2.3 Tekanan Gas
Anda akan menentukan tekanan gas menggunakan manometer dan menyelesaikan masalah harian yang melibatkan tekanan gas.
SP 2.3.1Menentukan tekanan gas dengan menggunakan manometer.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menentukan
Murid perlu menggunakan manometer (air) untuk mencari tekanan gas dengan membandingkan aras cecair kedua-dua belah tiub-U.
- IsiMembaca manometerHuraian
Aras sama: Pgas = Patm. Aras sebelah terbuka lebih tinggi sebanyak h: Pgas = Patm + hρg. Aras sebelah gas lebih tinggi: Pgas = Patm − hρg.
ContohManometer air disambung pada belon: aras sebelah terbuka 15 cm lebih tinggi, maka tekanan gas dalam belon lebih tinggi daripada Patm.
- IsiMengira dengan manometer airHuraian
Tukar h kepada meter, kira hρg dengan ρ air = 1000 kg m⁻³, kemudian tambah atau tolak Patm.
Contohh = 0.15 m: hρg = 0.15 × 1000 × 9.81 = 1471.5 Pa; Pgas = 101 000 + 1471.5 = 102 471.5 Pa.
NotaTekanan gas
Tekanan gas ialah daya per unit luas yang dikenakan oleh molekul gas yang berlanggar dengan dinding bekas. Manometer ialah tiub-U berisi cecair (air atau merkuri) yang digunakan untuk mengukur tekanan gas. Satu hujung disambung kepada bekalan gas dan hujung lagi terbuka kepada atmosfera.
Peta pokokBacaan manometer
- Pgas = Patm
- Pgas > Patm
- Pgas = Patm + hρg
- Pgas < Patm
- Pgas = Patm − hρg
Peta alirContoh: manometer merkuri
- Patm = 76 cmHg. Aras merkuri di sebelah terbuka 10 cm lebih tinggi.
- Pgas = Patm + h
- Pgas = 76 cmHg + 10 cmHg = 86 cmHg
- Dalam Pa: 0.86 m × 13 600 kg m⁻³ × 9.81 m s⁻² = 114 737 Pa ≈ 1.15 × 10⁵ Pa
SP 2.3.2Menyelesaikan masalah dalam kehidupan harian yang melibatkan tekanan gas.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menyelesaikan
Murid perlu mengira tekanan gas dalam bekas dalam unit cm Hg atau mm Hg dan Pa menggunakan manometer merkuri.
- IsiUnit cm HgHuraian
Pgas = Patm ± h dengan Patm = 76 cm Hg.
ContohAras merkuri sebelah terbuka 12 cm lebih tinggi: Pgas = 76 + 12 = 88 cm Hg.
- IsiUnit PaHuraian
Tukar jumlah turus merkuri kepada meter dan guna P = hρg dengan ρ = 13 600 kg m⁻³.
Contoh88 cm Hg = 0.88 × 13 600 × 9.81 = 117 405 Pa ≈ 1.17 × 10⁵ Pa.
Peta alirContoh: manometer air
- Bekalan gas dapur disambung kepada manometer air. Beza aras = 20 cm, sebelah terbuka lebih tinggi. Patm = 1.01 × 10⁵ Pa.
- hρg = 0.20 m × 1000 kg m⁻³ × 9.81 m s⁻² = 1962 Pa
- Pgas = 101 000 Pa + 1962 Pa
- Pgas = 102 962 Pa ≈ 1.03 × 10⁵ Pa
Poin utamaTekanan gas dalam kehidupan harian
- Tolok Bourdon digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam tayar dan tong gas
- Tekanan tayar yang betul menjimatkan bahan api dan mengelakkan tayar meletup
- Tekanan bekalan gas dapur diperiksa dengan manometer
- Silinder gas bertekanan tinggi perlu disimpan jauh dari sumber haba
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- GAH
- Gas = Atmosfera + H: Pgas = Patm + hρg apabila aras sebelah terbuka lebih tinggi
Kad imbas
- Alat tiub-U untuk mengukur tekanan gas
- Manometer
- Pgas jika aras cecair sebelah terbuka lebih tinggi sebanyak h
- Patm + hρg
- Pgas jika aras cecair kedua-dua belah sama
- Pgas = Patm
- Alat mengukur tekanan tayar
- Tolok Bourdon
- Patm 76 cmHg, beza aras merkuri 24 cm (sebelah terbuka tinggi)
- Pgas = 100 cmHg
Semak kefahaman
Tuliskan rumus tekanan gas jika aras cecair di sebelah terbuka manometer lebih tinggi sebanyak h. (SP 2.3.1)
Lihat jawapan
Pgas = Patm + hρg.
Manometer merkuri: aras di sebelah terbuka 10 cm lebih tinggi. Patm = 76 cmHg. Hitung tekanan gas. (SP 2.3.2)
Lihat jawapan
Pgas = 76 + 10 = 86 cmHg.
12 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Tekanan. |
| TP2 | Memahami Tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Tekanan 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)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Tekanan.
Aktiviti: Murid memadankan gambar manometer, tekanan gas dan perbezaan aras cecair dengan kad nama dan menyebut satu ayat tentang cara manometer berfungsi. 10 minit.
Evidens PBD: Padanan kad dan ayat lisan dicatat guru
SP disasar: 2.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami Tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Murid menghubungkan tiub manometer ke bekalan gas atau pam udara, memerhati perbezaan aras cecair h dan menerangkan bagaimana h mewakili tekanan gas berbanding tekanan atmosfera.
Evidens PBD: Pemerhatian h dan penerangan bertulis
SP disasar: 2.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Murid menentukan tekanan gas dalam kelalang menggunakan manometer air dan manometer raksa (h = 10 cm), mengira P = P atmosfera + hρg dan menulis unit Pa dalam jadual.
Evidens PBD: Pengiraan tekanan gas dengan unit dan jadual data
SP disasar: 2.3.1, 2.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Murid menganalisis tiga bacaan manometer apabila hujung terbuka kepada atmosfera dan menentukan sama ada tekanan gas lebih tinggi atau lebih rendah, menerangkan bagaimana aras cecair bergerak.
Evidens PBD: Jadual analisis tiga bacaan dan penerangan
SP disasar: 2.3.1, 2.3.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Murid menilai pilihan cecair manometer (air atau raksa) untuk mengukur tekanan gas 300 kPa dan 2 kPa, mengira ketinggian h bagi setiap pilihan dan memutuskan cecair yang praktikal.
Evidens PBD: Pengiraan h dan justifikasi pilihan cecair
SP disasar: 2.3.2 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Tekanan 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 manometer mudah menggunakan tiub-U lutsinar dan air berwarna, mengkalibrasi dengan pengukur tekanan, mengukur tekanan tayar basikal dan menilai ralat bacaan.
Evidens PBD: Manometer buatan, data tekanan dan penilaian ralat
SP disasar: 2.3.1, 2.3.2 · 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 25 unit Fizik Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.