Jika objek dengan suhu yang berbeza bersentuhan antara satu sama lain, haba secara semula jadi bergerak dari objek dengan suhu yang lebih tinggi ke objek dengan suhu yang lebih rendah. Pemindahan haba berhenti sebaik sahaja kedua-dua objek mencapai keseimbangan terma . Boleh dikatakan bahawa pemindahan haba menyebabkan perubahan suhu objek yang bersentuhan. Berdasarkan penjelasan ringkas ini, disimpulkan bahawa haba (Q) berkaitan dengan objek dan perubahan suhu (delta T) objek tersebut. Setiap objek mempunyai jisim (m) dan jenis objek juga berbeza.
Terbitan formula haba dalam artikel ini dilakukan melalui penaakulan. Anda boleh membuktikan kesahihan penaakulan ini berdasarkan pengalaman seharian anda atau dengan menjalankan eksperimen.
Hubungan antara haba (Q) dan perubahan suhu (delta T)
Terdapat dua bekas yang diisi dengan air yang sama jisimnya. Air dipanaskan menggunakan dua penunu yang berbeza. Api pada satu penunu adalah lebih rendah, manakala api pada penunu yang satu lagi adalah lebih tinggi. Jika kedua-duanya dipanaskan selama sepuluh minit, bekas yang manakah lebih panas? Jika anda pernah memanaskan air, anda akan bersetuju bahawa air yang dipanaskan menggunakan dapur dengan api yang lebih tinggi adalah lebih panas (suhu akhir air adalah lebih tinggi atau perubahan suhu adalah lebih besar).
Api mewakili jumlah haba (Q). Api kecil mempunyai sedikit haba, api besar mempunyai lebih banyak haba. Apabila terdapat sedikit haba, perubahan suhu adalah kecil. Apabila terdapat banyak haba, perubahan suhu adalah besar. Lebih banyak haba, lebih besar perubahan suhu. Dapat disimpulkan bahawa jumlah haba (Q) adalah berkadar terus dengan perubahan suhu objek.
Hubungan antara haba (Q) dan jisim objek (m)
Terdapat dua bekas yang diisi dengan air dengan jisim yang berbeza, satu bekas diisi dengan lebih banyak air, bekas yang satu lagi diisi dengan lebih sedikit air. Air dipanaskan menggunakan dua dapur yang mempunyai api yang sama. Jika kedua-duanya dipanaskan selama sepuluh minit, air yang manakah di dalam bekas itu lebih panas? Jika anda pernah memanaskan air, maka anda akan bersetuju bahawa air dalam air yang lebih sedikit adalah lebih panas (suhu akhir air lebih besar atau perubahan suhu lebih besar). Agar lebih banyak air mengalami perubahan suhu yang sama dengan lebih sedikit air, api yang memanaskan lebih banyak air mesti dibesarkan.
Jumlah air mewakili jisim air (m). Saiz nyalaan mewakili jumlah haba. Dapat disimpulkan bahawa jumlah haba (Q) adalah berkadar terus dengan perubahan suhu objek. Lebih banyak air, lebih banyak haba diperlukan untuk menaikkan suhu air.
Hubungan antara haba (Q) dan jenis objek ( c )
Jika anda memanaskan sebatang besi dan sebatang kaca yang sama saiz secara serentak menggunakan api yang sama, yang manakah akan lebih cepat panas, besi atau kaca? Sudah tentu, besi itu lebih cepat panas. Dapat disimpulkan bahawa haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu sesuatu objek adalah berkadar terus dengan jenis objek.
Tiga perbandingan di atas digabungkan menjadi satu persamaan:
Ini ialah formula atau persamaan haba.
Maklumat: Q = haba (Joule), m = jisim objek (kg), c = haba tentu objek (J/kg Co), delta T = perubahan suhu (Co atau K)
1. Lima kilogram ais pada suhu -22 o C dipanaskan sehingga semua ais cair pada suhu 0 o C. Jika haba pendam ais ialah 333 kJ/kg dan haba tentu ais ialah 2100 J/kg C o , maka jumlah haba yang diperlukan ialah...
A. 1496 kJ
B. 1596 kJ
C. 1696 kJ
D. 1796 kJ
E. 1896 kJ
Perbincangan
Ia diketahui:
Jisim ais (m) = 5 kg
Suhu awal (T) = -22 ° C
Haba pendam ais (L) = 333 kJ/kg = 333.000 J/kg
Haba tentu ais (c) = 2100 J/kg C o
Soalan: Jumlah haba yang diperlukan (Q)
jawab:
Proses 1: meningkatkan suhu ais dari -22 ° C kepada 0 ° C
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231.000 Joule
Proses 2: cairkan semua ais ke dalam air
Q = mL = (5)(333.000) = 1.665.000 J
Jumlah haba = 231.000 J + 1.665.000 J = 1.896.000 J = 1.896 kJ
Jawapan yang betul ialah E.
Sumber soalan:
Soalan Fizik SBMPTN
