke
atas.
3. Udara yang lebih sejuk daripada lautan
bergerak dari laut menuju kea rah daratan
sebagai bayu.
Fenomena bayu darat 1. Lautan mempunyai muatan haba tentu yang
lebih tinggi berbanding daratan. Maka, suhu
lautan menurun lebih lambat berbanding suhu
daratan di waktu malam.
2. Udara di atas permukaan lautan yang panas
akan naik ke atas.
3. Udara yang lebih sejuk daripada daratan akan
bergerak ke arah lautan sebagai bayu darat.
Air sebagai agen penyejuk
dalam radiator kenderaan
1. Air mempunyai muatan haba tentu yang tinggi.
Oleh itu, ia digunakan sebagai agen penyejuk
dalam radiator kenderaan.
2. Haba yang terhasil daripada enjin diserap oleh
air yang mengalir di sepanjang ruang dinding
enjin. Air mampu menyerap haba yang banyak
dengan peningkatan suhu yang perlahan.
3. Air yang telah panas akan dialirkan melalui sirip
penyejuk dan dibantu oleh kipas untuk
menurunkan kembali suhu air. Air yang telah
disejukkan akan dialirkan semula ke ruang
dinding enjin.
Menghirup sup menggunakan
sudu
1. Suhu tomyam di dalam sudu dan di dalam
mangkuk adalah sama.
2. Kita mendapati tomyam yang panas itu mudah
dihirup menggunakan sudu berbanding
menghirup terus daripada mangkuk.
3. Ini kerana, kuah tomyam di dalam sudu
mempunyai kuantiti haba yang lebih kecil
berbanding kuah tomyam di dalam mangkuk.
4. Ini disebabkan jisim tomyam di dalam sudu
lebih kecil berbanding jisim tomyam di dalam
mangkuk.

12. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 12
4.3 Haba Pendam Tentu/ Specific latent heat
Haba pendam Haba yang diserap atau haba yang dibebaskan pada suhu
tetap semasa perubahan keadaan jirim suatu bahan
tertentu.
Menjana idea tentang haba pendam
Pendidihan air  Apabila air dipanaskan, suhunya akan meningkat
sehingga ia mencapai takat didih.
 Semasa pendidihan, suhu air sentiasa tetap pada suhu
100C walaupun air itu terus dipanaskan.
 Semasa pendidihan, air (cecair) bertukar kepada wap air
(gas).
Peleburan ais  Ais melebur pada takat lebur 0C . Apabila ais melebur,
tenaga haba diserap daripada persekitaran.
 Semasa ais melebur, suhu ais sentiasa tetap pada suhu
0C walaupun ais itu terus menyerap haba daripada
persekitaran.
 Semasa proses peleburan, ais (pepejal) bertukar kepada
air (cecair).
Perbincangan:
 Semua proses perubahan keadaan jirim berlaku tanpa sebarang perubahan suhu.
 Oleh kerana proses perubahan keadaan jirim berlaku tanpa perubahan suhu, haba
yang diserap atau yang dibebaskan oleh bahan itu seolah-olah terpendam atau
tersembunyi.
 Haba yang diserap atau dibebaskan semasa proses perubahan jirim tanpa
sebarang perubahan suhu disebut haba pendam.
Haba pendam
Diserap apabila Dibebaskan apabila
(a) Ais bertukar menjadi air
pada takat leburnya.
(b) Air bertukar stim pada
takat didihnya
(a) Stim bertukar menjadi air
pada takat kondensasi.
(b) Air bertukar menjadi ais
pada takat bekunya

13. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 13
Perubahan keadaan jirim & haba pendam
Proses di mana pepejal berubah menjadi cecair dikenali sebagai pelakuran
(peleburan). Suhu semasa pelakuran berlaku dikenali sebagai takat lebur.
Proses di mana cecair berubah menjadi gas dikenali sebagai pengewapan
(pendidihan). Suhu semasa pengewapan berlaku dikenali sebagai takat didih.
Lengkung pemanasan
(Tenaga haba diserap)
Lengkung penyejukan
(Tenaga haba dibebaskan)
Pepejal Cecair Gas (stim)
Pelakuran Pengewapan
Masa/ t
Suhu/ C
Takat
lebur
Takat
didih
Pepejal
Pepejal
Cecair
cecair
Cecair
Gas
Pendidihan
Peleburan
Suhu/ C
Takat
kondensasi
Takat
beku
Pepejal
Cecair
Gas
Masa/ t
pepejal
Cecair
cecair
Kondensasi
Pemejalan
Gas

14. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 14
Ciri-ciri sepunya
keempat-empat
perubahan
keadaan jirim
 Suatu bahan mengalami perubahan keadaan jirim apabila
mencapai suhu tertentu (takat).
 Tenaga haba dipindahkan semasa perubahan keadaan jirim.
 Semasa perubahan keadaan jirim, suhu adalah tetap
walaupun pemindahan haba terus berlaku.
Hubungan suhu
suatu bahan
dengan tenaga
kinetik zarah
dalam bahan
 Suhu bahan bertambah apabila tenaga kinetik purata zarah
dalam bahan bertambah.
 Suhu bahan berkurang apabila tenaga kinetik purata zarah
dalam bahan berkurang.
 Suhu bahan tetap apabila tenaga kinetik purata zarah dalam
bahan tidak berubah.
Kenapa suhu
bahan tetap
semasa perubahan
keadaan jirim
berlaku?
 Semasa perubahan keadaan jirim, pemindahan tenaga haba
tidak menyebabkan perubahan kepada tenaga kinetik zarah
dalam bahan.
 Semasa proses peleburan, tenaga haba yang diserap
digunakan untuk memutuskan ikatan antara zarah-zarah
dalam pepejal.
 Zarah-zarah terbebas daripada kedudukan tetapnya dan
bergerak lebih bebas. Dalam keadaan ini bahan pepejal
bertukar kepada cecair.
 Semasa pendidihan, tenaga haba yang diserap digunakan
untuk memutuskan ikatan antara zarah-zarah dalam cecair
dengan sempurna bagi membentuk gas (wap).
Haba pendam
tentu, L
Haba pendam tentu suatu bahan ialah kuantiti haba yang
diperlukan untuk mengubah keadaan jirim 1 kg bahan tanpa
perubahan suhu.
Q = mL
L =
m
Q
Q ialah tenaga haba yang diserap atau dibebaskan
m ialah jisim bahan
L ialah haba pendam tentu
Unit S.Inya ialah J kg
-1
.
Haba pendam
tentu pelakuran
Haba pendam tentu pelakuran: Kuantiti haba yang diperlukan
untuk mengubah 1 kg bahan daripada keadaan pepejal kepada
cecair (atau sebaliknya) tanpa perubahan suhu.
Haba pendam
tentu pengewapan
Haba pendam tentu pengewapan: Kuantiti haba yang diperlukan
untuk mengubah 1 kg bahan daripada keadaan cecair kepada
wap (atau sebaliknya) tanpa perubahan suhu.

15. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 15
Latihan 4.3 (Haba pendam tentu)
(1) Berapakah jumlah tenaga haba yang
diperlukan untuk menukarkan 0.1 kg ais
menjadi air pada takat leburnya.
(Haba pendam tentu pelakuran ais =
3.34 x 105 J kg-1)
(2) Berapa banyak haba yang terbebas
apabila 0.5 kg stim terkondensasi menjadi
air pada 100C?
(Haba pendam pengewapan air = 2.26 x
106 J kg-1)
(3) Cecair X yang mendidih kehilangan
jisimnya sebanyak 4 kg apabila
dipanaskan dengan sebuah pemanas
rendam 240 V, 10 kW selama 5 minit.
Tentukan haba pendam pengewapan
cecair itu.
(4) 400 g air dalam bikar berada pada
suhu 100C. Berapakah haba yang
diperlukan untuk menukarkan
keseluruhan air ini kepada stim?
(Haba pendam tentu pengewapan air
=2.3x106 Jkg-1 )
(5) Jika haba pendam tentu pelakuran ais
ialah 3.3 x105 J kg-1, hitungkan jumlah
haba yang dibebaskan semasa 300 g air
pada suhu 0C membeku?
(6) Berapa banyak habakah yang
diperlukan untuk memanaskan 2 kg ais
hingga menjadi air pada suhu 80C?
(Muatan haba tentu air = 4.2 x 103
Jkg-1C
-1
,
Haba pendam tentu pelakuran ais =
3.34 x 105 J kg
-1
)
(7) Berapakah kuantiti haba yang
diperlukan untuk menukarkan 20 g ais
pada 0C kepada air pada suhu 40C?
(Muatan haba tentu air
= 4.2 x 103 J kg-1C-1
Haba pendam tentu pelakuran ais
= 3.34 x105
Jkg-1)

16. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 16
Aplikasi Haba Pendam Tentu
Ketulan ais ditambah ke dalam air minuman untuk
menurunkan suhu air minuman. Ketulan ais melebur
dengan menyerap tenaga haba daripada air minuman.
Apabila tenaga diserap oleh ais untuk melebur, maka
suhu minuman dapat dikurangkan.
Ketulan ais diletakkan di atas permukaan ikan atau
makanan laut lain bagi memastikan kesegarannya dapat
dikekalkan. Ais melebur dengan menyerap tenaga haba
daripada ikan sekaligus menurunkan suhu ikan tersebut.
Suhu ikan yang rendah iaitu menghampiri suhu takat
lebur ais dapat menyebabkan aktiviti bakteria dapat
diberhentikan atau diperlahankan.
Air mempunyai haba pendam tentu pengewapan yang
tinggi. Apabila wap air terkena pada makanan yang lebih
sejuk suhunya, maka wap air akan terkondensasi.
Makanan yang dimasak akan menyerap haba yang
dikeluarkan oleh wap air semasa proses kondensasi.
Ini menyebabkan makanan akan masak dengan lebih
cepat kerana menyerap tenaga haba dengan banyak
dalam keadaan tertutup.
Eksperimen: Menentukan haba pendam tentu pelakuran ais
Radas (a) digunakan untuk
menentukan haba pendam tentu ais
Radas (b) ialah radas kawal
Prosedur:
1. Timbang jisim bikar (a).
2. Pemanas berkuasa 25 W digunakan
untuk mencairkan ais selama 5 minit.
3. Timbang jisim bikar (a) + air.
4. Ukur jisim ais yang dileburkan oleh
pemanas.
5. Ukur nilai haba pendam
Prosedur:
1. Timbang jisim bikar (b).
2. Ais dibiarkan melebur dengan
menggunakan haba persekitaran selama 5
minit.
3. Timbang jisim bikar (b) + air.
4. Ukur jisim ais yang dileburkan oleh haba
persekitaran.
Lpelakuran ais =
m
Q
=
m
Pt
=
Q ialah haba yang dibekalkan oleh pemanas
rendam.
m ialah jisim ais yang dileburkan oleh
pemanas sahaja.
t ialah masa pemanasan.
Ais
Corong
turas
Pemanas rendam
Ais
Bekalan
elektrik
Corong
turas
Kaki
retort
Pemanas
rendam ditutup
Kaki
retort

17. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 17
4.4 Hukum-hukum Gas
Kuantiti-kuantiti fizik gas
 Terdapat 4 kuantiti fizik yang melibatkan gas iaitu tekanan, isi padu, suhu dan jisim
gas.
 Bagi gas yang berjisim tetap, perubahan pada satu kuantiti fizik akan
menyebabkan perubahan pada kuantiti-kuantiti fizik yang lain.
Tekanan gas
 Tekanan gas adalah disebabkan oleh daya per unit luas
dihasilkan oleh molekul-molekul gas apabila ia berlanggar
dengan dinding bekas yang mengandunginya.
 Menurut teori kinetik jirim, molekul-molekul gas sentiasa
bergerak secara rawak dan sentiasa berlanggar antara satu
sama lain dan dengan dinding bekas.
 Apabila molekul-molekul gas berlanggar dengan dinding bekas, ia
akan terpantul balik dengan laju yang sama tetapi dalam arah yang
bertentangan. Perubahan momentum yang berlaku semasa perlanggaran
menyebabkan satu daya impuls dikenakan ke atas dinding bekas.
 Daya yang bertindak pada satu luas dinding bekas menghasilkan tekanan gas.
 Semakin besar kadar perlanggaran (kekerapan) molekul-molekul gas per unit luas
permukaan dinding bekas, semakin besar tekanan gas dihasilkan.
 Kekerapan perlanggaran molekul-molekul gas pula bergantung kepada
ketumpatan gas dan suhu gas.
 Apabila ketumpatan gas bertambah, bilangan molekul gas seunit isi padu
bertambah, dan dengan itu kekerapan perlanggaran antara molekul-molekul gas
dengan dinding bekas bertambah.
 Apabila suhu gas bertambah, halaju molekul-molekul gas bertambah dan dengan
itu kekerapan perlanggaran molekul-molekul gas dengan dinding bekas
bertambah. Maka, tekanan gas bertambah.
Molekul gas
bersuhu rendah
Molekul gas
bersuhu tinggi
Tekanan
gas rendah
Tekanan
gas tinggi
Ketumpatan tinggi Ketumpatan rendah

18. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 18
Hukum Boyle
 Hukum Boyle menyatakan bahawa bagi suatu gas yang jisimnya tetap, tekanan
gas, P berkadar songsang dengan isi padunya, V jika suhu gas, T adalah malar.
V
1
P  , P = pemalar 
V
1
, PV = pemalar
 Menurut hukum Boyle, jika tekanan dan isi padu awal suatu gas yang jisimnya
tetap ialah P1 dan V1, dan nilai akhirnya bertukar menjadi P2 dan V2 dengan syarat
suhu gas itu adalah malar.
Hukum Boyle berdasarkan Teori kinetik jirim
 Pada suhu malar, tenaga kinetik purata molekul-molekul gas adalah malar.
 Jika isi padu suatu gas berjisim tetap dikurangkan, bilangan molekul seunit isi
padu akan bertambah (ketumpatan gas bertambah).
 Peningkatan bilangan molekul seunit isi padu akan meninggikan kadar
perlanggaran antara molekul dengan dinding bekas dan dengan itu meningkatkan
daya yang dikenakan ke atas dinding bekas.
 Apabila daya yang bertindak ke atas dinding bekas bertambah, tekanan gas akan
turut bertambah.
 Oleh itu, tekanan suatu gas yang jisimnya tetap akan bertambah, apabila isi
padunya berkurang dengan syarat suhu gas itu adalah malar.
P1 V1 = P2V2
Tekanan, P1
Tekanan, P2
Isi padu, V2Isi padu, V1
Tekanan gas tinggi,
Isi padu gas rendah
Tekanan gas rendah,
Isi padu gas tinggi

19. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 19
Latihan: Hukum Boyle
P1 V1 = P2V2
(1) Suatu gas mempunyai tekanan 3 x
104
Pa dan berisipadu 0.4 m3
. Gas itu
mengalami pengembangan sehingga
tekanannya menjadi 6 x 104
Pa.
Berapakah isipadu gas itu sekarang?
(2) Suatu gelembung udara terbentuk di
dasar sebuah laut yang dalamnya 40m.
Isipadu gelembung ketika itu ialah 2.0 cm3.
Berapakah isipadu gelembung itu apabila
tiba di permukaan?
(Tekanan atmosfera = 10 m air laut)
(3) Sebiji belon berisipadu 5 cm3
diisikan
dengan udara pada tekanan 1 x 105
Pa.
Apabila belon ditiup sehingga isipadu 20
cm3
, berapakah tekanan gas dalam
belon itu sekarang?
(4) Satu gelembung udara berisipadu 0.1
cm3
berada pada dasar sebuah tasik. Jika
kedalaman tasik adalah 20 m dan tekanan
atmosfera ialah 10 m air, hitungkan
isipadu gelembung udara apabila tiba di
permukaan air?
(5) Sebuah bikar 500 cm3
ditelangkupkan
di permukaan air dan ditenggelamkan
sedalam 2.5 m. Berapakah isipadu air
yang masuk pada kedalaman tersebut.
(Tekanan atmosfera= 10 m air)
(6) Berapa dalamkah sebiji belon perlu
ditenggelamkan dalam air supaya isi
padunya menjadi
5
2
isipadu asalnya.
(Tekanan atmosfera= 10 m air)

20. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 20
(7) Rajah menunjukkan satu tiub kaca
yang diisi 5 cm merkuri untuk
memerangkap 10 cm udara. Merkuri
ditambah sehingga panjang udara
terperangkap menjadi 8 cm. Berapakah
panjang merkuri ketika itu?
(Tekanan atomosfera = 75 cm Hg)
(8) Rajah(a) di atas menunjukkan udara
terperangkap sepanjang 30 cm oleh 15 cm
merkuri dalam sebuah tiub kapilari. Tiub
kapilari kemudiannya diufukkan sehingga
panjang udara terperangkap menjadi 24
cm seperti rajah(b). Tentukan tekanan
atmosfera yang bertindak.
(9) Terangkan mengapa isi padu gelembung udara semakin bertambah semasa ia
bergerak dari bawah ke permukaan air.
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Air laut Gelembung
udara
Pam udara
Akuarium

21. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 21
Eksperimen Hukum Boyle
Graf Hukum Boyle
Graf P melawan V
Hubungan graf P melawan V:
........................................................................
........................................................................
Graf P melawan
V
1
V
1
Hubungan graf P melawan
V
1
:
........................................................................
........................................................................
P
V
P

22. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 22
Hukum Charles
 Hukum Charles menyatakan bahawa bagi suatu gas yang berjisim tetap,
isi padu gas, V berkadar langsung dengan suhu mutlaknya, T jika tekanan gas itu
adalah malar.
V  T V = pemalar  T
T
V
= pemalar
 Menurut hukum Charles, jika isi padu dan suhu awal suatu gas yang jisimnya tetap
ialah V1 dan T1 dan nilai akhirnya bertukar menjadi V2 dan T2 , maka
2
2
1
1
T
V
T
V

dengan syarat tekanan gas itu adalah malar.
Hukum Charles berdasarkan Teori kinetik jirim
 Apabila suhu suatu gas ditambah, molekul-molekul gas akan bergerak dengan
halaju yang lebih tinggi oleh kerana tenaga kinetik purata molekul bertambah.
 Jika isi padu gas kekal malar, tekanan gas akan bertambah kerana molekul-molekul
gas dengan halaju yang lebih tinggi akan berlanggar dengan dinding bekas dengan
lebih kerap dan lebih kuat.
 Jika tekanan gas perlu dikekalkan, isi padu gas terpaksa bertambah supaya
bilangan molekul seunit isi padu dikurangkan dan dengan itu mengekalkan
kekerapan perlanggaran antara molekul-molekul gas dengan dinding bekas.
 Oleh yang demikian, isi padu suatu gas yang jisimnya tetap akan bertambah
apabila suhunya bertambah dengan syarat tekanan gas itu adalah malar.
Suhu gas rendah,
isi padu gas rendah
Suhu gas tinggi,
isi padu gas tinggi
Isi padu gas (V2)Isi padu gas (V1)
Suhu gas (T1)
Suhu gas (T2)

23. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 23
Skala Suhu Mutlak
 Bagi Suatu gas yang mematuhi hukum Charles,
graf isi padu melawan suhu (dalam unit C) ialah
satu garis lurus yang tidak melalui asalan. Jika
graf ini diekstrapolasikan ke belakang, ia akan
memotong paksi suhu pada suhu -273 C.
 Suhu -273 C merupakan suhu di mana isi padu
gas sepatutnya menjadi sifar jika gas terus
mempunyai kelakuan yang sama pada suhu
sehingga -273 C.
 Oleh itu suhu -273 C merupakan suhu terendah
yang mungkin untuk sesuatu gas.
 Suhu -273 C juga dikenali sebagai sifar mutlak.
 Jika asalan graf dipindahkan ke -273 C iaitu sifar
mutlak, graf isi padu melawan suhu kini menjadi
satu garis lurus yang melalui asalan.
 Skala suhu yang baru dengan asalan pada sifar
dikenali sebagai Skala suhu mutlak atau Skala
Kelvin.
Penukaran unitC kepada
Kelvin (K)
Contoh penukaran unit daripada C kepada K:
-273 C = (-273 + 273) K = 0 K
0 C = (0 + 273) K = 273 K
100 C = (100 + 273) K = 373 K
Penukaran unit ini penting dalam menyelesaikan
masalah melibatkan hukum Charles dan hukum
tekanan.
Latihan : Hukum Charles
2
2
1
1
T
V
T
V

T ialah nilai suhu dalam unit Kelvin
(1) Suatu jisim gas tertentu pada tekanan tetap mempunyai isipadu 4.0 m3
pada suhu
30C. Berapakah isipadu gas pada suhu 60C?
 o
C = (  + 273 ) K
Isi padu/ cm3
T/K
-273C /C
Isi padu/ cm3

24. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 24
(2) Jadual di sebelah menunjukkan nilai-
nilai isipadu dan suhu suatu gas pada
tekanan tetap. Hitungkan nilai X.
V /cm3
150 300
T / o
C -23 X
(3) Satu salur kaca memerangkap udara
sepanjang 29 cm pada suhu 17C dengan
menggunakan merkuri sepanjang 5 cm.
Berapakah panjang udara terperangkap bila
salur kaca ini dipanaskan pada suhu 57C?
(4) Rajah menunjukkan turus udara terperangkap
sepanjang 10 cm oleh sejalur merkuri 5 cm pada suhu
270
C. Pada suhu berapakah turus udara terperangkap
perlu dipanaskan supaya panjangnya menjadi 10.9 cm?
(5) Rajah menunjukkan turus udara terperangkap sepanjang 9
cm oleh sejalur merkuri 5 cm pada suhu 27o
C.
Berapakah panjang udara terperangkap itu pada suhu 67o
C?

25. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 25
Eksperimen Hukum Charles
Graf bagi Hukum Charles
Graf isi padu udara melawan suhu mutlak
Hubungan graf V melawan suhu
mutlak, T:
................................................................
................................................................
................................................................
Graf isi padu udara melawan suhu
Hubungan graf V melawan suhu, :
................................................................
................................................................
................................................................
- 273
Isi padu udara, V
Suhu, /C
Isi padu udara, V
Suhu mutlak, T/K
Panjangturus
udara
Asid sulfurik
pekat

26. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 26
Hukum Tekanan
 Hukum Tekanan menyatakan bahawa bagi suatu gas yang jisimnya tetap, tekanan
gas, P berkadar langsung dengan suhu mutlaknya, T jika isi padu gas itu adalah
malar.
P T P = pemalar  T pemalar
T
P

 Menurut hukum tekanan, jika tekanan dan suhu awal suatu gas yang jisimnya
tetap ialah P1 dan T1, dan nilai akhirnya bertukar menjadi P2 dan T2, maka
2
2
1
1
T
P
T
P

dengan syarat isi padu gas itu adalah malar.
Hukum tekanan berdasarkan Teori kinetik jirim
 Apabila suhu suatu gas dinaikkan, molekul-molekul gas akan bergerak dengan
halaju yang lebih tinggi.
 Jika isi padu gas kekal malar, molekul-molekul gas dengan halaju yan lebih tinggi
akan berlanggar dengan dinding bekas dengan lebih kerap dan lebih kuat.
 Dengan itu molekul-molekul gas mengenakan daya yang lebih besar ke atas
dinding bekas yang mengandunginya.
 Apabila daya yang dikenakan ke atas dinding bekas bertambah, tekanan gas akan
turut bertambah.
 Oleh yang demikian, tekanan suatu gas yang jisimnya tetap akan bertambah
apabila suhunya bertambah dengan syarat isi padu gas itu malar.
Apabila suhu
berkurang, maka
tekanan udara
berkurang
Apabila suhu
bertambah, maka
tekanan udara
bertambah

27. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 27
Latihan: Hukum Tekanan
2
2
1
1
T
P
T
P

T ialah nilai suhu dalam unit Kelvin
(1) Sebuah bekas kedap udara
mengandungi udara pada tekanan 1
atm. Suhu awal udara dalam bekas itu
ialah 27C. Berapakah tekanan udara
dalam bekas itu jika suhu udara di
dalamnya ditingkatkan menjadi 87C?
(2) Tekanan udara dalam sebuah tayar
kereta sebelum memulakan perjalanan
adalah 22 kPa. Pada ketika itu suhu udara
di dalam tayar adalah 30C. Tekanan udara
di dalam tayar meningkat menjadi 25 kPa
selepas perjalanan jauh. Berapakah suhu
udara di dalam kereta pada ketika itu?
Anggap isi padu tayar tidak berubah.
Eksperimen Hukum tekanan

28. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 28
Graf bagi Hukum Tekanan
Graf tekanan, P melawan suhu mutlak, T Hubungan graf tekanan, P melawan
suhu mutlak, T:
................................................................
................................................................
................................................................
Graf tekanan, P melawan suhu Hubungan graf tekanan, P melawan
suhu:
................................................................
................................................................
...............................................................
Gambar rajah
Susunan radas eksperimen Hukum Boyle
Tekanan, P
Suhu/C
- 273
Tekanan, P
Suhu mutlak/K
Udara terperangkap
Tolok Bourdon
Minyak
Pam angin
Injap

29. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 29
Susunan radas eksperimen Hukum Charles
L ialah panjang turus gas yang mewakili isi padu gas terperangkap.
Susunan radas eksperimen Hukum Tekanan
Tolok
Bourdon
Termometer
Air
Udara
Tiub kapikari
Getah gelang
Termometer
L
Tiub getah

30. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 30