Soalan pemerhatian keadaan memberi anda suhu, graf atau huraian, lalu meminta anda menerangkannya dengan zarah. Jawapan penuh menamakan susunan, pergerakan dan tenaga, kemudian mengaitkannya dengan bukti.
Pelajaran ini ialah sebahagian daripada penaakulan kimia dalam tugasan campuran. Data di bawah direka untuk pengajaran dan dilabelkan sedemikian.
Apakah yang dikatakan model zarah?
Dalam pepejal, zarah rapat antara satu sama lain pada kedudukan tetap dan hanya bergetar. Dalam cecair, zarah masih rapat tetapi boleh bergelongsor. Dalam gas, zarah berjauhan dan bergerak pantas ke semua arah.
Pemanasan memberi zarah lebih tenaga kinetik. Penyejukan mengambilnya pergi. Semasa perubahan keadaan, tenaga mengubah susunan dan daya tarikan, bukan kelajuan, maka suhu kekal tetap.
Contoh berlangkah (data rekaan)
Seorang murid merekod suhu bahan cecair panas seakan lilin, dipanggil bahan Z, semasa ia menyejuk di dalam bilik.
| Masa (min) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Suhu (°C) | 80 | 70 | 62 | 56 | 54 | 54 | 54 | 49 | 43 |
Soalan: Huraikan penyejukan itu dan terangkan mengapa suhu kekal 54 °C dari minit ke-8 hingga ke-12.
Langkah 1, huraikan dengan nombor. Suhu turun daripada 80 °C kepada 56 °C dalam 6 minit pertama. Kadar purata ialah (80 − 56) ÷ 6 = 24 ÷ 6 = 4.0 °C/min. Kemudian suhu kekal 54 °C selama 4 minit, dan turun semula selepas minit ke-12.
Langkah 2, namakan perubahan keadaan. Dataran itu ialah tempat bahan Z berubah daripada cecair kepada pepejal, jadi 54 °C ialah takat bekunya (sama dengan takat leburnya).
Langkah 3, terangkan dengan zarah. Sebelum minit ke-8, zarah dalam cecair kehilangan tenaga kinetik, jadi bergerak lebih perlahan dan suhu turun. Semasa dataran, zarah bergerak ke kedudukan tetap dan daya tarikan terbentuk antaranya. Tenaga dibebaskan, dan ini mengimbangi tenaga yang hilang ke bilik, maka tenaga kinetik purata kekal tetap.
Langkah 4, kaitkan semula. Selepas minit ke-12, semua bahan ialah pepejal. Zarah hanya bergetar dan kehilangan tenaga kinetik semula, maka suhu turun.
Kesilapan yang perlu diawasi
Jawapan yang salah: “Suhu tidak berubah kerana bahan sudah berhenti kehilangan haba.”
Data menunjukkan bahan berada di dalam bilik yang lebih sejuk, jadi ia masih kehilangan tenaga. Intinya ialah tenaga yang dibebaskan oleh daya tarikan baharu menggantikan tenaga yang hilang. Kesilapan kedua ialah menulis “zarah membeku”, yang memberi zarah sifat keseluruhan bahan.
Pembetulannya ialah menamakan perubahan keadaan, menyatakan apa yang berlaku kepada susunan dan daya tarikan zarah, dan menyatakan mengapa tenaga kinetik purata tidak berubah.
Semak sendiri
1. Gunakan jadual untuk mencari kadar penyejukan purata dari minit ke-14 hingga ke-16.
Lihat jawapan
Penurunan suhu = 49 − 43 = 6 °C dalam 2 minit. Kadar = 6 ÷ 2 = 3.0 °C/min.
2. Dalam keadaan apakah bahan Z pada minit ke-4, minit ke-10 dan minit ke-16?
Lihat jawapan
Pada minit ke-4 suhu (62 °C) melebihi 54 °C, maka ia cecair. Pada minit ke-10 ia berada di dataran, maka ia campuran cecair dan pepejal yang sedang berubah keadaan. Pada minit ke-16 suhu (43 °C) kurang daripada 54 °C, maka ia pepejal.
3. Terangkan dengan zarah mengapa gas lebih mudah dimampatkan berbanding cecair.
Lihat jawapan
Zarah dalam gas berjauhan dengan banyak ruang kosong di antaranya, jadi boleh ditolak lebih dekat. Zarah dalam cecair sudah bersentuhan, maka hampir tiada ruang lagi untuk dimampatkan.
Ke mana selepas ini?
Seterusnya, kaitkan persamaan dengan perubahan jisim yang diberi untuk memasukkan pengiraan. Apabila sedia, cuba set latihan campuran, dan gunakan pengkritik penyiasatan saintifik untuk menilai cara memperbaik penyiasatan penyejukan.
Jika penerangan anda kehilangan markah kerana satu pautan dalam rantaian tertinggal, guru kami boleh membina tabiat itu bersama anda dalam tuisyen Combined Science dalam talian satu dengan satu.