Langkau ke kandungan
Fizik · Tingkatan 4 (SPM) · 4.0 HABA

4.3 Haba Pendam Tentu

Unit ini menerangkan haba pendam, mendefinisikan haba pendam tentu, perlakuran dan pengewapan, eksperimen menentukannya, aplikasi serta penyelesaian masalah haba pendam.

  • KSSM
  • 5 SP
  • 19 latihan
  • Percuma

SP 4.3.1Menerangkan haba pendam.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Menerangkan

Murid perlu menjelaskan konsep haba pendam dari segi ikatan antara molekul semasa peleburan dan pendidihan.

  1. IsiPeleburan
    Huraian

    Semasa melebur, haba diserap untuk melemahkan dan memutuskan ikatan antara molekul pepejal. Tenaga kinetik molekul tidak bertambah, maka suhu kekal pada takat lebur.

    Contoh

    Ais pada 0 °C terus menyerap haba tetapi suhunya kekal 0 °C sehingga semuanya melebur.

  2. IsiPendidihan
    Huraian

    Semasa mendidih, haba diserap untuk memutuskan ikatan antara molekul cecair supaya molekul bebas sebagai gas; suhu kekal pada takat didih. Haba pendam dibebaskan semasa pembekuan dan kondensasi.

    Contoh

    Air mendidih kekal 100 °C walaupun api terus menyala.

NotaHaba pendam

Haba pendam ialah haba yang diserap atau dibebaskan semasa perubahan keadaan jirim tanpa perubahan suhu. Semasa peleburan dan pendidihan, haba yang diserap digunakan untuk memutuskan ikatan antara molekul, bukan menambah tenaga kinetik molekul, maka suhu kekal malar. Semasa pembekuan dan kondensasi, haba pendam dibebaskan.

SP 4.3.1

Peta pelbagai alirMengapa suhu malar semasa perubahan keadaan

SebabHaba diserap untuk memutuskan ikatan antara molekulTenaga kinetik purata molekul tidak bertambah
Bahan melebur atau mendidih
AkibatSuhu kekal malar pada takat lebur atau takat didihBahagian mendatar terbentuk pada lengkung pemanasanTenaga keupayaan molekul bertambah
SP 4.3.1

SP 4.3.2Mendefinisi (i) haba pendam tentu, ℓ = Q/m.
  1. Mendefinisi (ii) haba pendam tentu perlakuran, ℓ f.
  2. Mendefinisi (iii) haba pendam tentu pengewapan, ℓ v.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Mendefinisi

Murid perlu menyatakan takrif (i) haba pendam tentu, ℓ = Q/m, (ii) haba pendam tentu pelakuran, ℓf, dan (iii) haba pendam tentu pengewapan, ℓv, serta membandingkan nilai bagi bahan berbeza.

  1. Isi(i) Haba pendam tentu, ℓ = Q/m
    Huraian

    Kuantiti haba yang diserap atau dibebaskan semasa perubahan fasa bagi 1 kg bahan tanpa perubahan suhu. Unit J kg⁻¹.

    Contoh

    6.68 × 10⁴ J meleburkan 0.20 kg ais, maka ℓ = 3.34 × 10⁵ J kg⁻¹.

  2. Isi(ii) Haba pendam tentu pelakuran, ℓf
    Huraian

    Haba yang diserap semasa 1 kg pepejal menjadi cecair pada takat leburnya tanpa perubahan suhu.

    Contoh

    ℓf ais = 3.34 × 10⁵ J kg⁻¹, jauh lebih besar daripada ℓf lilin, jadi ais lebih lama melebur.

  3. Isi(iii) Haba pendam tentu pengewapan, ℓv
    Huraian

    Haba yang diserap semasa 1 kg cecair menjadi gas pada takat didihnya tanpa perubahan suhu.

    Contoh

    ℓv air = 2.26 × 10⁶ J kg⁻¹, lebih besar daripada ℓv minyak dan kira-kira 7 kali ℓf ais.

JadualTakrif haba pendam tentu

IstilahTakrifNilai buku teks
Haba pendam tentu, ℓ = Q/mKuantiti haba yang diserap atau dibebaskan semasa perubahan keadaan 1 kg bahan tanpa perubahan suhu (J kg⁻¹)-
Haba pendam tentu perlakuran, ℓfHaba yang diserap semasa 1 kg bahan berubah dari pepejal ke cecair tanpa perubahan suhuAis: 3.34 × 10⁵ J kg⁻¹
Haba pendam tentu pengewapan, ℓvHaba yang diserap semasa 1 kg bahan berubah dari cecair ke gas tanpa perubahan suhuAir: 2.26 × 10⁶ J kg⁻¹
SP 4.3.2

SP 4.3.3Mengeksperimen untuk menentukan, (i) haba pendam tentu perlakuran ais, ℓf.
  1. Mengeksperimen untuk menentukan, (ii) haba pendam tentu pengewapan air, ℓv.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Mengeksperimen

Murid perlu menjalankan eksperimen untuk menentukan (i) ℓf ais dan (ii) ℓv air, serta membandingkan nilai eksperimen dengan nilai sebenar.

  1. Isi(i) ℓf ais
    Huraian

    Gunakan set eksperimen (pemanas dihidupkan) dan set kawalan (pemanas tidak dihidupkan). m = m₁ − m₂ ialah jisim ais yang dilebur oleh pemanas; ℓf = Pt/m.

    Contoh

    40 W × 300 s dan m = 0.036 kg: ℓf = 3.33 × 10⁵ J kg⁻¹, hampir dengan 3.34 × 10⁵ J kg⁻¹.

  2. Isi(ii) ℓv air
    Huraian

    Bikar air dengan pemanas rendam diletak di atas neraca elektronik. Mulakan masa selepas air mendidih; jisim berkurang = jisim air menjadi stim; ℓv = Pt/m.

    Contoh

    500 W × 600 s dan m = 0.135 kg: ℓv = 2.22 × 10⁶ J kg⁻¹, sedikit kurang daripada 2.26 × 10⁶ J kg⁻¹ kerana haba hilang dan stim terkondensasi semula.

JadualPemboleh ubah eksperimen haba pendam tentu

Aspek(i) ℓf ais(ii) ℓv air
DimanipulasikanHaba dibekalkan (masa pemanasan)Haba dibekalkan (masa pemanasan)
Bergerak balasJisim ais yang meleburJisim air yang menjadi stim
DimalarkanKuasa pemanas, ais pada 0 °CKuasa pemanas, air pada takat didih
KawalanSet kawalan tanpa pemanas dihidupkan untuk ambil kira leburan oleh haba persekitaranAir sudah mendidih sebelum masa diukur
HipotesisSemakin banyak haba, semakin besar jisim ais meleburSemakin banyak haba, semakin besar jisim air mengewap
SP 4.3.3

Peta alirLangkah eksperimen (i): ℓf ais

  1. Sediakan dua corong berisi ais hancur dengan pemanas rendam: set eksperimen dan set kawalan (pemanas tidak dihidupkan)
  2. Hidupkan pemanas set eksperimen (P = 40 W) selama t = 300 s
  3. Kumpul air leburan dalam bikar bagi kedua-dua set; timbang jisim m₁ (eksperimen) dan m₂ (kawalan)
  4. Jisim ais dilebur oleh pemanas, m = m₁ − m₂ = 0.036 kg
  5. ℓf = Pt/m = (40 W × 300 s)/0.036 kg = 3.33 × 10⁵ J kg⁻¹
SP 4.3.3

Peta alirLangkah eksperimen (ii): ℓv air

  1. Letak bikar air dengan pemanas rendam (P = 500 W) di atas neraca elektronik
  2. Panaskan sehingga air mendidih
  3. Apabila mendidih, catat bacaan neraca dan mulakan jam randik
  4. Selepas t = 600 s, catat bacaan neraca; jisim air mengewap m = 0.135 kg
  5. ℓv = Pt/m = (500 W × 600 s)/0.135 kg = 2.22 × 10⁶ J kg⁻¹
  6. Keselamatan: stim boleh melecurkan; jauhkan tangan dari bikar
SP 4.3.3

SP 4.3.4Berkomunikasi untuk menerangkan aplikasi haba pendam tentu dalam kehidupan harian.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Berkomunikasi

Murid perlu menerangkan aplikasi haba pendam tentu dalam kehidupan harian, termasuk penyejatan yang menyebabkan penyejukan.

  1. IsiPenyejatan menyebabkan penyejukan
    Huraian

    Cecair yang menyejat menyerap haba pendam pengewapan daripada sekeliling, jadi permukaan menjadi sejuk.

    Contoh

    Meniup udara ke atas alkohol di belakang tangan terasa sejuk; peluh yang menyejat menyejukkan badan.

  2. IsiPeti sejuk dan mengukus makanan
    Huraian

    Bahan penyejuk menyerap haba pendam semasa mengewap di dalam peti sejuk dan membebaskannya semasa terkondensasi di luar. Stim membebaskan haba pendam apabila terkondensasi pada makanan.

    Contoh

    Kuih yang dikukus cepat masak kerana stim membebaskan 2.26 × 10⁶ J bagi setiap kg yang terkondensasi.

Poin utamaAplikasi haba pendam tentu

  • Peluh menyejat dan menyerap haba pendam pengewapan dari kulit, menyejukkan badan.
  • Mengukus makanan: stim membebaskan haba pendam yang besar apabila terkondensasi pada makanan.
  • Ais digunakan untuk menyimpan ikan segar kerana ais menyerap haba pendam perlakuran yang besar semasa melebur.
  • Peti sejuk: bahan penyejuk menyerap haba pendam semasa mengewap di dalam peti dan membebaskannya semasa terkondensasi di luar.
  • Lecur akibat stim lebih teruk daripada air mendidih kerana stim membebaskan haba pendam.
SP 4.3.4

SP 4.3.5Menyelesaikan masalah yang melibatkan haba pendam.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Menyelesaikan

Murid perlu menggunakan Q = mℓ dan Pt = mℓ untuk menyelesaikan masalah haba pendam serta menyatakan andaian yang dibuat.

  1. IsiRumus Q = mℓ
    Huraian

    Gunakan ℓf bagi peleburan atau pembekuan dan ℓv bagi pendidihan atau kondensasi. Jika ada perubahan suhu juga, tambah Q = mcΔθ.

    Contoh

    0.50 kg ais 0 °C menjadi air 20 °C: Q = 1.67 × 10⁵ + 4.2 × 10⁴ = 2.09 × 10⁵ J.

  2. IsiRumus Pt = mℓ dan andaian
    Huraian

    Bagi pemanas elektrik, Pt = mℓ. Andaian: semua haba daripada pemanas digunakan untuk perubahan fasa dan tiada haba hilang.

    Contoh

    Pemanas 1000 W menukar 0.50 kg air 100 °C kepada stim: t = (0.50 × 2.26 × 10⁶)/1000 = 1130 s.

Peta alirContoh: masalah haba pendam

  1. 0.50 kg ais pada 0 °C ditukar menjadi air pada 20 °C. ℓf = 3.34 × 10⁵ J kg⁻¹, c = 4200 J kg⁻¹ °C⁻¹
  2. Q₁ (melebur) = mℓf = (0.50 kg)(3.34 × 10⁵ J kg⁻¹) = 1.67 × 10⁵ J
  3. Q₂ (memanaskan) = mcΔθ = (0.50 kg)(4200 J kg⁻¹ °C⁻¹)(20 °C) = 4.2 × 10⁴ J
  4. Q = Q₁ + Q₂ = 1.67 × 10⁵ J + 0.42 × 10⁵ J = 2.09 × 10⁵ J
SP 4.3.5

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

LEPAK
Lebur dan Ewap: Pendam haba diserap, Aras suhu tidak berubah, Kondensasi dan beku membebaskannya.

Kad imbas

Haba pendam
Haba diserap/dibebaskan semasa perubahan keadaan tanpa perubahan suhu
Rumus haba pendam tentu
ℓ = Q/m, unit J kg⁻¹
ℓf ais
3.34 × 10⁵ J kg⁻¹
ℓv air
2.26 × 10⁶ J kg⁻¹
Tujuan set kawalan dalam eksperimen ℓf
Mengambil kira ais yang melebur oleh haba persekitaran
Mengapa lecur stim lebih teruk?
Stim membebaskan haba pendam pengewapan apabila terkondensasi

Semak kefahaman

  1. Nyatakan maksud haba pendam. (SP 4.3.1)

    Lihat jawapan

    Haba pendam ialah haba yang diserap atau dibebaskan semasa perubahan keadaan jirim tanpa perubahan suhu.

  2. Nyatakan maksud haba pendam tentu pengewapan. (SP 4.3.2)

    Lihat jawapan

    Haba pendam tentu pengewapan ialah kuantiti haba yang diserap untuk menukar 1 kg cecair kepada gas tanpa perubahan suhu.

  3. Pemanas 50 W dihidupkan 300 s dan 0.045 kg ais lebur akibat pemanas. Hitung haba pendam tentu perlakuran ais. (SP 4.3.3)

    Lihat jawapan

    l = Pt ÷ m = 50 × 300 ÷ 0.045 = 3.33 × 10⁵ J kg⁻¹.

  4. Bagaimanakah penyejatan peluh menyejukkan badan? (SP 4.3.4)

    Lihat jawapan

    Peluh menyerap haba pendam pengewapan daripada kulit semasa menyejat, maka badan berasa sejuk.

  5. Hitung haba untuk meleburkan 0.4 kg ais pada 0 °C (lf = 3.34 × 10⁵ J kg⁻¹). (SP 4.3.5)

    Lihat jawapan

    Q = ml = 0.4 × 3.34 × 10⁵ = 1.336 × 10⁵ J.

19 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.

Tahap Penguasaan (TP)

TPTafsiran
TP1Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Haba.
TP2Memahami Haba serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
TP3Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Haba untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
TP4Menganalisis pengetahuan mengenai Haba dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
TP5Menilai pengetahuan mengenai Haba dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
TP6Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Haba dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
  1. TP1

    Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Haba.

    Aktiviti: Murid memadankan kad 'haba pendam', 'perlakuran' dan 'pengewapan' dengan gambar ais cair dan air menggelegak serta menyebut perbezaan. 10 minit.

    Evidens PBD: Padanan kad dan sebutan lisan dicatat guru

    SP disasar: 4.3.1, 4.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. TP2

    Memahami Haba serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.

    Aktiviti: Murid menerangkan mengapa suhu air tidak naik semasa mendidih walaupun pemanas terus dihidupkan, dengan menyebut haba pendam sebagai tenaga yang menukar keadaan jirim tanpa perubahan suhu.

    Evidens PBD: Penerangan lisan dan lakaran lengkung pemanasan

    SP disasar: 4.3.1, 4.3.2 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. TP3

    Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Haba untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.

    Aktiviti: Murid menjalankan eksperimen menentukan haba pendam tentu perlakuran ais menggunakan pemanas rendaman atau air suam, merekod jisim ais dan suhu, kemudian mengira ℓf menggunakan Q = mℓ.

    Evidens PBD: Jadual data dan pengiraan ℓf berunit J kg⁻¹

    SP disasar: 4.3.3, 4.3.5 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. TP4

    Menganalisis pengetahuan mengenai Haba dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.

    Aktiviti: Murid menjalankan eksperimen penentuan haba pendam tentu pengewapan air, membandingkan ℓv dengan ℓf dan menerangkan mengapa ℓv jauh lebih besar dari segi ikatan molekul.

    Evidens PBD: Pengiraan ℓv dan penerangan perbandingan ℓf dan ℓv

    SP disasar: 4.3.2, 4.3.3, 4.3.5 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
  5. TP5

    Menilai pengetahuan mengenai Haba dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.

    Aktiviti: Murid menilai penggunaan ais dalam kotak penyejuk dan pengukus makanan berdasarkan haba pendam tentu, mengira tenaga yang diserap atau dibebaskan, dan mewajarkan pilihan bahan penyejuk yang paling cekap.

    Evidens PBD: Pengiraan tenaga dan justifikasi pilihan bahan

    SP disasar: 4.3.4, 4.3.5 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati
  6. TP6

    Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Haba dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.

    Aktiviti: Murid mereka bentuk sistem penyejukan mudah menggunakan haba pendam bagi menyimpan makanan dalam piknik. Mereka mengira jisim ais yang diperlukan dan menguji keberkesanan sistem selama 30 minit.

    Evidens PBD: Reka bentuk, pengiraan jisim ais dan rekod suhu ujian

    SP disasar: 4.3.3, 4.3.4, 4.3.5 · Latihan sepadan: aras Mencipta

Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan

Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 30 unit Fizik Tingkatan 4 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.

Unit lain dalam 4.0 HABA

  1. 4.1 Keseimbangan Terma
  2. 4.2 Muatan Haba Tentu
  3. 4.3 Haba Pendam Tentu
  4. 4.4 Hukum Gas