TAHAP
4
Alam Bahan
Orbit Buku Sneak Peak! Meneroka • Membongkar Menaakul • www.orbitbuku.com.my
Kandungan Apakah yang membentuk dunia? .........6 Apakah jirim? .........................................8 Keadaan air...........................................10 Melihat secara dekat............................12 Perubahan jirim....................................14 Aneh, pelik, dan mengagumkan..........16 Pemecahan atom .................................18 Letupan besar ......................................20 Jirim dan antijirim ................................22 Pemecut zarah .....................................24 Saintis terkemuka ................................26 Masih misteri........................................28
Glosari ..................................................30 Indeks ...................................................32
Orbit Buku Sneak Peak! www.orbitbuku.com.my
10
ALAM BAHAN
Titisan hujan
Di permukaan
Apabila awan menjadi terlalu berat dengan wap air, air akan jatuh dan menjadi hujan atau salji, bergantung pada suhu. Titisan hujan boleh jatuh pada kelajuan sehingga 35 kilometer sejam.
Kaki ayak-ayak diselaputi rerambut yang pendek yang memerangkap gelembung-gelembung udara yang seni. Hal ini membolehkan ayakayak meluncur di permukaan air sejauh 90 sentimeter sesaat.
Titisan hujan membasahi bumi.
Keadaan air
A
ir ialah bahan di bumi yang dapat dilihat dalam semua keadaan utama jirim. Air dalam bentuk pepejal dikenal sebagai ais. Air dalam bentuk gas dikenal sebagai stim dan air dalam keadaan cecair dikenal sebagai air. Awan, embun, dan salji adalah nama-nama yang digunakan apabila air berubah daripada satu keadaan ke keadaan yang lain. Di Iceland, yang banyak dilitupi ais, terdapat 45 perkataan yang berlainan untuk ais mengikut peringkatperingkat yang berbeza. Air sebagai gas dapat ditemukan hampir di mana-mana. Namun, air tidak akan kekal lama dalam keadaan gas kerana air menyejuk apabila berada di atmosfera. Apabila air menyejuk, air berubah menjadi cecair semula, iaitu titisan air. Di dapur, anda dapat menemukan air dalam semua keadaan: kiub ais di dalam penyejuk beku, air dari kepala paip, dan gelembunggelembung gas air dari periuk yang mendidih di atas dapur.
Ayak-ayak
Air dan bumi Air meliputi hampir dua pertiga permukaan bumi. Ais yang merupakan air dalam keadaan pepejal, meliputi lebih 10 peratus daripada jisim bumi.
Bumi dilihat dari angkasa
Ais sarah Air laut beku terpisah dari daratan dan terapung mengikut arus dan ombak. Apabila angin dan ribut menggerakkan air laut beku ini bersama-sama ke jisim yang besar, ais sarah akan terbentuk.
Rekahan pada ais sarah Orbit Buku Sneak Peak! www.orbitbuku.com.my
6
ALAM BAHAN
Apakah yang membentuk dunia?
Udara
Udara ada di mana-mana dan sentiasa bergerak. Kebakaran tidak akan berlaku tanpa udara.
S
ejak 3 000 tahun dahulu, manusia tertanya-tanya tentang kejadian alam semesta. Kira-kira 440 SM, Empedocles, iaitu ahli falsafah Yunani mencadangkan bahawa semua benda terdiri daripada empat unsur, iaitu: air, tanah, api, dan udara. Beliau memperoleh idea itu daripada pemerhatiannya terhadap kayu yang terbakar. Beliau mendapati air dibebaskan sebagai stim, udara terbebas dari api, abu pula seperti tanah. Beliau membuat kesimpulan bahawa api mengubah segala-galanya kepada unsur-unsur asas. Idea itu tersebar ke seluruh dunia. Penganut Hindu dan Buddha menambah unsur kelima, eter, iaitu ruang di sekeliling kita. Orang Cina mempunyai teori sendiri berdasarkan unsur kayu, api, tanah, logam, dan air. Kelima-lima unsur ini digunakan sehingga hari ini dalam perubatan Cina. Saintis masih mengkaji persoalan ini hingga hari ini. Kini, mereka mempunyai nama untuk semua benda di dalam alam semesta, iaitu jirim.
Lima unsur Ayurveda
Amalan perubatan kuno India ini percaya bahawa semua benda di alam semesta ini terdiri daripada lima blok binaan atau unsur: tanah, air, api, udara, dan eter.
Sarjana Yunani purba, Democritus, menamakan jirim yang paling kecil sebagai atomos, yang bermaksud “yang tidak dapat dibahagikan”.
Empat unsur
Eter
Tanah
Udara
Empedocles percaya bahawa alam semesta terdiri daripada empat bahan atau unsur: tanah, air, api, dan udara.
Tanah
Air
Api
Tanah ialah jirim dalam keadaan pepejal, tetap, dan stabil. Tanah merupakan unsur asas dalam kebudayaan purba.
Orbit Buku Sneak Peak! www.orbitbuku.com.my
APAKAH YANG MEMBENTUK DUNIA?
7
Api
Api (haba atau tenaga) mempunyai kuasa untuk mengubah benda daripada pepejal kepada cecair dan gas. Unggun api Ini adalah ilham Empedocles untuk teori empat unsurnya.
Air
Air merupakan keperluan bagi semua benda hidup. Air ialah jirim dalam keadaan cecair.
Orbit Buku Sneak Peak! www.orbitbuku.com.my
16
ALAM BAHAN
Aneh, pelik, dan mengagumkan
K Merkuri
Hanya logam ini yang berada dalam bentuk cecair pada suhu bilik. Merkuri banyak digunakan dalam termometer dan logam ini sangat beracun.
Ais kering
Ini ialah karbon dioksida beku. Apabila ais mencair, ais kering ini berubah daripada pepejal kepada gas tanpa menjadi cecair.
adangkala jirim tidak bersifat seperti yang dijangkakan. Kebanyakan cecair, apabila disejukkan dan menjadi pepejal akan tenggelam. Tetapi, ais timbul. Hal ini demikian kerana apabila air membeku, molekul-molekul air tersebar semasa membentuk rantaian. Hanya ada sedikit molekul di dalam blok ais berbanding dengan molekul di dalam air dengan isi padu yang sama. Oleh itu, ais timbul kerana ais kurang tumpat daripada air. Semasa Perang Dunia Kedua, saintis menggunakan sifat keapungan ais untuk membina pesawat dengan menggunakan pykrete, iaitu campuran 86 peratus ais dan 14 peratus pulpa kayu. Projek rahsia ini yang dikenal sebagai Operasi Habakkuk, akhirnya dipamerkan pada Disember 1943, iaitu selepas penyelidikan yang mendalam. Saintis mencipta bahan-bahan yang pelik untuk tujuan tertentu, termasuklah bahan yang semakin tebal apabila diregangkan, bendalir bermagnet, dan bendalir yang semakin mengeras apabila diketuk.
Berlian
Inilah bahan semula jadi yang paling keras yang diketahui, terbentuk berjuta-juta tahun dahulu daripada atom-atom karbon tulen jauh di bawah tanah.
Orbit Buku Sneak Peak! www.orbitbuku.com.my
Sarang labah-labah
Sutera labah-labah ringan, tetapi lebih kuat daripada keluli gred tinggi dan sama kuat dengan Kevlar, iaitu bahan yang digunakan pada jaket kalis peluru.
•
EKSPERIMEN JIRIM ANEH Dilatan ialah cecair yang menjadi keras apabila dipicit. Anda dapat membuat dilatan dengan mencampurkan tepung jagung dengan air. Letakkan tepung jagung ke dalam mangkuk dan tambahkan air sedikit. Pada masa yang sama, kacau perlahan-lahan. Jangan masukkan air terlalu banyak. Cecair itu perlu kelihatan seperti adunan penkek yang likat. Celup tangan anda ke dalam cecair dan perhatikan keadaannya. Adunan itu akan meleleh di jari anda, tetapi jika anda menekan adunan itu dengan tangan, adunan itu akan terasa seperti pepejal. Cecair Tepung jagung yang bercampur dengan air membentuk ampaian kerana molekul-molekul tepung jagung yang besar tidak bergabung dengan molekul-molekul air yang kecil. Apabila anda mencelupkan tangan ke dalam adunan, adunan terasa seperti cecair.
Yang anda perlukan: • 2 cawan tepung jagung • Lebih kurang 1 cawan air • Sudu • Mangkuk adunan
Pepejal Sekarang tekan permukaan cecair itu dengan penumbuk atau belakang sudu. Apabila molekul-molekul dimampatkan, molekul tersusun dan cecair bersifat seperti pepejal. Dilatan tidak terpercik keluar.
Orbit Buku Sneak Peak! www.orbitbuku.com.my
14
ALAM BAHAN
Perubahan jirim
P
erubahan suhu pada setiap hari menyebabkan perubahan pada jirim. Perubahan ini biasanya hanya sementara. Contohnya, awan yang berubah menjadi hujan. Perubahan tekanan biasanya kurang dan tidak ketara. Bagaimanapun, arang batu terbentuk daripada tekanan pada tinggalan tumbuhan di dasar paya jutaan tahun dahulu. Lama-kelamaan, di bawah tekanan lapisan batuan, molekul-molekul tumbuhan yang kurang padat berubah menjadi arang batu pepejal dengan gabungan molekul-molekul yang sangat padat. Jirim turut berubah disebabkan oleh tindak balas kimia. Contohnya, bahan kimia ditambah ke dalam minyak mentah untuk menghasilkan plastik. Bahan kimia digunakan untuk menghasilkan nilon dan poliester juga.
Perubahan sementara
Perubahan kekal
Keluli cair
Paip-paip keluli
Memberikan bentuk
Paip-paip yang berkarat
Jirim berubah keadaannya secara sementara apabila pengaruh luaran seperti suhu, yang mengubah jirim itu dikeluarkan lalu jirim kembali ke keadaan asalnya.
Jongkong keluli yang dipanaskan dengan suhu yang tinggi mengubah keluli pepejal menjadi cecair.
Keluli cair dituangkan ke dalam acuan, kemudian disejukkan untuk membentuk rod-rod keluli pepejal.
Jirim berubah secara kekal apabila pengaruh luaran yang mengubah jirim itu dikeluarkan tetapi jirim tidak kembali ke keadaan asalnya.
Jika paip-paip keluli didedahkan pada udara dan air, keluli bertindak balas secara kimia dan berubah.
Keluli teroksida atau berkarat, menghasilkan bahan Orbit Sneak Peak! yangBuku berbeza. Bahan ini tidak dapat berubah menjadi keluli semula. www.orbitbuku.com.my
Alam Bahan Alam Bahan daripada DISCOVERY EDUCATION adalah sebahagian daripada siri buku dengan ilustrasi yang berdefinisi tinggi, khusus untuk pembaca muda. Kesemuanya empat puluh lapan judul daripada tiga bidang – sains sosial, sains, dan sejarah alam semula jadi. Kandungannya diolah sesuai dengan pembaca muda mengikut tahap-tahap yang tertentu. Topiktopiknya yang dipilih dengan teliti bukan saja merangsang minat, tetapi juga merangsang pemikiran secara kritis dalam kalangan pembaca muda. Meneroka alam nyata, sejarahnya, manusia, haiwan, dan teknologi. Membongkar topik-topik menarik dan luar biasa. Menaakul kemajuan terkini serta isu-isu di seluruh dunia.
Untuk maklumat lanjut, layari DiscoveryEducation.com
Orbit Buku Sneak Peak!
Menarik • Mengasyikkan • Mendidik www.orbitbuku.com.my
