3 soalan pemindahan haba
1. Lihat gambar berikut!
Jika tiga paip diletakkan di dalam kotak kaca tertutup seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Asap dari gulungan kertas diletakkan di hujung paip B dan masuk melalui paip, maka asap akan keluar semula melalui paip A dan C seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Peristiwa ini berlaku kerana pemindahan haba oleh….
A. perolakan
B. pengaliran
C. induksi
D. sinaran
Perbincangan
Fenomena ini berlaku disebabkan oleh pemindahan haba secara perolakan. Pemindahan haba perolakan ialah pemindahan haba yang disertai dengan pergerakan jirim. Contoh pemindahan haba perolakan termasuk angin, air mendidih, atau pergerakan asap, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas.
Bagaimanakah anda menjelaskan pergerakan asap seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas? Di dalam kotak kaca tertutup, terdapat sebatang lilin yang menyala. Api lilin memanaskan udara di sekeliling, meningkatkan suhu udara di dalam kotak kaca. Peningkatan suhu ini menyebabkan udara mengembang (peningkatan isipadu). Pengembangan ini menyebabkan ketumpatan udara berkurangan. Oleh itu, ketumpatan udara di luar kotak kaca adalah lebih besar daripada ketumpatan udara di dalam kotak kaca. Gas secara semula jadi bergerak dari kawasan yang mempunyai ketumpatan udara yang tinggi ke kawasan yang mempunyai ketumpatan udara yang rendah. Perbezaan ketumpatan udara ini menyebabkan asap mengalir dari luar kotak kaca, yang mempunyai ketumpatan udara yang tinggi, ke dalam kotak kaca, yang mempunyai ketumpatan udara yang rendah.
Sebaik sahaja berada di dalam kotak kaca, nyalaan lilin akan memanaskan asap, meningkatkan suhu dan isipadunya. Ini meningkatkan ketumpatan asap, menyebabkan ia bergerak ke atas ke arah kawasan yang mempunyai ketumpatan udara yang lebih rendah. Ingat bahawa semakin tinggi sesuatu tempat di atas paras tanah, semakin rendah ketumpatan udara kerana daya graviti berkurangan.
Jawapan yang betul ialah A.
2. Perhatikan pernyataan di bawah:
1. Air di dalam kuali mendidih kerana ia dipanaskan.
2. Pada siang hari ia terasa lebih panas berbanding pada waktu malam.
3. Peralatan memasak biasanya diberi pemegang kayu atau plastik.
4. Lilin yang menyala akan cair sehingga habis.
Daripada pernyataan yang menyatakan kesan sinaran ialah bilangan...
A. 1 dan 3
B. 1 dan 4
C. 2 dan 4
D. 2 dan 3
Perbincangan
Pernyataan 1: Air di dalam kuali mendidih kerana ia dipanaskan.
Memang benar bahawa sebahagian haba berpindah dari api ke bekas melalui sinaran, dan sebahagian haba juga berpindah dari bekas ke air melalui konduksi. Tetapi air mendidih adalah hasil langsung daripada pemindahan haba melalui perolakan.
Pernyataan 2: Pada siang hari ia terasa lebih panas daripada pada waktu malam.
Matahari menyinari permukaan bumi pada siang hari melalui radiasi.
Pernyataan 3: Peralatan memasak biasanya diberi pemegang kayu atau plastik.
Jika pemegang peralatan memasak diperbuat daripada logam, tangan tukang masak akan menjadi panas kerana haba atau kehangatan dipindahkan melalui konduksi melalui pemegang peralatan memasak.
Pernyataan 4: Lilin yang menyala akan cair sehingga habis.
Lilin itu cair disebabkan oleh pemindahan haba melalui sinaran dari api ke lilin.
Jadi pernyataan yang merupakan kesan sinaran ialah 2 dan 4.
Jawapan yang betul ialah C.
3. Peristiwa perolakan yang betul dalam cecair ditunjukkan dalam gambar...
Perbincangan
Pemindahan haba perolakan ialah pemindahan haba yang disertai dengan pergerakan jirim. Contoh perolakan semula jadi termasuk pendidihan air semasa pemanasan atau pembentukan bayu darat dan laut.
Dalam proses di atas, haba pada mulanya bergerak dari api ke bekas melalui konduksi , dan begitu juga, haba bergerak dari bekas ke air melalui konduksi. Seterusnya, haba bergerak dari molekul air ke molekul air lain melalui perolakan.
Air berhampiran bahagian bawah bekas lebih panas, mengembang dan mengurangkan ketumpatannya. Sebaliknya, air di atasnya, atau air di permukaan, lebih sejuk dan oleh itu mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi.
Air di bahagian bawah bekas mempunyai ketumpatan yang lebih rendah, menyebabkan ia terapung dan digantikan oleh air yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi di atasnya. Pergerakan air di dalam bekas ini berterusan sehingga semua air mencapai suhu yang sama, atau mendidih.
Gambar rajah yang lebih tepat yang menerangkan proses perolakan air dalam bekas adalah dalam jawapan C. Sebabnya ialah air yang lebih panas yang telah mengembang serta-merta bergerak ke atas dan tidak bergerak ke sisi terlebih dahulu.
Jawapan yang betul ialah C.
