Apabila bahan dipanaskan, zarahnya mendapat tenaga dan secara purata bergerak lebih jauh antara satu sama lain, jadi bahan itu mengembang. Zarah tidak membesar. Idea ini menerangkan jurang pada landasan kereta api, cecair yang naik dalam termometer dan pembengkokan jalur dwilogam.
Ini pelajaran pertama dalam proses terma, dan gambaran yang dibinanya digunakan oleh setiap pelajaran kemudian dalam topik ini.
Apakah yang berlaku kepada zarah semasa pemanasan?
Dalam pepejal, zarah bergetar pada kedudukan tetap. Pemanasan memberikannya lebih banyak tenaga, jadi getarannya lebih besar. Jarak purata antara jiran bertambah sedikit, dan pepejal menjadi sedikit lebih besar ke semua arah.
Dalam cecair, zarah menggelongsor melepasi satu sama lain. Lebih banyak tenaga bermaksud gerakan lebih laju dan jarak sedikit lebih besar.
Dalam gas, zarah bergerak bebas dan berjauhan. Lebih banyak tenaga bermaksud gerakan lebih laju, dan jika gas bebas mengembang, ia memenuhi lebih banyak ruang.
Susunan pengembangan untuk kenaikan suhu yang sama: gas mengembang paling banyak, cecair kurang, pepejal paling sedikit. Daya antara zarah paling lemah dalam gas dan paling kuat dalam pepejal.
Cara menulis penerangan penuh
- Nyatakan perubahan: bahan dipanaskan, jadi zarah mendapat tenaga.
- Huraikan gerakan: zarah bergetar (pepejal) atau bergerak (cecair atau gas) dengan lebih kuat.
- Nyatakan jarak: jarak purata antara zarah bertambah.
- Nyatakan hasilnya: isi padu bertambah. Bilangan zarah dan jisim tidak berubah, jadi ketumpatan berkurang.
Contoh berlangkah
Termometer cecair dalam kaca mempunyai tiub nipis yang diisi alkohol berwarna. Terangkan mengapa cecair naik apabila bebuli diletakkan dalam air suam. (Soalan rekaan.)
Langkah 1: air suam memindahkan tenaga kepada alkohol dalam bebuli, jadi zarah alkohol mendapat tenaga.
Langkah 2: zarah bergerak lebih laju dan jarak purata antaranya bertambah.
Langkah 3: alkohol menempati isi padu yang lebih besar. Saiz bebuli tetap, jadi cecair tambahan tertolak naik ke dalam tiub yang nipis.
Langkah 4: tiub yang nipis bermaksud isi padu tambahan yang kecil menghasilkan pergerakan panjang sepanjang skala, sehingga perubahan itu mudah dilihat.
Kesilapan yang perlu diwaspadai
Jawapan yang salah: “Zarah alkohol mengembang, jadi cecair naik.”
Ini mengatakan zarah berubah saiz. Ia tidak berubah. Jawapan ini juga mendapat markah rendah kerana tidak memberi sebab bagi perubahan itu.
Pembetulannya ialah menulis bahawa zarah bergerak lebih jauh antara satu sama lain secara purata, kerana ia mempunyai lebih banyak tenaga. Jika anda menulis “zarah mengembang”, gantikan dengan “jarak antara zarah bertambah”.
Semak kendiri
1. Sebuah jambatan keluli mempunyai jurang kecil antara bahagiannya. Terangkan mengapa jurang itu diperlukan pada hari yang panas.
Lihat jawapan
Pada hari yang panas, zarah keluli mendapat tenaga dan bergetar lebih kuat, jadi jarak puratanya bertambah dan setiap bahagian menjadi lebih panjang. Jurang itu memberi ruang untuk pengembangan ini, jadi jambatan tidak melengkung.
2. Sebuah picagari mengandungi 50 cm³ udara dan penyorongnya bebas bergerak. Adakah udara mengembang dengan pecahan lebih besar atau lebih kecil daripada seketul pepejal yang sama saiz untuk kenaikan suhu yang sama? Berikan sebab.
Lihat jawapan
Lebih besar. Zarah udara berjauhan dengan daya yang sangat lemah antaranya, jadi tenaga tambahan membolehkannya berserak jauh lebih banyak daripada zarah yang terikat rapat dalam pepejal.
3. Jalur dwilogam dibuat daripada loyang yang dicantumkan dengan besi. Loyang mengembang lebih banyak daripada besi. Apabila dipanaskan, ke arah mana jalur itu membengkok?
Lihat jawapan
Ia membengkok ke arah besi. Loyang menjadi lebih panjang daripada besi, jadi loyang mesti berada di sebelah luar lengkungan.
Ke mana pelajaran ini membawa anda
Pengembangan membawa kepada penurunan ketumpatan, yang menjadi kunci untuk membandingkan pengaliran, perolakan dan sinaran. Anda juga boleh berlatih membaca nilai tepat dengan penerang had dan pembundaran sebelum memulakan soalan terma berasaskan pengukuran.
Sesetengah pelajar tahu fakta tetapi menulisnya dengan perkataan longgar yang menghilangkan markah. Itu tabiat yang boleh diperbaiki oleh guru kami dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu.