Tenaga Cahaya

Tenaga cahaya (light energy) adalah tenaga yang dihasilkan oleh objek yang memancarkan cahaya.

Tenaga cahaya boleh dikesan oleh mata (eye). Tanpa cahaya, mata tidak dapat melihat objek sekeliling.

Tenaga cahaya boleh bergerak didalam vakum (vacuum) dan didalam satu garis lurus dalam bentuk gelombang (in the form of waves).

Objek bercahaya (luminous object) merupakan suatu objek yang mengeluarkan tenaga cahayanya tersendiri (gives out its own light energy). Contohnya, bintang dan matahari.

Objek tidak bercahaya (non-luminous object) merupakan suatu objek yang tidak dapat menghasilkan tenaga cahaya sendiri tetapi ia hanya boleh memantulkan (reflect) cahaya. Contohnya, cermin (mirror) dan logam (metal).

Sumber-sumber tenaga cahaya:

• Matahari.
• Api.
• Kilat.
• Lampu / mentol.

Kegunaan tenaga cahaya:

• Membolehkan mata melihat dalam keadaan gelap (dark).
• Membolehkan tumbuh-tumbuhan hijau untuk menjalankan proses fotosintesis (photosynthesis).
• Membekalkan tenaga kepada sel-sel solar.
• Menayangkan filem.

Tenaga Haba

Tenaga haba (heat energy) adalah tenaga yang tersimpan di dalam objek panas (hot object).

Tenaga haba sesuatu badan/jasad adalah bergantung kepada suhu (temperature) dan isipadu (volume) badan/jasad tersebut.

Tenaga haba mengalir dari kawasan panas ke kawasan sejuk oleh konduksi (conduction), perolakan (convection) dan sinaran/radiasi (radiation).

Kulit manusia memantau haba melalui reseptor deria panas (hot sensory receptor).

Contoh-contoh sumber tenaga haba:

• Api.
• Matahari.
• Kolam air panas.
• Air yang mendidih.
• Pemanas elektrik.
• Badan manusia dan haiwan.

Kegunaan tenaga haba:

• Haba daripada pembakaran bahan api digunakan untuk menukarkan air (water) kepada stim (steam). Stim tersebut kemudiannya digunakan untuk mengendalikan (operate) enjin stim.
• Untuk memanaskan air dan memasak makanan.
• Untuk membuat unggun api (bonfire) bagi memanaskan badan.
• Untuk menghasilkan garam melalui proses penyejatan (evaporation) air laut di bawah matahari.
• Untuk mengeringkan pakaian yang basah.

Tenaga Keupayaan

Tenaga keupayaan (potential energy) adalah tenaga yang tersimpan di dalam badan/jasad kerana kedudukannya (tenaga keupayaan graviti) atau keadaan fizikalnya (tenaga keupayaan elastik).

Tenaga keupayaan sesuatu objek bergantung kepada:

1. Jisim (mass) objek.
2. Jarak (distance) objek dari permukaan bumi.
3. Kuasa tarikan graviti (power of the gravitational) ke atas objek itu.

Tenaga keupayaan graviti sesuatu objek meningkat jika:

• Jisim objek bertambah.
• Semakin tinggi jarak objek dari permukaan tanah.
• Daya tarikan graviti pada objek bertambah.

Tenaga keupayaan graviti sesuatu objek yang berada betul-betul di atas permukaan Bumi adalah sifar (zero).

Sesuatu objek yang sedang jatuh boleh mendapat tenaga kinetik (kinetic energy) dan kehilangan tenaga keupayaan.

Sebaliknya, sesuatu objek yang dilemparkan ke atas boleh mendapat tenaga keupayaan dan kehilangan tenaga kinetik.

Contoh-contoh objek yang mempunyai tenaga keupayaan graviti:

• Buah kelapa yang tergantung di atas pokok.
• Seorang penyelam/penerjun berdiri di atas papan anjal.
• Buku-buku yang terletal di atas rak dinding.
• Kipas yang tergantung pada siling (ceiling).

Kegunaan tenaga keupayaan graviti (gravitational potential energy):

• Seorang penyelam/penerjun boleh terjun menjunam ke dalam air dari papan menyelam/anjal.
• Kanak-kanak boleh meluncur dengan mudah menuruni papan gelongsor.
• Air di empangan boleh digunakan untuk menjana tenaga elektrik di stesen hidroelektrik.

Penerjun di papan anjal ini memiliki tenaga keupayaan kerana
kedudukannya yang tinggi dari permukaan bumi.

Tenaga keupayaan elastik (elastic potential energy) hanya wujud dalam bahan-bahan yang kenyal sahaja, seperti spring atau getah.

Contoh-contoh objek yang mempunyai tenaga keupayaan elastik:

• Segulung spring kereta mainan.
• Gelang/gelung getah yang diregangkan.
• Spring yang dimampatkan.

Kegunaan tenaga keupayaan elastik:

• Tenaga keupayaan yang tersimpan di dalam spring sebuah kereta mainan boleh membuatkan kereta tersebut bergerak.
• Spring digunakan untuk menggoncang/menghayun buaian (cradle). Spring yang diregangkan dan dimampatkan boleh menghasilkan pergerakan yang berterusan (continous).
• Gelung getah (rubber band) yang diregangkan boleh mengikat barangan dengan ketat.
• Tali getah lastik (catapult) boleh melontarkan batu apabila ditarik dan dilepaskan.
• Anak panah bergerak ke arah sasarannya apabila dilepaskan dari busur pemanah (the archer's bow).

Contoh tenaga keupayaan elastik yang terdapat di dalam spring kereta.

Campuran

Campuran (mixtures) adalah terdiri daripada dua atau lebih bahan (substances) yang digabungkan secara fizikal (combined physically), contohnya, dengan mengacau (stirring). 

Bahan-bahan di dalam campuran tidak bersatu (do not unite) oleh tindak balas kimia. Jadi, komponen-komponen di dalam campuran boleh dipisahkan dengan secara fizikal (physical means).

Campuran homogen (homogenous mixture) terbentuk apabila bahan dicampur dengan sama rata dan identiti setiap bahan tidak dapat dikenal pasti dengan mudah. Contohnya, larutan garam biasa dan minuman ringan.

Campuran heterogen (heterogenous mixture) terbentuk apabila bahan boleh dikenal pasti dengan mudah. Contohnya, udara.

Keterangan di bawah menunjukkan beberapa jenis campuran serta komponennya.

• Udara
  Komponen: Nitrogen, oksigen, karbon dioksida, gas lengai (inert gas), habuk, mikroorganisma, wap air.
  
• Tanah
  Komponen: Air, pasir, tanah liat, tanah gambut, kerikil, humus.
  
• Air laut
  Komponen: Natrium klorida, air, magnesium, kalsium, oksigen.
  
• Air limau
  Komponen: Garam, gula, limau.
  
• Jeruk buah-buahan
  Komponen: Buah-buahan, garam, gula, cuka air.
  
• Kari
  Komponen: Santan kelapa, gula, garam, rempah, serbuk cili.
  
• Makanan ringan
  Komponen: Garam, gula, perisa, pewarna, pengawet.
  
• Darah
  Komponen: Hormon, sel darah, nutrien, mineral, air, plasma, oksigen.

Bahan yang terdapat di dalam suatu campuran boleh dipisahkan secara fizikal dengan menggunakan proses-proses berikut:

1. Penurasan (Filtration)
2. Pengayakan (Sieving)
3. Penyejatan (Evaporation)
4. Penyulingan (Distillation)
5. Kromatografi (Chromatography)
6. Pengekstrakan (Extraction)
7. Menggunakan magnet (Using a magnet)
8. Pemendakan (Precipitation)

Campuran boleh bertukar kepada suatu sebatian dengan cara pemanasan (heating). Sebagai contoh, serbuk besi (ferum) dan sulfur membentuk suatu sebatian yang dipanggil ferum (II) sulfida apabila ianya dipanaskan.

Sebatian

Sebatian (compounds) terbentuk apabila dua atau lebih jenis unsur (element) bergabung secara kimia (combine chemically).

Zarah terkecil dalam suatu sebatian adalah molekul (molecule). Contoh: Air (water) adalah suatu sebatian. Molekul air terdiri daripada dua atom hidrogen dan satu atom oksigen yang bergabung secara kimia.

Keterangan di bawah menunjukkan beberapa jenis sebatian serta komponen-komponennya.

• Karbon dioksida (Carbon dioxide)
  
  
  Komponen: Satu atom karbon, dua atom oksigen.
  
  
• Natrium klorida (Sodium chloride)
  
  Komponen: Satu atom natrium, satu atom klorin.
  
  
  
• Benzena (Benzene)
  
  Komponen: Enam atom karbon, enam atom hidrogen.
  
  
  
• Metana (Methane)
  
  Komponen: Satu atom karbon, empat atom hidrogen.
  
  
  
• Ammonia
  
  Komponen: Satu atom nitrogen, tiga atom hidrogen.
  
  
  
• Air (Water)
  
  Komponen: Satu atom oksigen, dua atom hidrogen.

Komponen-komponen sebatian tersebut tidak boleh dipisahkan secara fizikal (cannot be physically separated).

Komponen-komponen dalam suatu sebatian hanya boleh dipisahkan secara kimia, sebagai contoh, dengan menggunakan haba yang tinggi (pemanasan) atau menggunakan tenaga elektrik (elektrolisis).


Memecahkan (breaking down) sebatian dengan pemanasan

1. Memecahkan sebatian gula (sugar)
   
   Satu sudu gula dimasukkan ke dalam tabung uji yang kering dan dipanaskan dengan kuat (heated strongly).
   
   Pemerhatian:
   1. Gula berwarna putih sebelum pemanasan.
   2. Semasa pemanasan pepejal hitam (karbon) terbentuk.
   3. Selepas pemanasan dan dibiarkan sejuk, titisan air terpeluwap (condense) pada dinding tabung uji.
   
   Kesimpulan:
   Gula dipecahkan kepada karbon (unsur) dan air (sebatian) apabila dipanaskan.
   
   
2. Memecahkan sebatian merkuri oksida (mercury oxide)
   
   Sedikit merkuri oksida (mercury oxide) dimasukkan ke dalam tabung uji yang kering dan dipanaskan.
   
   Pemerhatian:
   1. Merkuri oksida berwarna kuning sebelum pemanasan.
   2. Semasa pemanasan, gas yang dilepaskan didapati boleh menyalakan kayu uji berbara.
   2. Merkuri berwarna perak (silver) terbentuk pada dinding tabung uji.
   
   Kesimpulan:
   Merkuri oksida dipecahkan kepada merkuri (unsur) dan oksigen (unsur) apabila dipanaskan.

Memecahkan (breaking down) sebatian dengan elektrolisis

1. Memecahkan sebatian air tulen (pure water)
   
   Pemerhatian:
   Gas tidak berwarna dikumpulkan ke dalam kedua-dua tabung uji, P dan Q. Gas dalam P menyalakan kayu uji berbara, manakala gas dalam Q menghasilkan bunyi 'pop' apabila diuji dengan kayu uji yang menyala.
   
   
   Kesimpulan:
   Air adalah sebatian daripada unsur oksigen dan unsur hidrogen. Pemecahan air oleh arus elektrolisis menghasilkan gas oksigen dalam P tiub dan gas hidrogen dalam tiub Q.
   
   
2. Memecahkan sebatian kuprum (II) klorida (copper (II) chloride)
   
   Pemerhatian:
   

   Gas berwarna kuning kehijauan (greenish-yellow) dan berbau sengit (pungent smell) dikeluarkan pada elektrod positif. Mendakan kuprum berwarna perang kemerahan (reddish brown copper precipitate) didapati terhasil pada elektrod negatif.
   
   Kesimpulan:
   Sebatian kuprum (II) klorida dipisahkan kepada unsur-unsurnya, iaitu klorin (gas berwarna kuning kehijauan) dan kuprum (pepejal berwarna perang kemerahan) apabila arus elektrik melaluinya.

Tenaga Kinetik

Tenaga kinetik (kinetic ebergy) adalah tenaga yang dimiliki (possessed) oleh jasad yang bergerak (moving body).

Tenaga kinetik sesuatu objek adalah bergantung kepada jisim (mass) dan halaju (velocity).

Tenaga kinetik akan meningkat (increase) jika:

1. Jisim sesuatu objek itu bertambah.
2. Halaju sesuatu objek itu meningkat

Tenaga kinetik bagi sesuatu objek pegun (stationary) adalah sifar (zero).

Contoh-contoh bagi jasad dengan tenaga kinetik:

• Sistem aliran.
• Gerakan jarum jam.
• Angin.
• Guli yang bergolek.
• Kipas yang berputar.
• Kenderaan yang bergerak.

Kegunaan tenaga kinetik

1. Angin adalah berguna untuk mengubah gerakan/layar sesebuah kincir angin (windmill).
2. Air yang mengalir boleh digunakan untuk mengangkut kayu balak (timber logs) di dalam industri pembalakan (timber industry).
3. Jarum jam yang bergerak dengan setiap tandaan (saat/minit/jam) membolehkan kita untuk mengetahui masa/waktu pada bila-bila masa sahaja.
4. Air sungai yang mengalir deras (swift flowing) boleh digunakan untuk menjana kuasa elektrik (generate electrical power).
   
   
   

Berlari - Salah satu contoh tenaga kinetik.

Haba Sebagai Suatu Bentuk Tenaga

Haba (heat) adalah suatu bentuk tenaga (energy) yang mengalir dari (flows from) kawasan suhu tinggi (high temperature) ke kawasan lain yang mana suhunya adalah lebih rendah (low temperature).

Haba boleh bergerak melalui pepejal (solid), cecair (liquid), gas, dan juga vakum (vacuum).

Unit SI bagi haba adalah Joule (J).

Matahari (sun) adalah sumber utama (main source) tenaga haba.

Pembakaran bahan api dan makanan membebaskan sejumlah besar haba.

Elektrik (electricity) juga menjadi tenaga haba dengan penggunaan peralatan (appliances) seperti seterika elektrik, pemanas pembakar dan ketuhar.

Beberapa tindak balas kimia juga mengeluarkan banyak haba.

Haba dan Suhu

Suhu adalah kuantiti fizikal (physical quantity) yang merujuk kepada darjah kepanasan atau kesejukan sesuatu jirim (matter).

Unit SI untuk suhu adalah darjah Celsius (simbol: °C). Alatan yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer/jangkasuhu (thermometer).

Semakin panas badan seseorang, maka semakin tinggi suhunya. Manakala semakin sejuk badan seseorang, semakin rendah suhunya.

Suhu dan haba adalah dua perkara yang berbeza. Walau bagaimanapun, kedua-duanya adalah saling berkaitan (interrelated).

Haba adalah suatu bentuk tenaga (energy). Apabila suatu objek dipanaskan, tenaga haba dalam objek tesebut menyebabkan suhu meningkat (temperature to rise).

Jumlah tenaga yang dibekalkan akan mempengaruhi kenaikan suhu objek tersebut.

Semakin banyak tenaga yang terkandung di dalam sesuatu objek, semakin tinggi suhu objek tersebut.

Muatan/kapasiti haba (heat capacity) adalah kuantiti tenaga haba yang terkandung dalam sesuatu jirim. Sifat-sifatnya adalah:

• bergantung kepada jenis isipadu, jisim isipadu dan suhu jirim.
• pada suhu yang sama, suatu jirim yang besar mempunyai lebih banyak kandungan haba.
• dengan jumlah isipadu yang sama, jirim yang lebih panas mempunyai kandungan haba yang lebih tinggi.

Beza antara haba dan suhu

Haba

• Merupakan satu bentuk tenaga.
• Disukat dalam unit joule (J).
• Dipindahkan daripada jasad panas kepada jasad sejuk.

Suhu

• Merupakan darjah kepanasan sesuatu jasad.
• Disukat dalam unit Kelvin (K).
• Bertambah apabila gerakan zarah dalam jasad bertambah.

Tenaga

Tenaga (energy) didefinisikan sebagai keupayaan untuk melakukan kerja (ability to do work).

Sebagai contoh, tenaga diperlukan untuk berlari, memanjat pokok, menyalakan mentol, menunggang basikal, dan mendayung sampan.

Semua hidupan (living things) memerlukan tenaga bagi melakukan aktiviti harian mereka.

Manusia dan haiwan mendapatkan tenaga daripada makanan yang diperolehi daripada tumbuh-tumbuhan atau haiwan-haiwan lain.

Tumbuhan mendapatkan tenaga daripada makanan yang dihasilkan semasa proses fotosintesis (photosynthesis).

Tenaga diukur dalam unit Joule (J).

Tenaga didapati dalam pelbagai bentuk:

1. Tenaga kinetik (kinetic energy).
2. Tenaga keupayaan (potential energy).
3. Tenaga Haba (heat energy).
4. Tenaga cahaya (light energy).
5. Tenaga bunyi (sound energy).
6. Tenaga kimia (chemical energy).
7. Tenaga elektrik (electrical energy).
8. Tenaga nuklear (nuclear energy).
9. Tenaga mekanikal (mechanical energy).