FIZIK

TINGKATAN 4

BAB 4

HABA

MODUL

HALUS

KERTAS 1

1. Muatan haba tentu aluminium adalah lebih tinggi berbanding kuprum. Apabila haba

dibekalkan pada kadar yang sama pada kedua-dua blok yang mempunyai jisim yang

sama, manakah antara berikut berlaku?

The specific heat capacity of aluminium is higher than copper. When heat is supplied

at the same rate to two identical blocks of same mass, which of the following happens?

A. Blok aluminium akan mengembang lebih cepat berbanding kuprum

The aluminium block will expand faster than copper block

B. Blok kuprum akan mengembang lebih cepat berbanding aluminium

The copper block will expand faster than aluminium

C. Kadar kenaikan suhu dalam blok kuprum adalah tinggi

The rate of temperature rise in the copper block is higher

D. Kadar kenaikan suhu dalam blok aluminium adalah tinggi

The rate of temperature rise in the aluminium block is higher

2. Rajah di bawah menunjukkan 200 g air dengan suhu awal 80 °C dan 50 g air dengan

suhu awal 30 °C.

Diagram below shows 200 g water with initial temperature 80 °C and 50 g water with

initial temperature 30 °C.

Apakah yang akan berlaku kepada suhu akhir apabila air dicampur?

What will happen to the final temperature when the water mixed together?

A. Mencapai suhu keseimbangan termal

The temperature achieved thermal equilibrium

B. Mencapai suhu 80 °C

The temperature achieved 80 °C

C. Mencapai suhu kurang daripada 30 °C

The temperature achieved less than 30 °C

D. Mencapai suhu lebih daripada 80 °C

The temperature achieved more than 80 °C

3. Merkuri digunakan di dalam termometer cecair dalam kaca kerana ia

Mercury is used in the liquid-in-glass thermometer because it

A. melekat pada dinding kaca

sticks to the glass wall

B. mempunyai takat didih yang rendah

has a lower boiling point

C. mengembang dan mengecut sekata

80 200 g

50 g

C

30 C

expands and contracts uniformly

D. adalah lutsinar dan mudah dibaca

is transparent and therefore it is easier to read

5. Diagram shows hot coffee at 80° C is being poured into a cup at room temperature.

When thermal equlilbrium is reached,

Rajah 5 menunjukkan kopi panas pada suhu 80 °C dituangkan ke dalam sebuah

cawan yang berada pada suhu bilik. Apabila keseimbangan termal dicapai,

Diagram 5

Rajah 5

A. The temperature of the coffee is unchanged while the temperature of the cup

increases

Suhu kopi tidak berubah tetapi suhu cawan bertambah.

B. There is no flow of heat between the coffee and the cup.

Tiada pengaliran haba antara kopi dan cawan.

C. Both the coffee and the cup attain the same temperature.

Kedua-dua kopi dan cawan mencapai suhu yang sama.

D. The temperature of the cup increases to 80°C.

Suhu cawan akan bertambah sehingga ke 80°C

7. The following will increase the sensitivity of a mercury-in-glass thermometer except

Perkara yang berikut akan meningkatkan kepekaan termometer merkuri-dalam-kaca

kecuali

A. The narrow thin bore of the capillary tube.

Tiub kapilari yang berongga sempit dan halus.

B. The thin glass wall of the bulb.

Dinding kaca bebuli yang nipis.

C. The small bulb to contain less mercury.

Bebuli yang kecil untuk mengandungi kurang merkuri

D. The existence of a vacuum above the mercury column.

Kewujudan vakum di atas turus merkuri.

9. Rajah di bawah menunjukkan graf suhu melawan masa bagi suatu bahan. Bahan itu

dipanaskan pada kadar seragam. Ia berubah dari keadaan pepejal kepada cecair,

kemudiannya kepada gas.

Diagram below shows temperature against time graph of a substance. The substance

is heated at a steady rate. It changes from solid to a liquid, and then to gas.

Bahagian manakah pada graf menunjukkan keadaan pepejal dan cecair sahaja?

Which parts of the graph show a state with solid and liquid only?

10. Why is the handle of the pot made of high specific heat capacity material?

Mengapakah pemegang tudung periuk dibuat daripada bahan yang mempunyai

muatan haba tentu yang tinggi?

A. To increase the mass of the handle.

Menambah berat kepada pemegang itu.

B. To reduce the increase of temperature

Mengurangkan peningkatan suhu.

C. To reduce the expansion of the cover.

Mengurangkan perkembangan tudung.

D. To increase the melting point of the cover

Meningkatkan takat lebur tudung

Time (min)

A

B C

D

Masa (min)

Suhu ( C)°Temperature ( C)°

KERTAS 2 BAHAGIAN A.

SOALAN NO 1 [4 markah]. (Kebiasaannya dari BAB 1)

1. Diagram 1 shows a thermometer hanging on the wall in a house.

Rajah 1 menunjukkan sebuah termometer yang digantung pada dinding dalam sebuah

rumah.

Diagram 1

Rajah 1

(a) (i) Name one type of liquid that is suitable to be used in the thermometer.

Nyatakan satu jenis cecair yang sesuai digunakan dalam termometer itu.

[1m]

(ii) Give one reason for the answer in 1(a)(i).

Beri satu sebab bagi jawapan di 1(a)(i).

[1m]

(b) (i) The thermometer is then brought outdoor which is very much hotter than

in the house. Complete the following sentence by ticking the correct

answer.

Termometer itu kemudian dibawa ke luar rumah yang jauh lebih panas

daripada di dalam rumah. Lengkapkan ayat yang berikut dengan menanda

jawapan yang betul.

The outdoor temperature is taken when the liquid in the thermometer

Suhu luar rumah diambil apabila cecair dalam termometer itu

starts to expand.

mula mengembang.

stops expanding.

berhenti mengembang

[1m]

(ii) (ii) Name the physics principle involved in 1(b)(i).

Namakan prinsip fizik yang terlibat di 1(b)(i).

[1m]

SOALAN NO 5 – Tingkatan 4 [8 markah]

1. Diagram 1 and Diagram 2 show trapped air in two identical flasks heated with

different quantity of heat. Both stoves are turned off after 10 minutes.

Rajah 1 dan Rajah 2 menunjukkan udara yang terperangkap dalam dua kelalang

serupa yang dipanaskan dengan kuantiti haba yang berbeza. Kedua-dua dapur ditutup

selepas 10 minit.

Diagram 1

Rajah 1

Diagram 2

Rajah 2

(a) State the physical quantity measured by a Bourdon gauge.

Nyatakan kuantiti fizik yang diukur oleh tolok Bourdon.

[1m]

(b) Based on Diagram 1 and Diagram 2,

Berdasarkan Rajah 1 dan Rajah 2,

(i) compare the readings of both the Bourdon gauges.

bandingkan bacaan kedua-dua tolok Bourdon itu.

[1m]

(ii) compare the readings of both thermometers.

bandingkan bacaan kedua-dua termometer.

[1m]

(iii) state the relationship between the heat supplied and the temperature.

nyatakan hubungan antara haba yang dibekalkan dengan suhu.

[1m]

(iv) state the relationship between the pressure of air in the flask and the

temperature.

nyatakan hubungan antara tekanan udara dalam kelalang dengan suhu.

[1m]

(c) Based on kinetic theory, explain the reason for the answer in (b)(iv).

Berdasarkan teori kinetik, terangkan sebab bagi jawapan di (b)(iv).

[2m]

(d) Name the law involved when the air volume is constant.

Namakan hukum yang terlibat apabila isi padu udara dimalarkan.

[1m]

SOALAN NO 8 – Tingkatan5/4 [12 markah]

1. Diagram below shows two models of frying pan.

Rajah di bawah menunjukkan dua model kuali.

Model A Model B

Bright surface

Permukaan berkilat

Dark surface

Permukaan gelap

High specific heat capacity

Muatan haba tentu tinggi

Low specific heat capacity

Muatan haba tentu rendah

(a) What is the meaning of specific heat capacity?

Apakah maksud muatan haba tentu?

[1m]

(b) Based on the information in diagram above, state the suitable characteristics of

the frying pan used for cooking.

Give reason for the suitability of the characteristics.

Berdasarkan maklumat dalam rajah di atas, nyatakan ciri-ciri kuali yang sesuai

digunakan untuk memasak.

Beri sebab bagi kesesuaian ciri-ciri tersebut.

(i) type of surface

Jenis permukaan

[1m]

Reason

Sebab

[1m]

(ii) Specific heat capacity

Muatan haba tentu

[1m]

Reason

Sebab

[1m]

(c) Based on the answer in (b), determine which model of frying pan in diagram

above will absorb the heat effectively.

Give reason for your choice

Berdasarkan jawapan di (b), tentukan model kuali dalam rajah di atas yang

dapat menyerap haba dengan berkesan

Beri sebab untuk pilihan anda.

[2m]

(d) A kettle contained 0.5 kg water. The average heat absorbed by the water is 16 J

s–1 in 25 minutes.

Sebuah cerek mengandungi 0.5 kg air. Purata haba yang diserap oleh air

adalah 16 J s–1 dalam masa 25minit.

Calculate:

Hitung:

(i) The rise in temperature of the water

(Specific heat capacity of water = 4 200 J kg–1 °C–1)

Kenaikan suhu air

(Muatan haba tentu air = 4 200 J kg–1 °C–1)

[3m]

(ii) The rise in temperature of the water

(Specific heat capacity of water = 4 200 J kg–1 °C–1)

Kenaikan suhu air

(Muatan haba tentu air = 4 200 J kg–1 °C–1)

[2m]

2. Table below shows two types of pot and their characteristics.

Jadual di bawah menunjukkan dua jenis periuk dan ciri-cirinya.

Table

Jadual

(a) What is the meaning of specific heat capacity?

Apakah maksud muatan haba tentu?

[1m]

(b) Based on Table above, state suitable characteristics of the pot if it is to be used

for cooking something rapidly.

Berdasarkan Jadual di atas, nyatakan ciri-ciri bagi periuk jika digunakan untuk

masak sesuatu dengan cepat.

Give reason for the suitability of the characteristics.

Berikan sebab untuk kesesuaian ciri-ciri itu.

(i) Material for making the pot.

Bahan untuk membuat periuk.

Reason

Sebab

[2m]

(ii) Material for making the handle of the pot

Bahan untuk membuat pemegang periuk.

Reason

Sebab

[2m]

(iii) Mass of the pot.

Jisim periuk.

Reason

Sebab

[2m]

(c) The pots are heated by using an electric hot plate of power 800 W.

Based on the information in Table 8, calculate the time to achieve a temperature

rise of 90 °C for:

Periuk-periuk itu dipanaskan dengan menggunakan plat pemanas elektrik

berkuasa 800 W.

Berdasarkan maklumat dalam Jadual 8, hitung masa yang diambil untuk

meningkatkan suhu sebanyak 90°C bagi:

(i) The clay pot.

Periuk tanah liat.

[2m]

(ii) The copper pot.

Periuk kuprum.

[2m]

(d) Determine the most suitable pot that is the safest to handle and can be heated in

the shortest period of time.

Tentukan periuk yang paling sesuai, iaitu yang paling selamat untuk

dikendalikan dan boleh dipanaskan dalam masa yang paling singkat.

[1m]

KERTAS 2 BAHAGIAN B

SOALAN NO 9 – Tingkatan 5 [20 markah]

1. Diagram 3.1 shows an experiment to determine the relationship between the volume of

trapped air and the pressure exerted on it.

Rajah 3.1 menunjukkan satu eksperimen untuk menentukan hubungan antara isi padu

udara yang terperangkap dengan tekanan yang dikenakan padanya.

(a) (i) What is the meaning of pressure?

Apakah yang dimaksudkan dengan tekanan?

[1m]

(ii) Observe the diagram when the pressure exerted is 1.0 Pat and then 1.5 Pat.

Compare the volume of trapped air, the pressure exerted and the

temperature of the trapped air. Relate the volume of the trapped air to the

pressure exerted and deduce one physics law. Name the physics law.

Perhatikan rajah apabila tekanan yang dikenakan ialah 1.0 Pat dan 1.5

Pat. Bandingkan isi padu udara yang terperangkap, tekanan yang

dikenakan dan suhu udara yang terperangkap. Hubungkaitkan isi padu

udara yang terperangkap dengan tekanan yang dikenakan untuk membuat

deduksi tentang satu hukum fizik. Namakan hukum fizik itu.

[5m]

(c) Diagram 3.3 shows a model of solar oven to be used to fry eggs.

Rajah 3.3 menunjukkan satu model ketuhar solar yang digunakan untuk

menggoreng telur.

Using the appropriate physics concepts, explain the use of suitable materials and

design to improve the heating process of the oven. Your answer should include

the following aspects.

Menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan kegunaan bahan-bahan dan

reka bentuk yang sesuai untuk meningkatkan proses pemanasan ketuhar itu.

Jawapan anda hendaklah merangkumi aspek-aspek yang berikut:

i. One property of the cover.

Satu ciri tudung itu.

ii. The specific heat capacity of the pan.

Muatan haba tentu kuali itu.

iii. The colour of the pan.

Warna kuali itu.

iv. The specific heat capacity of the body.

Muatan haba tentu badan.

v. Ability of the body to tilt.

Kemampuan badan itu dicondongkan.

[10m]

2. Rajah 9.1(a) dan Rajah 9.1(b) menunjukkan dua bekas yang diisi dengan air mendidih

yang sama isipadu selepas 10 minit. Jisim bekas adalah sama dan diperbuat daripada

bahan yang berbeza muatan haba tentu.

Diagram 9.1(a) and Diagram 9.1(b) show two containers are filled with same volume

of boiling water after 10 minutes. The mass of the containers are same and made from

material of different specific heat capacity.

Rajah 9.1(a) Rajah 9.1(b)

Diagram 9.1(a) Diagram 9.1(b)

(a) Namakan konsep fizik yang terlibat apabila termometer itu mengukur suhu air.

Name the physics concept involved when the thermometer measures the

temperature of water.

[1m]

(b) Menggunakan Rajah 9.1(a) dan Rajah 9.1(b) ,bandingkan jumlah haba dalam air

pada permulaan dalam kedua-dua bekas, muatan haba tentu bekas-bekas, suhu

air dalam bekas selepas 10 minit dan kadar kehilangan haba dalam kedua-dua

bekas.

Hubungkait muatan haba tentu bekas dengan kadar kehilangan haba.

Using Diagram 9.1(a) and Diagram 9.1(b), compare the amount of heat in the

water at the beginning in both containers, the specific heat capacity of the

containers, the temperature of water in the containers after 10 minutes and the

rate of heat loss in both containers.

Relate the specific heat capacity of containers to the rate of heat loss.

[5m]

(d) Rajah 9.2 menunjukkan bahagian-bahagian kotak ais yang digunakan untuk

menyimpan ais.

Diagram 9.2 shows parts of the ice box used to store ice.

Anda dikehendaki mengubah suai kotak ais dalam Rajah 9.2 supaya ia boleh

menyimpan ais dalam tempoh yang lama tanpa mencair dan senang dibawa.

You are required to modify the ice box in Diagram 9.2 so that it can kept the ice

for a longer period without melting and easy to carry.

Nyata dan terangkan pengubahsuaian berdasarkan aspek-aspek berikut.

State and explain the modifications based on the following aspects:

i. muatan haba tentu bagi kotak dalam.

the specific heat capacity of the inner box.

ii. jenis dan ketumpatan bahan X antara tiub dinding dua lapis.

the type and density of the material X in between the double walled tube.

iii. ketumpatan kotak luar.

the density of the outer box.

iv. warna kotak luar.

the colour of the outer box.

[10m]

3. Diagram 9.1 shows two identical electrical kettles, P and Q are filled with different

quantity of water.

Rajah 9.1 menunjukkan dua cerek elektrik yang serupa, P dan Q diisi dengan kuantiti

air yang berbeza.

Diagram 9.1

Rajah 9.1

Diagram 9.2 shows only kettle P releases steam after 5 minutes of heating.

Rajah menunjukkan hanya cerek P mengeluarkan wap selepas dipanaskan selama 5

minit.

After 5 minutes heated

Selepas 5 minit dipanaskan

Diagram 9.2

Rajah 9.2

(a) What is the meaning of heat?

Apakah maksud haba?

[1m]

(b) By using Diagram 9.1 and Diagram 9.2

Dengan menggunakan Rajah 9.1 dan Rajah 9.2

(i) Compare the mass, the heat supplied and the rise of temperature of the

water

Bandingkan jisim, haba yang dibekalkan dan kenaikan suhu air

[1m]

(ii) State the relationship between the mass and the rise of temperature of the

water

Nyatakan hubungan antara jisim dan kenaikan suhu air

[1m]

(iii) State the physical quantity that must be constant to deduce the relationship

between the mass and the rise of the temperature of water as the answer in

9(b)(ii).

Nyatakan kuantiti fizikal yang mesti dimalarkan untuk mendeduksikan

hubungan antara jisim dan kenaikan suhu air seperti jawapan dalam

9(b)(ii).

[1m]

(d) Diagram 9.3 shows a lidded cup. The cup is not suitable to maintain the

temperature of a hot drink for a long time.

Rajah 9.3 menunjukkan satu cawan bertutup. Cawan ini tidak sesuai untuk

mengekalkan suhu bagi minimum panas dalam masa yang lama.

Diagram 9.3

Rajah 9.3

You are required to suggest the suitable characteristics of the lidded cup in

Diagram 9.3 that can maintain the temperature of the hot drink for a long time.

State and explain your suggestions based on the characteristics of material for

the cup, the lid and the method to keep the drink hot.

Anda dikehendaki untuk mencadangkan ciri-ciri yang sesuai untuk cawan

bertutupdalan Rajah 9.3 yang boleh mengekalkan suhu bagi minuman panas

dalam masa yang sama.

Nyatakan dan terangkan cadangan anda berdasarkan ciri-ciri bahan untuk cawan,

penutupnya dan kaedah untuk membuatkan minuman kekal panas.

[10m]

KERTAS 2 BAHAGIAN C

SOALAN NO 11 – Tingkatan 5 [20 markah]

1. As many people strive to live a healthier lifestyle and eat a healthier diet, many new

diets call for steamed vegetables. The easiest method for cooking food in this way is to

use a food steamer.

Diagram 11.1 shows an electric food steamer.

Semakin ramai orang berusaha untuk mengamalkan gaya hidup dan cara pemakanan

yang sihat. Oleh itu, mengukus ialah cara memasak yang semakin digemari. Cara

paling mudah untuk mengukus makanan adalah dengan menggunakan pengukus

makanan.

Rajah 11.1 menunjukkan sebuah pengukus makanan elektrik.

(a) (i) What is the meaning of specific latent heat ofvaporisation?

Apakah yang dimaksudkan dengan haba pendam tentu pengewapan?

[1m]

(c) Diagram 11.2 shows a cooler bag which can be used to keep food cool or warm.

Rajah 11.2 menunjukkan sebuah beg sejuk yang boleh digunakan untuk

mengekalkan kesejukan atau kepanasan makanan.

Table 11 shows the characteristics of four different cooler bags.

Jadual 11 menunjukkan ciri-ciri bagi empat beg sejuk yang berlainan.

Cooler

bag

Beg

Thermal

conductivity of

the Bag

Specific heat

capacity of

the bag /

Density of

the bag

Ketumpatan

Material of

the inner

lining

Lower level containing water

Tingkat bawah yang mengandungi air

sejuk

Kekonduksian

terma beg

J kg–1 ⁰C–1

Muatan

haba tentu

beg /

J kg–1 ⁰C–1

beg

Bahan

pelapik

dalam

P Low

Rendah 900

Low

Rendah

Aluminium

foil

Kerajang

aluminium

Q High

Tinggi 900

High

Tinggi

Plastic

Plastik

R High

Tinggi 387

Low

Rendah

Plastic

Plastik

S Low

Rendah 387

Low

Rendah

Aluminium

foil

Kerajang

aluminium

You are required to determine the most suitable design of cooler bag that can

keep the food cold or warm for a longer period and that is easy to carry from

place to place.

Study the specifications of all four designs from the following aspects:

Anda dikehendaki menentukan reka bentuk beg sejuk yang paling sesuai untuk

mengekalkan kesejukan atau kepanasan makanan untuk tempoh yang lebih lama

dan yang senang dibawa dari satu tempat ke tempat yang lain.

Kaji spesifikasi keempat-empat reka bentuk itu daripada aspek-aspek berikut:

• Thermal conductivity of the bag

Kekonduksian terma beg

• Specific heat capacity of the bag

Muatan haba tentu beg

• Density of the bag

Ketumpatan beg

• Material for the inner lining

Bahan untuk pelapik dalam

Explain the suitability of the aspects and then determine the most suitable design

of cooler bag. Give reasons for your choice.

Terangkan kesesuaian aspek-aspek itu dan tentukan reka bentuk beg sejuk yang

paling sesuai. Beri sebab bagi pilihan anda.

[10m]

2. Diagram below shows a metal block, M, of mass 500 g heated in boiling water of

temperature 100 °C for a long time. The metal block M is then quickly transferred into

200 g of water at 30 °C in a polystyrene cup. The water is stirred until thermal

equilibrium is achieved.

Rajah di bawah menunjukkan satu bongkah logam, M, berjisim 500 g dipanaskan di

dalam air yang mendidih bersuhu 100 °C dalam jangka masa yang lama. Bongkah

logam M kemudiannya dipindahkan dengan cepat ke dalam cawan polistirena yang

berisi 200 g air bersuhu 30 °C. Air itu dikacau sehingga keseimbangan terma tercapai.

Diagram

Rajah

(a) (i) What is the meaning of thermal equilibrium?

Apakah maksud keseimbangan terma?

[1m]

‘ (ii) Explain, in terms of thermal equilibrium, how a thermometer which is

placed into the boiling water reads at the temperature of 100 °C.

Terangkan, dalam konteks keseimbangan terma, bagaimana termometer

yang diletakkan ke dalam air mendidih memberikan bacaan suhu 100 °C.

[4m]

(c) Diagram below shows a thermos flask used to maintain the temperature of a hot

drink for a long time.

Rajah di bawah menunjukkan sebuah kelalang termos digunakan untuk

mengekalkan suhu minuman panas untuk jangka masa yang lama.

Table below shows the characteristics of four different thermos flasks.

Jadual di bawah menunjukkan ciri-ciri bagi empat kelalang termos yang

berlainan.

Thermos

flask

Kelalang

termos

Stopper

Penutup

Space P

Ruang P

Double walled tube

Tiub dinding dua lapis

Made of

Diperbuat

daripada

Coated by

Disalut oleh

W

Hollow

plastic

Plastik

berongga

Vacuum

vakum

Glass

kaca

Shiny paint

Cat berkilat

X

Hollow

plastic

Plastik

berongga

Vacuum

vakum

Copper

kuprum

Black paint

Cat hitam

Y

Solid plastic

Plastik

pepejal

Air

udara

Glass

kaca

Black paint

Cat hitam

Z

Solid plastic

Plastik

pepejal

Air

udara

Copper

kuprum

Shiny paint

Cat berkilat

Table

Jadual

Additional information:

Maklumat tambahan

[specific heat capacity of glass = 840 J Kg – 1 º C– 1]

[Muatan haba tentu kaca = 840 J Kg – 1 º C– 1]

[specific heat capacity of copper = 387 J Kg – 1 º C– 1]

[Muatan haba tentu kuprum = 387 J Kg – 1 º C– 1]

Explain the suitability of each characteristic of the thermos flasks and determine

the most suitable thermos flask to be used for the purpose of maintaining the

temperature of the hot drink.

Give reasons for your choice.

Terangkan kesesuaian setiap ciri kelalang termos dan tentukan kelalang termos

yang paling sesuai untuk digunakan bagi tujuan mengekalkan suhu minuman

panas.

Beri sebab bagi pilihan anda

[10m]