3.3 Aplikasi tindak balas endotermik dan eksotermik dalam kehidupan harian
Unit ini memperkenalkan aplikasi tindak balas eksotermik dan endotermik dalam kehidupan harian serta cara menganalisis nilai bahan api.
SP 3.3.1Menyatakan beberapa contoh aplikasi tindak balas eksotermik dan endotermik dalam kehidupan harian.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menyatakan
Murid perlu menyatakan contoh aplikasi tindak balas eksotermik dan endotermik dalam kehidupan harian serta memahami prinsipnya untuk mereka cipta produk.
- IsiAplikasi eksotermikHuraian
Tindak balas atau pelarutan yang membebaskan haba digunakan apabila haba diperlukan.
ContohPek panas mengandungi kalsium klorida kontang atau magnesium sulfat kontang yang dilarutkan dalam air; tin makanan swapanas menggunakan tindak balas kalsium oksida dengan air.
- IsiAplikasi endotermikHuraian
Proses yang menyerap haba digunakan untuk menyejukkan atau apabila perlu menyerap haba.
ContohPek sejuk mengandungi ammonium nitrat dan uncang air untuk merawat kecederaan sukan; serbuk penaik terurai apabila dipanaskan membebaskan CO₂ untuk menaikkan kek.
Peta pokokAplikasi tindak balas eksotermik dan endotermik
- Pek panas: pelarutan kalsium klorida kontang atau magnesium sulfat kontang dalam air membebaskan haba
- Tin makanan swapanas: kalsium oksida bertindak balas dengan air
- Pembakaran bahan api untuk memasak dan menjana tenaga
- Pek sejuk: pelarutan ammonium nitrat dalam air menyerap haba untuk merawat kecederaan sukan
- Serbuk penaik (natrium hidrogen karbonat) terurai apabila dipanaskan membebaskan CO₂ untuk menaikkan kek
- Penyerapan haba oleh tumbuhan semasa fotosintesis
SP 3.3.2Menganalisis nilai bahan api.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menganalisis
Murid perlu menganalisis nilai bahan api: maksudnya, membandingkan nilai bahan api pelbagai bahan api dan mewajarkan pemilihan bahan api yang berkesan bagi sesuatu aktiviti.
- IsiMaksud dan pengiraan nilai bahan apiHuraian
Nilai bahan api ialah jumlah tenaga haba yang dibebaskan apabila 1 g bahan api terbakar lengkap dalam oksigen berlebihan, unit kJ g⁻¹. Nilai bahan api = haba pembakaran (kJ mol⁻¹) ÷ jisim molar (g mol⁻¹).
ContohEtanol: 1376 ÷ 46 = 29.9 kJ g⁻¹. Metana: 890 ÷ 16 = 55.6 kJ g⁻¹. Maka setiap gram metana membebaskan hampir dua kali haba etanol.
- IsiMewajarkan pemilihan bahan apiHuraian
Pemilihan bahan api mengambil kira nilai bahan api, kos, kemudahan diperoleh, penyimpanan dan pengangkutan, kesan kepada alam sekitar dan sama ada sumbernya boleh diperbaharui.
ContohUntuk menggoreng telur di rumah, gas memasak (propana/butana) lebih wajar daripada kayu api kerana nilai bahan api tinggi, nyalaan bersih, mudah dikawal dan mudah disimpan dalam tong.
IstilahNilai bahan api
- Nilai bahan api
- Jumlah tenaga haba yang dibebaskan apabila 1 g bahan api terbakar lengkap dalam oksigen berlebihan; unit kJ g⁻¹
- Hubungan
- Nilai bahan api = haba pembakaran (kJ mol⁻¹) ÷ jisim molar (g mol⁻¹)
Peta alirContoh: nilai bahan api etanol
- Haba pembakaran etanol = −1376 kJ mol⁻¹, maka 1 mol membebaskan 1376 kJ
- Jisim molar C₂H₅OH = 46 g mol⁻¹
- Nilai bahan api = 1376 kJ ÷ 46 g = 29.9 kJ g⁻¹
- Metana: 890 kJ mol⁻¹ ÷ 16 g mol⁻¹ = 55.6 kJ g⁻¹, maka metana membebaskan lebih banyak haba setiap gram
Poin utamaFaktor memilih bahan api
- Nilai bahan api (tenaga setiap gram)
- Kos dan kemudahan diperoleh
- Kemudahan penyimpanan dan pengangkutan
- Kesan kepada alam sekitar (CO₂, CO, jelaga, SO₂)
- Sumber boleh diperbaharui atau tidak
- Hidrogen: nilai bahan api sangat tinggi (kira-kira 143 kJ g⁻¹) dan hanya menghasilkan air, tetapi sukar disimpan dan mudah meletup
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- NKPAS
- Nilai bahan api, Kos, Penyimpanan, Alam sekitar, Sumber: lima faktor memilih bahan api
Kad imbas
- Pek sejuk
- Pelarutan ammonium nitrat dalam air; endotermik
- Pek panas
- Pelarutan kalsium klorida kontang dalam air; eksotermik
- Nilai bahan api
- Tenaga haba dibebaskan apabila 1 g bahan api terbakar lengkap; kJ g⁻¹
- Rumus nilai bahan api
- Haba pembakaran ÷ jisim molar
- Bahan api dengan nilai bahan api tertinggi
- Hidrogen, kira-kira 143 kJ g⁻¹
Semak kefahaman
Namakan satu bahan dalam pek panas dan nyatakan jenis tindak balas yang berlaku. (SP 3.3.1)
Lihat jawapan
Kalsium klorida kontang atau magnesium sulfat kontang; pelarutannya dalam air ialah eksotermik.
Nyatakan maksud nilai bahan api. (SP 3.3.2)
Lihat jawapan
Nilai bahan api ialah jumlah tenaga haba yang dibebaskan apabila 1 g bahan api terbakar lengkap dalam oksigen berlebihan.
11 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 mengenai perubahan haba. |
| TP2 | Memahami haba tindak balas serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut dengan contoh. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai haba tindak balas untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai haba tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai haba tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai haba tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau 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 mengenai perubahan haba.
Aktiviti: Individu, 10 minit: murid menyenaraikan contoh tindak balas eksotermik dan endotermik dalam kehidupan harian seperti pek panas dan pek sejuk serta mengelaskannya pada jadual.
Evidens PBD: Jadual pengelasan contoh harian yang disemak guru.
SP disasar: 3.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami haba tindak balas serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut dengan contoh.
Aktiviti: Berpasangan, 15 minit: murid menerangkan dengan contoh bagaimana pek panas dan pek sejuk berfungsi, dengan menyebut jenis tindak balas dan perubahan haba.
Evidens PBD: Penerangan lisan berpasangan dengan contoh tepat.
SP disasar: 3.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai haba tindak balas untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Kumpulan, 20 minit: murid mengira nilai bahan api etanol dalam kJ g⁻¹ menggunakan data haba pembakaran dan jisim molar, kemudian membandingkan dengan satu bahan api lain.
Evidens PBD: Lembaran pengiraan dan jadual perbandingan.
SP disasar: 3.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai haba tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Kumpulan, 25 minit: murid menganalisis jadual nilai bahan api beberapa bahan api dan kesan pembakarannya, lalu mengenal pasti bahan api paling sesuai untuk memasak dan untuk kenderaan.
Evidens PBD: Jadual analisis dan jawapan berasas data.
SP disasar: 3.3.2, 3.3.1 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai haba tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Kumpulan, 25 minit: murid menilai faktor memilih bahan api (nilai bahan api, kos, kesan alam sekitar) dan membuat keputusan bahan api untuk sebuah kantin sekolah dengan justifikasi.
Evidens PBD: Keputusan berjustifikasi dan rubrik hujah.
SP disasar: 3.3.2 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai haba tindak balas dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Aktiviti: Kumpulan, 30 minit: murid mereka satu produk pek panas atau pek sejuk baharu untuk situasi tertentu (misalnya sukan), menerangkan tindak balas yang digunakan dan nilai tenaganya, lalu membentangkannya.
Evidens PBD: Cadangan produk dan rubrik kreativiti dan ketepatan sains.
SP disasar: 3.3.1, 3.3.2 · 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 22 unit Kimia Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.