Tugasan campuran sering bermula dengan idea biologi, seperti tenaga tersimpan dalam makanan, kemudian meminta ukuran fizik, seperti kenaikan suhu air. Tugas anda ialah menjejak tenaga: simpanan, pemindahan, ukuran, kehilangan.
Pelajaran ini sebahagian daripada mekanisme biologi dalam tugasan campuran. Ia membincangkan penyiasatan tenaga makanan secara konsep sahaja. Sebarang versi sebenar amali ini dijalankan di bawah penyeliaan guru mengikut peraturan keselamatan sekolah anda.
Apakah rantaian tenaga?
Makanan mengandungi tenaga kimia tersimpan. Apabila sampel makanan dibakar, tenaga itu dipindahkan sebagai haba ke persekitaran, dan sebahagian memanaskan jisim air yang diketahui.
Tenaga yang diperoleh air dikira dengan persamaan tenaga (J) = jisim air (g) × muatan haba tentu (J/g°C) × kenaikan suhu (°C). Kemudian, tenaga per gram makanan = tenaga dipindahkan ÷ jisim makanan yang dibakar.
Contoh langkah demi langkah (data rekaan)
Dalam contoh pengajaran, sampel makanan berjisim 0.50 g memanaskan 50 g air. Suhu air naik 20 °C. Gunakan 4.2 J/g°C untuk air.
Langkah 1, tenaga yang diperoleh air: 50 × 4.2 × 20. Mula-mula 50 × 4.2 = 210. Kemudian 210 × 20 = 4200 J.
Langkah 2, tenaga per gram makanan: 4200 ÷ 0.50 = 8400 J/g, iaitu 8.4 kJ/g.
Langkah 3, semak penukaran unit: 8400 ÷ 1000 = 8.4 kJ/g. Semak dengan mendarab semula: 8.4 × 0.50 = 4.2 kJ = 4200 J, sepadan dengan Langkah 1.
Langkah 4, nilai: nilai pengajaran ini lebih rendah daripada tenaga yang diberi buku data bagi kebanyakan makanan. Sebabnya, banyak haba memanaskan udara dan radas, bukan air, dan sampel mungkin terbakar tidak sepenuhnya. Keputusannya ialah anggaran yang terlalu rendah, bukan tanda makanan mengandungi kurang tenaga.
Kesilapan yang perlu dielakkan
Jawapan yang salah: tenaga = 0.50 × 4.2 × 20 = 42 J
Murid menggunakan jisim makanan dan bukannya jisim air. Persamaan muatan haba menggunakan jisim bahan yang dipanaskan. Jisim makanan hanya digunakan pada langkah akhir, untuk mencari tenaga per gram.
Satu lagi kesilapan ialah mencampurkan J dan kJ. Tulis unit pada setiap baris.
Semak sendiri
1. 100 g air naik 10 °C. Berapa banyak tenaga diperoleh air? (Gunakan 4.2 J/g°C.)
Tunjukkan jawapan
100 × 4.2 = 420, kemudian 420 × 10 = 4200 J.
2. Sampel 0.30 g memanaskan 30 g air sebanyak 12 °C. Cari tenaga per gram makanan.
Tunjukkan jawapan
Tenaga kepada air = 30 × 4.2 × 12 = 126 × 12 = 1512 J. Tenaga per gram = 1512 ÷ 0.30 = 5040 J/g. Semakan: 5040 × 0.30 = 1512.
3. Berikan satu sebab nilai yang dikira lebih rendah daripada tenaga sebenar dalam makanan.
Tunjukkan jawapan
Haba hilang ke udara sekeliling dan radas, jadi tidak semua tenaga sampai kepada air. Pembakaran tidak lengkap juga sebab yang sah.
Ke mana selepas ini?
Teruskan dengan menggunakan perubahan sesawang makanan untuk menguji kesimpulan berasaskan bukti. Pengkritik penyiasatan saintifik berguna untuk memutuskan penambahbaikan yang munasabah bagi kaedah tenaga, dan set latihan campuran mempunyai lebih banyak pengiraan.
Jika pengiraan dalam konteks biologi ialah tempat anda teragak-agak, guru kami boleh membantu dalam tuisyen Combined Science satu dengan satu dalam talian.