Terangkan perubahan terma dengan dua model dalam satu jawapan: model zarah menyatakan apa yang zarah lakukan, dan model pemindahan tenaga menyatakan ke mana tenaga pergi.
Pelajaran ini sebahagian daripada penaakulan fizik dalam tugasan campuran, dan ia berkait dengan kimia (perubahan keadaan) serta biologi (suhu badan). Sebarang angka di bawah dicipta untuk pengajaran.
Apakah sumbangan setiap model?
Model zarah menerangkan susunan, pergerakan dan tarikan zarah. Dalam pepejal, zarah bergetar pada kedudukan tetap. Dalam cecair, zarah bergerak melepasi satu sama lain. Dalam gas, zarah bergerak bebas dan berjauhan.
Model pemindahan tenaga menerangkan tenaga bergerak dari tempat panas ke tempat sejuk melalui konduksi, perolakan atau sinaran. Bersama-sama, kedua-duanya menerangkan apa yang diukur dan mengapa ia berlaku.
Bagaimana menulis penerangan dua model?
- Nyatakan pemerhatian dengan jelas, termasuk arah perubahan.
- Nyatakan dari mana ke mana tenaga dipindahkan, dengan menamakan objek panas dan sejuk.
- Huraikan zarah: pergerakan lebih laju atau perlahan, atau perubahan susunan.
- Hubungkan kedua-duanya: adakah tenaga mengubah tenaga kinetik zarah (suhu berubah) atau susunan zarah (keadaan berubah).
- Akhiri dengan keputusan, menggunakan perkataan yang sama seperti pemerhatian.
Contoh berlangkah
Seorang pelajar memanaskan bikar berisi ais hancur dengan perlahan. Termometer membaca −4 °C pada mulanya, naik ke 0 °C, kekal pada 0 °C selama beberapa minit semasa ais melebur, kemudian naik semula apabila hanya air tinggal. Terangkan bahagian mendatar itu.
Langkah 1, pemerhatian: suhu kekal pada 0 °C walaupun pemanasan diteruskan.
Langkah 2, pemindahan tenaga: tenaga haba dipindahkan daripada persekitaran dan pemanas yang lebih panas ke campuran ais-air yang lebih sejuk.
Langkah 3, zarah: dalam ais, zarah bergetar pada kedudukan tetap yang ditahan oleh daya tarikan. Tenaga yang dibekalkan digunakan untuk mengatasi tarikan ini supaya zarah dapat bergerak melepasi satu sama lain sebagai cecair.
Langkah 4, hubungan: tenaga mengubah susunan, bukan purata tenaga kinetik zarah. Suhu mengukur purata tenaga kinetik itu, jadi ia kekal pada 0 °C.
Langkah 5, keputusan: apabila semua ais telah melebur, tenaga seterusnya meningkatkan laju zarah, dan suhu naik semula.
Apakah kesilapan yang perlu dielakkan?
Kesilapan lazim ialah mengatakan tiada pemindahan tenaga semasa bahagian mendatar.
Jawapan yang salah: “Suhu kekal sama kerana tiada tenaga masuk.”
Tenaga masih masuk kerana pemanas dihidupkan. Tenaga itu mengubah susunan zarah dan bukan purata lajunya.
Pembetulannya ialah memisahkan “tenaga dipindahkan” dan “suhu malar” sebagai dua pernyataan, kemudian menghubungkannya dengan model zarah.
Semak sendiri
Cuba soalan ini, kemudian buka setiap jawapan.
1. Terangkan mengapa sudu logam terasa lebih sejuk apabila disentuh berbanding sudu kayu dalam bilik yang sama.
Tunjuk jawapan
Kedua-duanya berada pada suhu bilik. Logam mengalirkan tenaga haba lebih cepat, jadi tenaga dipindahkan daripada tangan anda yang lebih panas ke logam dengan lebih pantas. Kulit anda kehilangan tenaga lebih cepat, jadi logam terasa lebih sejuk.
2. Bekas gas bertutup dipanaskan. Terangkan mengapa tekanan gas bertambah.
Tunjuk jawapan
Tenaga dipindahkan kepada gas, jadi zarahnya bergerak lebih laju. Zarah melanggar dinding bekas lebih kerap dan dengan daya lebih besar, jadi tekanan bertambah.
3. Minuman panas menyejuk dalam bilik. Nyatakan arah pemindahan tenaga dan apa berlaku pada zarah dalam minuman itu.
Tunjuk jawapan
Tenaga haba dipindahkan daripada minuman panas ke persekitaran yang lebih sejuk. Zarah dalam minuman kehilangan tenaga kinetik, jadi bergerak lebih perlahan dan suhu menurun.
Ke mana selepas ini?
Seterusnya, gunakan idea daya pada benda hidup dalam menggunakan hubungan daya pada ukuran biologi. Anda juga boleh menyemak semula menghubungkan pemerhatian litar dengan pemindahan tenaga untuk melihat bagaimana tenaga elektrik berakhir sebagai tenaga haba.
Menulis jawapan dua model yang jelas ialah tabiat yang memerlukan maklum balas. Guru kami memberi maklum balas itu dalam tuisyen Sains Gabungan dalam talian satu dengan satu.