PELAJARAN 4 –PENYEJATAN DAN PENDIDIHAN

Penyejatan

(a)Pengertian Penyejatan:

Penyejatan ialah proses perubahan cecair menjadi wap yang berlaku di permukaan cecair pada sebarang suhu yang kurang daripada takat didih cecair itu.

(b)Penyejatan berdasarkan teori kinetik jirim:

Di antara molekul cecair terdapat daya lekitan(daya tarikan).Pada suatu ketika tertentu ,sebahagian daripada molekul mempunyai tenaga kinetik yang lebih tinggi dan dapat mengatasi daya jelekit dan bergerak naik ke atas dan akan keluar melalui permukaan cecair bertukar menjadi molekul wap.Akibatnya tenaga kinetik purata molekul-molekul cecair akan berkurangan.Ini akan menyebabkan suhu cecair yang mengalami proses sejatan akan turun.

(c)Eksperimen untuk menunjukkan kesan penyejukan dihasilkan oleh proses penyejatan:

Tiupkan udara dengan laju melalui eterDidapati air yang terletak di bawah bikar menjadi ais.Ini disebabkan apabila kadar sejatan berlaku dengan cepat haba pendam pengewapan dari eter dan ais diserap menyebabkan suhu eter dan air menurun sehingga 0oC menyebabkan ais terbentuk.

(d)Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar sejatan(i) Luas permukaan cecair yang terdedah:

Jika luas permukaan bertambah kadar sejatan bertambah.(ii) Suhu cecair: Jika suhu cecair bertambah kadar sejatan bertambah.(iii) Halaju gerakan udara di permukaan(angin) Jika halaju gerakan udara bertambah kadar sejatan bertambah(iv) Tekanan luar Jika tekanan luar bertambah kadar sejatan berkurangan(v) Kelembapan udara luar Jika kelembapan udara bertambah kadar sejatan berkurangan(vi) Jenis cecair Cecair yang berlainan jenis mempunyai kadar sejatan berlainan

(e)Eksperimen untuk menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi kadar sejatan

Eksperimen 1

Selepas beberapa jam didapati isipadu eter yang teringgal dalam piring petri kurang daripada isipadu eter dalam piring petri.Oleh itu jika luas permukaan bertambah maka kadar sejatan bertambah.

Eksperimen 2

Di dapati eter yang terletak di bawah cahaya matahari lebih cepat kering daripada eter yang diletak di tempat redup.Oleh itu jika suhu cecair bertambah maka kadar sejatan bertambah.

Eksperimen 3:

Didapati eter yang berada di bawah kipas yang terpasang lebih cepat kering berbanding dengan eter di bawah kipas yang tidak terpasang.Oleh itu jika halaju gerakan udara (angin) bertambah kadar sejatan bertambah.

Eksperimen 4:

Didapati eter di dalam kelalang yang mempunyai kalsium klorida lebih cepat kering daripada eter yang berada di dalam kelalang yang mengandungi kapas basah.Oleh itu jika kelembapan bertambah kadar sejatan berkurangan.

Eksperimen 5

Didapati metil lebih cepat kering daripada air.Oleh itu cecair yang berlainan jenis mempunyai kadar sejatan yang berlainan.

(f)Eksperimen untuk mencari hubungan di antara luas permukaan cecair dengan kadar sejatan

Hipotisis : Jika luas permukaan cecair bertambah kadar sejatan bertambah.P.u.manupulatif : luas permukaan P.u.respons : kadar sejatanP.u.dimalarkan : suhu cecair,kelembapan udara,halaju udara bergerak,jenis cecair.Masukkan cecair dalam sebuah bekas.Catatkan isipadunya = V1

Ukur luas permukaan cecair = ASelepas masa ,tCatatkan isipadunya yang tinggal = V2

Kira kadar sejatan = V1 - V2

tUlang eksperimen sebanyak 5 kali dengan nilai A yang berbeza.Jadualkan data,

LuasKadar sejatan

Plotkan graf kadar sejatan melawan luas.

Pendidihan

(a)Pengertian Pendidihan

Pendidihan ialah proses perubahan cecair kepada wap berlaku diseluruh isipadu cecair pada takat didih cecair itu.

Faktor-faktor yang mempengaruhi takat didih(i) Bendasing yang terdapat dalam cecair:

Jika terdapat bendasing di dalam cecair itutakat didih akan bertambah

(ii) Tekanan atmosfera:Jika tekanan atmosfera bertambah,takat didihbertambah.

(iii) Jenis cecairCecair yang berlainan jenis mempunyai takatdidih yang berlainan.

(b) Eksperimen untuk menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi takat didih

Eksperimen 1

Panaskan air sehingga mendidih.Catatkan takat didihnya.Padamkan penunu Bunsen dan masukkan garam ke dalam air.Perhatikan samada gelembung-gelembung masih terhasil atau tidak.Catatkan takat didih baru.Didapati sebelum garam dimasukkan takat didih 100oC.Apabila dimasukkan garam didapati gelembung-gelembung udara tidak terbentuk di seluruh cecair dan takat didih didapati melebihi 100oC.Ini menunjukkan takat didih dipengaruhi dengan kemasukan bendasing ke dalam cecair dimana apabila terdapat bendasing,takat didih bertambah.

Eksperimen 2

Panaskan air sehingga mendidih.Catat takat suhu didihnya.Alihkan penunu Bunsen dan telangkupkan

kelalang .Titiskan air pada kelalang dengan kain

basah.Perhatikan apa yang terjadi dan catat takat didih yang baru.Pada mulanya takat didih air didapati 100oC.Apabila kelalang itu disejukkan air didapati mendidih semula walaupun penunu Bunsen telah dialihkan.Didapati air mendidih pada suhu kurang daripada 100 oC.Ini disebabkan wap terkondensasi menjadi air semula dan dan tekanan di dalam kelalang menjadi kurang dan takat didih juga turut berkurang.Oleh itu takat didih bergantung kepada tekanan atmosfera di mana apabila tekanan atmosfera bertambah ,maka takat didih bertambah.

(c) Aplikasi Prinsip Proses Penyejatan(i) Penghasilan garam(ii) Membalut botol minuman dengan kain lembab

untuk menyejuk minuman(iii) Menjemur pakaian didalam cuaca berangin(iv) Labu sayung(v) Peti sejuk(vi) Penyaman udara

(d) Aplikasi Pendidihan(i) Mengawit makanan secara kering beku(ii) Penyulingan berperingkat petroleum(iii) Periuk tekanan(iv) Autoklaf

Peti Sejuk

Prinsip digunakan dalam peti sejuk ialah kesan penyejukan disebabkan oleh penyejatan.Wap freon digunakan kerana (i) ia mudah meruap(ii) takat didih yang rendah pada tekanan atmosferaPam memampatkan wap freon sehingga bertukar menjadi cecair freon melalui proses kondensasi.Haba pendam pengewapan dibebaskan dan dialirkankeluar melalui sirip penyejuk.Cecair freon kemudiannya dipancutkan melalui satu injap dan akan mengembang dengan tiba-tiba menjadi wap freon semula melalui proses penyejatan.Haba pendam udara di sekeiling kotak penyejuk diserap.Kotak penyejuk menjadi sejuk.Wap freon akan turun ke bawah dan proses yang sama akan berulang.Suis termostat diguna untuk mengawal pam yang memampatkan wap freon,maka proses penyejatanakan terkawal dan suhu peti sejuk boleh ditetapkandalam suhu tertentu.Kotak penyejuk diletakkan di bahagian atas supayaseluruh bahagian peti sejuk akan menyejuk melaluiproses perolakan haba di mana udara sejuk turunke bawah manakala udara panas naik ke atas.

(b) Penyaman Udara

Prinsip digunakan ialah kesan penyejukan disebabkan penyejatan.

Bahan yang digunakan juga adalah wap freon.Wap freon dimampatkan oleh pam menjadi cecair freon melalui proses kondensasi.Haba pendam dibebaskan dan keluar melalui sisip penyejuk. Cecair freon akan terus bergerak dan dipancutkan apabila melalui suatu injap pengembangan dan bertukar menjadi wap freon semula melalui proses penyejatan.Haba pendam diserap dari udara sekeliling menyebabkan penyejukan berlaku.Kipas P meniupkan udara ke cecair freon yang panas di luar bilik manakala kipas Q menyedutkan udara panas dari bilik masuk ke penyaman udara.Disebabkan udara di dalam bilik menjadi sangat sejuk,wap air menjadi tepu dan terkondensasi menjadi air dan dialirkan keluar.Oleh itu penyaman udara menjadikan udara sejuk tetapi kering.

Aplikasi Prinsip PendihanPeriuk Tekanan

Kegunaan periuk ini ialah untuk memasakmakanan dengan kadar yang lebih cepat lagi.Air yang mendidih dalam periuk ini menjadistim dan stim diperangkapkan supaya tidakterlepas keluar.Tekanan dalam periuk bertambah sehinggadua kali ganda tekanan atmosfera.Oleh itu takat didih air bertambah sehinggamenjadi 120oC.Injap keselamatan digunakan untuk mengawaltekanan dalam periuk tidak terlalu tinggi.

1 Penyejatan adalah proses cecair menjadi wap di permukaan cecair pada

TUTORIAl 4

A suhu bilikB suhu sifar mutlakC suhu lebih tinggi dari takat didihnyaD suhu lebih rendah daripada takat didihnya

2 Pernyataan yang manakah berikut adalah benar mengenai sejatan?

A berlaku apabila gelembung-gelembung udara terbentuk

B merupakan satu proses pengewapanC berlaku di seluruh isipadu cecairD berlaku pada siang hari sahaja

3 Kadar sejatan suatu cecair tidak dipengaruhi oleh

A jenis cecairB suhu cecairC isipadu cecair

4 Proses penyejatan suatu cecair

A menghasilkan pengurangan suhu cecairB menambahkan haba pendam pengewapanC boleh dipercepatkan dengan menyejukkan

cecairD melibatkan pembebasan molekul yang

mempunyai tenaga kinetik rendah

5 Penyejatan menghasilkan kesan

A pendidihanB penyejukanC pemanasanD pengembangan

6 Seekor gajah menyejukkan badannya dengan menggunakan belalai untuk menyemburkan air di kepalanya dan mengebas telinganya.Badannya menjadi sejuk disebabkan oleh proses

A perolakanB penyejatanC pemancaran

D kekonduksian

7 Pernyataan yang manakah berikut adalah benar mengenai pendidihan?

A Berlaku pada permukaan cecair sahajaB Merupakan satu proses pengewapanC Tidak dipengaruhi oleh oleh tekananD Berlaku pada semua suhu

8 Takat didih suatu cecair dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut kecuali

A Jenis cecairB Isipadu cecairC Tekanan atmosferaD Bendasing yang larut dalam cecair

9 Pernyataan yang manakah benar mengenai air?

A Air mendidih pada suhu lebih rendah di dasar laut

B Apabila dimasukkan gula,takat didih dikurangkan

C Apabila air mendidih,halaju molekul-molekul air adalah sama

D Apabila garam dimasukkan ke dalam air,takat beku dikurangkan

10 Apakah yang terjadi kepada suatu cecair apabila sedikit bendasing dimasukkan di dalamya?

Takat beku Takat didihA naik naikB naik turunC turun naikD turun turun

11 Persamaan yang terdapat di antara proses penyejatan dan pendidhan adalah kedua-duanya

A dipengaruhi oleh suhu cecairB berlaku di seluruh isipadu cecairC dipengaruhi oleh tekanan atmosferaD menghasilkan gelembong-gelembong

udara

12 Freon digunakan dalam peti sejuk dan penyaman udara kerana

A ia mudah diperolehiB tidak mencemarkan udaraC ia mudah mengewap pada tekanan rendahD ia mempunyai haba pendam tentu dan

muatan haba tentu yang rendah

13 Kotak pembeku dalam sebuah peti ais diletakkan di bahagian atas peti ais supaya berlakunya proses

A PerolakanB PenyejatanC PenyejukanD Kekonduksian

14 Yang manakah antara berikut adalah benar mengenai prinsip kendalian sebuah alat penghawa dingin?

A Beroperasi berdasarkan prinsip penyejatan sahaja

B Wap freon bertukar ke cecair freon apabila dimampatkan oleh pam

C Udara yang dihasilkan dalam bilik dengan alat penghawa dingin dipasang adalah lembab dan sejuk

D Cecair freon memasuki injap pengembangan di mana tekanan adalah tinggi dan cecair freon menyejat kepada wap freon

15 Periuk tekanan menyebabkan

A Tekanan atmosfera bertambahB Tekanan dalam periuk berkuranganC Takat didih air dalam periuk bertambahD Takat didih air dalam periuk berkurangan

16 Seorang pelajar mendapati air mendidih pada suhu 103oC.Ini mungkin disebabkan oleh

A Air dipanaskan terlalu lam selepas mendidih

B Jisim air yang didihkan terlalu kecilC Air dididihkan di puncak gunungD Sedikit garam terlarut dalam air

17 Antara pernyataan berikut yang manakah benar mengenai peti sejuk?

A Freon digunakan kerana ia ringan

B Penyejatan freon membebaskan haba diserap oleh sirip penyejuk

C Beroperasi berdasarkan prinsip penyejukan oleh penyejatan

D Kotak penyejuk diletakkan di bahagian atas untuk memudahkan freon mengembang

18 Di antara alat-alat berikut yang manakah beroperasi berdasarkan prinsip penyejukan oleh penyejatan?

A autoklafB periuk tekananC penghawa dinginD mengering beku makanan

19 Rajah menunjukkan struktur sebuah peti sejuk.(a) (i) Namakan bahagian berlabel

A……………………………………...........B…………………………………………….

(b) (i) Namakan bahan yang digunakan dalam peti sejuk dan nyatakan rupa bentuknya sebelum dan selepas melalui C.

……………………………………………..

……………………………………………..

……………………………………………..(ii) Mengapakah bahan itu sesuai

digunakan dalam peti sejuk?

……………………………………………..

……………………………………………..

……………………………………………..

(iii) Nyatakan satu keburukkan mengunakan bahan itu.

……………………………………………..

……………………………………………..

(c) Bolehkan peti sejuk yang sedang dipasang dengan pintunya terbuka berada dalam

sebuah bilik tertutup menyejukkan bilik tersebut.Jelaskan jawapan anda.

……………………………………………..

……………………………………………..

……………………………………………..

……………………………………………..(d) Jika haba pendam tentu pengewapan bahan yang digunakan dalam peti sejuk adalah 1500 J kg-1 dan kadar pengaliran bahan tersebut adalah 20 g s-1 ,

tentukan

(i) Haba yang diserap dari udara dalam masa 20 minit.

(ii) Perubahan suhu udara dalam peti sejuk jika jisim udara dalam peti sejuk adalah 600 g dan muatan tentu udara ialah 1 x 104 J kg-1 oC-1

20 Rajah menunjukkan struktur binaan sebuah penyaman udara.(a) Namakan bahagian berlabel

(i) X …………………………………….

(ii) Y …………………………………….

(iii) Z …………………………………….

(b) Apakah fungsi bahagian Z?

…………………………………………………

…………………………………………………

…………………………………………………

(c) Udara yang dihasilkan oleh penghawa dingin adalah sejuk tetapi kering.

Terangkan bagaimana hal ini berlaku?

…………………………………………………

…………………………………………………

(d) Apakah prinsip yang digunakan dalam penghawa dingin?

…………………………………………………

…………………………………………………

(e) Mengapakah sirip-sirip penyejuk dicat warna hitam?

…………………………………………………

…………………………………………………

21 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan penyejatan dan pendidihan.

(b) Berdasarkan teori kinetik jirim terangkan bagaimana proses sejatan berlaku.

(c) Huraikan satu eksperimen untuk mencari hubungan antara kadar sejatan dengan luas permukaan cecair.

(d) Nyatakan persamaan dan perbezaan yang terdapat di antara penyejatan dan

pendidihan.

22 (a) Huraikan struktur dan prinsip operasi sebuah peti sejuk.

(b) Mengapakah kotak penyejuk diletak di bahagian atas sebuah peti sejuk?

(c) Huraikan struktur dan prinsip operasi sebuah penyaman udara.