Bagi bahan yang dipanaskan tanpa perubahan keadaan, tenaga yang dipindahkan dan perubahan suhu adalah berkadar, jadi grafnya ialah garis lurus. Kecerunan membawa nilai m × c, dan begitulah soalan IGCSE Physics menyembunyikan muatan haba tentu dalam graf.
Pelajaran ini dibina terus di atas menggunakan muatan haba tentu dengan unit yang serasi.
Bagaimanakah kecerunan berkait dengan Q = m × c × Δθ?
Susun semula persamaan sebagai Q = (m × c) × Δθ. Ini berbentuk y = kecerunan × x, dengan tenaga pada paksi menegak dan perubahan suhu pada paksi mengufuk. Jadi kecerunan ialah m × c.
Jika paksi bertukar, dengan suhu pada paksi menegak, kecerunan ialah Δθ ÷ Q, iaitu 1 ÷ (m × c). Sentiasa tentukan kuantiti mana berada pada paksi mana sebelum mengira.
- Baca label paksi dan unit, termasuk sebarang pengganda kJ atau ×10³.
- Pilih dua titik yang berjauhan pada bahagian lurus garis itu.
- Ambil perubahan pada setiap paksi: kenaikan = beza y, larian = beza x.
- Bahagikan kenaikan dengan larian, dan kekalkan unit hasil bahagi.
- Tukar kepada c dengan membahagi m × c dengan jisim dalam kg, atau ambil salingan dahulu jika suhu berada pada paksi menegak.
Contoh berlangkah
Sampel cecair tidak diketahui seberat 0.50 kg dipanaskan dan tenaga yang dibekalkan diplot melawan suhu. (Data contoh rekaan.) Garis itu melalui (20 °C, 0 J) dan (45 °C, 50 000 J). Cari muatan haba tentu.
Langkah 1, paksi: tenaga (J) menegak dan suhu (°C) mengufuk, maka kecerunan ialah m × c.
Langkah 2, perubahan: kenaikan = 50 000 − 0 = 50 000 J. Larian = 45 − 20 = 25 °C.
Langkah 3, kecerunan: 50 000 ÷ 25 = 2000 J/°C. Jadi m × c = 2000 J/°C.
Langkah 4, c: c = 2000 ÷ 0.50 = 4000 J/kg °C.
Langkah 5, semak: Q = 0.50 × 4000 × 25 = 50 000 J, sepadan dengan titik terakhir pada graf.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan kerap berlaku ialah menggunakan susunan paksi yang salah.
Jawapan yang salah: Data yang sama diplot dengan suhu menegak. Pelajar mendapat kecerunan 25 ÷ 50 000 = 0.0005 dan menyatakan c = 0.0005 ÷ 0.50 = 0.001 J/kg °C.
Kecerunan 0.0005 °C/J ialah salingan m × c, bukan m × c itu sendiri.
Pembetulannya ialah menyalingkan dahulu: 1 ÷ 0.0005 = 2000 J/°C, kemudian bahagikan dengan 0.50 kg untuk mendapat 4000 J/kg °C. Semakan kewajaran juga mendedahkan kesilapan itu, kerana tiada bahan biasa yang muatan haba tentunya sekecil 0.001 J/kg °C.
Semak diri anda
1. Garis tenaga melawan suhu bagi blok 0.30 kg melalui (10 °C, 0 J) dan (30 °C, 6000 J). Cari c.
Lihat jawapan
Kecerunan = 6000 ÷ 20 = 300 J/°C = m × c. c = 300 ÷ 0.30 = 1000 J/kg °C.
2. Dua cecair berjisim sama menerima tenaga yang sama. Cecair A naik 30 °C dan cecair B naik 20 °C. Yang manakah mempunyai muatan haba tentu lebih besar, dan mengapa?
Lihat jawapan
Cecair B. Dengan Q dan m yang sama, c = Q ÷ (m × Δθ). Kenaikan suhu yang lebih kecil bermakna c yang lebih besar.
3. Graf suhu (menegak) melawan tenaga (mengufuk) bagi objek 0.25 kg mempunyai kecerunan 0.004 °C/J. Cari c.
Lihat jawapan
m × c = 1 ÷ 0.004 = 250 J/°C. c = 250 ÷ 0.25 = 1000 J/kg °C.
Ke mana selepas ini
Idea seterusnya ialah apa yang berlaku apabila garis tidak lagi lurus: membezakan perubahan suhu daripada perubahan fasa. Set latihan pengiraan haba mencampurkan soalan graf dan persamaan.
Jika anda boleh mengira tetapi kaku apabila data yang sama ditunjukkan sebagai graf, jurang itu ialah penggunaan yang baik bagi tuisyen Physics dalam talian satu dengan satu.