Perlukah makmal untuk berlatih?

Tidak, kemahiran graf dan analisis Kertas 3 boleh dilatih dari rumah dengan data contoh.

Mengapa corong kawalan diperlukan?

Sebahagian ais lebur semata-mata kerana bilik lebih panas daripada 0 °C, bukan kerana pemanas. Corong kawalan, tanpa pemanas, mengukur tepat peleburan latar itu dalam masa yang sama, jadi menolaknya meninggalkan hanya jisim yang dilebur oleh tenaga elektrik.

Mengapa ais mesti pada 0 °C dan sudah menitis sebelum anda bermula?

Jika ais masih di bawah 0 °C, sebahagian tenaga elektrik akan memanaskannya dan bukan meleburkannya, dan VIt = mL tidak lagi sah. Bermula apabila ia menitis dengan tetap pada takat lebur memastikan semua tenaga yang diukur digunakan untuk pelakuran.

Mengapa eksperimen ini tidak memberikan graf?

Hanya satu perbandingan bermasa diperlukan untuk mencari L, jadi tiada kuantiti dimanipulasikan untuk diplot. Keputusan datang daripada satu pengiraan menggunakan jisim terbetul, VIt = mL, dan bukan daripada kecerunan garis.

Eksperimen: Menentukan haba pendam tentu pelakuran ais

Tujuan

Menentukan haba pendam tentu pelakuran ais dengan meleburkannya menggunakan tenaga elektrik yang diukur, dengan kawalan untuk membetulkan kesan persekitaran.

Pemboleh ubah

Dimanipulasi: Sama ada pemanas dihidupkan (eksperimen) atau dimatikan (kawalan)
Bergerak balas: Jisim ais yang lebur, m
Dimalarkan: Masa pemanasan dan kuasa pemanas

Radas & bahan

Pemanas rendam
Ais hancur
Dua corong turas
Dua bikar
Neraca elektronik
Bekalan kuasa
Ammeter
Voltmeter
Jam randik
Kaki retort

Prosedur

Isikan ais hancur ke dalam dua corong dan letakkan bikar kosong di bawah setiap satu; satu corong ialah eksperimen dan satu lagi kawalan.
Masukkan pemanas rendam ke dalam corong eksperimen dan sambungkannya secara sesiri dengan ammeter dan bekalan kuasa, dengan voltmeter merentasinya.
Biarkan kedua-dua corong menitis sehingga ais berada pada takat lebur, kemudian kosongkan dan gantikan bikar.
Hidupkan pemanas dan jam randik serentak, dan rekod bacaan V dan I.
Selepas masa tetap t, matikan pemanas, dan ukur jisim air yang terkumpul dalam setiap bikar dengan neraca.
Cari jisim yang dilebur oleh pemanas sahaja, m = m(eksperimen) − m(kawalan).

Menjadualkan keputusan

Rekod nilai V, I dan masa pemanasan t, serta jisim air yang terkumpul dalam corong eksperimen dan corong kawalan. Jisim terbetul yang dilebur oleh pemanas ialah m = m(eksperimen) − m(kawalan).

Graf

Graf tidak diperlukan. Corong kawalan memberikan pembetulan bagi ais yang lebur oleh haba dari persekitaran dalam masa yang sama.

Analisis

Tenaga elektrik yang dibekalkan meleburkan jisim ais terbetul: VIt = mL, dengan m ialah jisim terbetul. Maka haba pendam tentu pelakuran L = VIt / m.

Langkah berjaga-jaga

Guna corong kawalan untuk membetulkan ais yang lebur oleh persekitaran.
Mula hanya apabila ais menitis pada takat leburnya (0 °C).
Pastikan semua air lebur menitis ke dalam bikar dan tiada yang hilang.

Haba · Kemahiran graf

Bacaan contoh dan maksudnya

Ini ialah bacaan contoh, bukan skema pemarkahan. Dengan pemanas pada V = 12 V dan I = 4.0 A selama t = 5.0 min (300 s), corong eksperimen mengumpul kira-kira 48.0 g air lebur manakala corong kawalan, pemanas dimatikan, mengumpul kira-kira 5.0 g dalam masa yang sama.

Corong kawalan memberitahu anda bahawa kira-kira 5.0 g lebur akibat kehangatan bilik, bukan akibat pemanas. Menolak memberikan jisim yang dilebur oleh pemanas sahaja: m = 48.0 − 5.0 = 43.0 g = 0.0430 kg.

Tanpa kawalan anda akan mengira kesemua 48.0 g kepada pemanas dan memperoleh nilai L kira-kira 12% terlalu rendah. Kedua-dua corong mesti mula menitis dengan tetap pada 0 °C sebelum anda bermula, supaya satu-satunya perbezaan antara keduanya semasa larian bermasa ialah pemanas, dan setiap titis mesti sampai ke bikar supaya tiada air lebur hilang.

Mendapatkan jawapan daripada bacaan

Eksperimen ini tidak memerlukan graf, jawapan datang daripada jisim terbetul dan tenaga elektrik. Tukar jisim yang terkumpul dahulu: jisim terbetul m = m(eksperimen) − m(kawalan) = 48.0 g − 5.0 g = 43.0 g = 0.0430 kg.

Tenaga elektrik yang dibekalkan meleburkan jisim itu: VIt = mL. Maka L = VIt ÷ m = (12 V × 4.0 A × 300 s) ÷ 0.0430 kg = 14400 J ÷ 0.0430 kg = 3.35 × 10⁵ J kg⁻¹.

Itu hampir dengan haba pendam tentu pelakuran ais yang diterima, kira-kira 3.34 × 10⁵ J kg⁻¹. Jika anda melangkau kawalan dan menggunakan 48.0 g, anda memperoleh 3.0 × 10⁵ J kg⁻¹, ketara rendah, yang menunjukkan mengapa pembetulan kawalan ialah inti kaedah ini.

Markah yang dicari pemeriksa

'Pemboleh ubah' dimanipulasikan di sini sebenarnya ialah perbandingan: pemanas dihidupkan untuk corong eksperimen dan dimatikan untuk kawalan, dengan masa pemanasan t / s yang sama dan kuasa yang sama dikekalkan malar. Menamakan corong kawalan dan menerangkan apa yang dibetulkannya ialah titik yang paling bernilai.

Rekod V / V, I / A, t / s, dan jisim m(eksperimen) / g dan m(kawalan) / g, kemudian m terbetul / kg, dengan tempat perpuluhan yang konsisten dan unit dalam tajuk. Butiran ujian adil yang berbaloi: mula mengira masa hanya apabila kedua-dua corong menitis pada takat lebur, kekalkan kedua-dua corong sama kecuali pemanas, dan pastikan semua lebur menitis ke dalam bikar.

Nyatakan L dengan unitnya, J kg⁻¹, dan catat bahawa kehilangan haba kecil atau sedikit air yang melekat dalam corong mengekalkan nilai sedikit tersasar daripada nilai diterima. Jangan bandingkan larian eksperimen pada satu masa dengan larian kawalan pada masa lain, kedua-duanya mesti dibuat serentak.

Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)

Ditulis oleh sidang editorial spmphysics.com.my.· Dikemas kini 5 Sep 2026