134
Erime ve donma birbirinin tersidir. Dolayısıyla bir katının erimesi için alması gereken ısı enerjisi, aynı katının sıvısının donması için vermesi gereken ısı enerjisine eşittir. Buna göre, bir maddenin erime nok-tası donma noknok-tasına eşittir. Örneğin, buz 0 C ta erir, o su 0 Co ta donar.
Buharlaşma ve Yoğunlaşma (Yoğuşma):
Bir sıvının ısı alarak gaz hale geçmesine buharlaşma denir.
Bir gazın dışarıya ısı vererek sıvı hale geçmesine yoğunlaşma (yoğuşma) denir.
Buharlaşma ve yoğunlaşma birbirinin tersi olan hal değişimleridir. Dolayısıyla; bir sıvının buharlaşması için gereken ısı, aynı sıvının buharının yoğuşması sı-rasında dışarıya verilen ısıya eşittir.
Süblimleşme ve Geri Süblimleşme
Maddenin katı halden sıvı hale dönüşmeden doğru-dan gaz haline dönüşmesine süblimleşme denir. Ka-tıdan gaz hale geçerken madde ısı alır. Oda koşulla-rında naftalin, iyot
I ve kuru buz 2
CO katısı süb-2
limleşen madde örneklerdir.
Süblimleşmenin tersine, maddenin gaz halden doğru-dan katı hale geçmesine geri süblimleşme denir.
Gaz haldeki su moleküllerinin katı hale geçmesine (su moleküllerinin geri süblimleşmesine) ise kırağılaşma denir.
SORU 1:
Madde Erime noktası
oCKaynama noktası
oCX 30 178
Y 12 118
Z 72 10
Erime ve kaynama noktaları verilen X, Y ve Z maddelerinin oda koşullarındaki fiziksel halleri için;
I. X maddesinin tanecikleri arasındaki çekim kuvveti en fazladır.
II. Y maddesi basınç uygulanarak sıkıştırılabilir.
III. Z maddesi en düzensiz haldedir.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III
SORU 2:
Saf bir X maddesine ait hal dönüşüm şeması yukarıda verilmiştir.
Buna göre;
I. 1, 3 ve 5 dönüşümleri ısı alarak gerçekleşir.
II. 2 ve 4 dönüşümlerinde ısı açığa çıkar.
III. 5. dönüşüm geri süblimleşmedir.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III
1.C 2.B
Katı Sıvı
Gaz 4 3 5
1 2
EN KN
Katı Sıvı Gaz
MADDENİN HALLERİ VE HAL DEĞİŞİMLERİ 11 KMY 009
135 SORU 3:
X, Y ve Z saf bir maddenin fiziksel hallerini göster-mektedir.
Saf bir maddenin hal değiştirme grafiği
Isıtılan bir katının sıcaklığı erime noktasına kadar artar. Erime noktasında verilen ısı, tanecikleri birbirin-den uzaklaştırmak için kullanıldığından, sıcaklık sabit kalır. Erime tamamlandıktan sonra sıcaklık tekrar art-maya başlar ve sıvının kaynama noktasına kadar bu artış devam eder. Sıvının kaynama noktasında, ısı enerjisi sıvı moleküllerinin birbirinden koparak gaz ha-line geçmesi için kullanıldığından, sıcaklık tekrar sabit kalır. Sıvının tamamı gaz haline geçtikten sonra, gaz moleküllerinin sıcaklığı yükselmeye devam eder.
Aşağıdaki hal değişim grafiği üzerinde ayrılan bölgele-ri ayrı ayrı inceleyelim:
10 Co
deki buzun 110 C de buhar haline gelme sürecin- o deki değişimini gösteren zaman-sıcaklık grafiği
Grafikte sıcaklığın arttığı I, III ve V. bölgeler ısınma-nın, sıcaklığın sabit kaldığı II. ve IV. bölgeler hal deği-şiminin gerçekleştiği bölgelerdir. Kinetik enerji sıcak-lıkla doğru orantılı olduğundan, sıcaklığın arttığı I, III ve V. bölgelerde kinetik enerji artarken, hal değişimi-nin olduğu II ve IV. bölgelerde kinetik enerji sabittir.
Maddenin yapısında depolanmış enerji olarak tanım-lanan potansiyel enerji, tanecikler arasındaki uzaklık arttıkça artar. II ve IV. bölgelerde alınan enerji sıcaklı-ğı arttırmadısıcaklı-ğına göre, tanecikleri birbirinden uzaklaş-tırmak için kullanılır. Buna göre, II. bölgede erime, IV.
bölgede kaynama gerçekleşirken tanecikler birbirin-den uzaklaştığı için potansiyel enerji artar.
Kısaca; ısınma ve soğuma grafiklerinde; sıcaklığın arttığı bölgelerde kinetik enerji artar, sıcaklığın azaldı-ğı bölgelerde kinetik enerji azalır, sıcaklıazaldı-ğın sabit kal-dığı bölgelerde kinetik enerji değişmez.
Potansiyel enerji ise daha çok hal değişimlerinin oldu-ğu bölgelerde değişir. (Sıcaklık değişiminin olduoldu-ğu bölgelerde de tanecikler arasındaki mesafe değiştiği için potansiyel enerji değişimi olur. Ancak bu değişim, hal değişim bölgelerindekine kıyasla çok daha azdır.) Isınma grafiklerinde erime ve kaynama bölgelerinde potansiyel enerji artar; soğuma grafiklerinde donma ve yoğuşma bölgelerinde potansiyel enerji azalır.
3.C
MADDENİN HALLERİ VE HAL DEĞİŞİMLERİ 11 KMY 009
136
Grafikte;
- I. bölgede maddenin fiziksel hali katıdır.
- II. bölgede maddenin katı ve sıvı hali birlikte bulu-nur; yani heterojen görünümlü bir sistem vardır.
- III. bölgede maddenin fiziksel hali sıvıdır. Madde homojendir.
- IV. bölgede maddenin sıvı ve gaz hali birlikte bulu-nur; yani bu bölgede madde heterojen görünümlü-dür.
- V. bölgede maddenin fiziksel hali gazdır. Madde homojendir.
NOT:
Isıtıcının, rüzgar ve maddenin bulunduğu sıcaklık gibi faktörlerden dolayı eşit zaman aralıklarında eşit ısı sağlayamayabileceği göz önünde tutulduğunda, bir madde için sıcaklık-zaman grafiği çizmek, sıcaklık-ısı grafiği çizmekten daha doğrudur.
SORU 4:
Sıcaklık-zaman grafiği verilen X sıvısı ile ilgili aşa-ğıdaki yargılardan hangisi yanlıştır?
A) I. ve III. bölgelerde kinetik enerji artar.
B) II. bölgede potansiyel enerji artar.
C) I. ve III. bölgelerde madde homojen, II. bölgede madde heterojen görünümlüdür.
D) X in erime sıcaklığı 80°C dir.
E) III. bölgede madde gaz halindedir.
SORU 5:
X katısının erime sıcaklığı 25°C, kaynama sıcaklığı 130°C tır.
15°C sıcaklıktan 150°C a kadar ısıtılan X katısı ile ilgili;
I. Isınma grafiğinde sıcaklık iki farklı yerde sabit kalır.
II. X önce erir, sonra kaynar.
III. 150 Co ta X, sıvı-gaz karışımı halinde bulunur.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III
4.D 5.D
Sıcaklık (°C)
Zaman (dk) I
120
20
0 10 30
80
20 II III
141
KİMYA BUHARLAŞMA VE KAYNAMA OLAYLARI 11 KMY 010
BUHARLAŞMA VE KAYNAMA OLAYLARI
BUHARLAŞMA
Sıvı molekülleri hareket halinde olduğundan birbirleri-ne çarparlar ve bu çarpma sırasında ebirbirleri-nerji alışverişle-rinde bulunurlar. Dolayısıyla her bir sıvı moleküllünün kinetik enerjisi aynı değildir. Kinetik enerjisi yüksek olan sıvı molekülleri çekim kuvvetini yenerek sıvı yü-zeyden gaz haline geçer. Bu olaya buharlaşma denir.
Maddenin sıvı olduğu her sıcaklık değerinde buhar-laşma gerçekleşir.
Buharlaşma Hızı
Birim zamanda buharlaşan sıvı miktarına buharlaşma hızı denir.
Buharlaşma Hızını Etkilen Faktörler:
Sıvının Cinsi
Tanecikleri arasındaki çekim kuvveti zayıf olan sıvıla-rın buharlaşama hızı yüksektir. Bu sıvılar uçucudur.
Örneğin; etil alkol
C H OH molekülleri arasındaki 2 5
çekim kuvveti, su
H O molekülleri arasındaki çekim 2
kuvvetinden daha zayıf olduğu için, aynı şartlarda etil alkolün buharlaşama hızı suyun buharlaşma hızından daha fazladır. Bu yüzden etil alkol suya göre daha uçucu bir sıvıdır.
Sıcaklık
Maddenin sıcaklığı arttığında moleküllerin kinetik enerjisi dolayısıyla ortalama hızları da artar.
Yazın yere dökülen su kısa sürede buharlaştığı halde kışın daha uzun sürede buharlaşır.
Buharlaşmanın en hızlı olduğu sıcaklığa kaynama sıcaklığı denir.
Yüzey Alanı
Buharlaşma sıvısının yüzeyinde gerçekleşir. Buna göre, sıvının yüzey alanı ne kadar büyükse, o kadar çok tanecik sıvı moleküllerinden ayrılıp gaz haline ge-çer. Dolayısıyla yüzey alanı arttıkça buharlaşma artar.
Bardaktaki suyu yere dökünce yüzey alanı arttığı için daha kısa sürede buharlaşır.
Ortamın Bağıl Nemi
Bağıl nem havanın su buharına doymuşluğunun bir ölçüsü olduğundan; bağıl nem yüksek ise, hava başka kaynaklardan gelecek buharı kabul etmek istemez. Bu durumda buharlaşma zorlaşır. Nemin yüksek olduğu ortamlarda vücut terleyerek ısı kaybedemediği için hissedilen sıcaklık gerçek sıcaklıktan yüksek olur. Kı-saca, bağıl nem yüksek ise buharlaşama hızı azalır.
Rüzgar
Buharlaşma sırasında oluşan buhar molekülleri sıvı yüzeyinden uzaklaştırılırsa, yeni buharlaşacak mole-küllere yer açılır ve buharlaşma hızlanır. Rüzgar, bu-harın oluşturduğu yüzeylerdeki buhar moleküllerini uzaklaştırdığı için buharlaştırmayı hızlandırır. Örneğin, rüzgarlı havada çamaşırın kuruma süresi rüzgarsız havadakine göre daha kısadır.
Dış Basınç
Dış basınç sıvının gaz haline geçmesini zorlaştırır.
Dolayısıyla dış basınç azaldıkça buharlaşama hızla-nır.
Safsızlık
Sıvılarda uçucu olmayan katılar (şeker, tuz. . . ) çözülürse, sıvı yüzeyinin bir bölümünü işgal eden bu tanecikler buharlaşmayı zorlaştırır ve buharlaşma hızı azalır. Çözünen katı madde miktarı arttıkça buharlaş-ma hızı azalır.