MADDE ve DEĞİŞİM Bölüm 1: Maddenin Hal Değişimi
Maddeler doğada üç hâlde bulunur: katı, sıvı ve gaz. Maddelerin ısı etkisiyle bulundukları hâlden başka bir hâle geçme- sine maddenin hâl değişimi denir. Maddeler hâl değişimi sırasında çevreden ısı alır ya da çevreye ısı verir. Örneğin su, buzdolabında bir süre bekletilir ise buz, ısıtılır ise su buharı hâline geçer.
Erime, donma, buharlaşma, yoğuşma, kırağılaşma ve süblimleşme hal değiştirme olaylarıdır.
Erime: Katı bir maddenin ısı alarak katı halden sıvı hale geçmesine erime denir.
Yazın çok severek yediğimiz dondurmanın belirli bir süre sonra erimesi
lLimonata, meyve suyu gibi içeceklerin içine attığımız buz parçalarının belirli bir süre sonra erimesi lDemir altın gümüş gibi maddelerin erimesi
lMumun erimesi
Kışın kar topu oynamak için elimize kar aldığımızda ellerimiz üşür. Bunun sebebi, karın elimizdeki ısıyı alması ve erimesidir.
Bu sırada elimiz de ısı kaybeder, dolayısıyla üşürüz.
Donma: Sıvı haldeki maddenin çevresine ısı vererek katı hale geçmesine donma denir.
Donma olayı esnasında maddeler dışarıya ısı verir. Kar yağarken havada belli bir yumuşama olması, su buharının donarak
2 Fikret ÜNLÜ
Buharlaşma hızı sıcaklığa bağlı olduğundan sıcaklık arttıkça buharlaşma hızı da artar.
Yıkanan çamaşırların bir süre sonra kuruması Yazın akarsu ve göllerin azalması
Su dökülen yerin zamanla kuruması
Kaynama: Sıvı bir maddenin dışarıdan ısı alarak sıvının her tarafından kabarcıklar çıkmasıyla oluşan hızlı buharlaşma olayıdır.
Kaynama sadece sıvı belirli bir sıcaklığa ulaştığında başlar ve sıvının her tarafında gözlemlenir.
Buharlaşma ise her sıcaklıkta ve sadece sıvının yüzeyinde gerçekleşir.
Kaynama ve buharlaşma arasındaki farklar
Buharlaşma Kaynama
• Buharlaşma her sıcaklıktagerçekleşir.
• Buharlaşma sıvı yüzeyindegerçekleşir.
• Buharlaşan sıvının sıcaklığıdeğişebilir.
• Sıvı, ısı alarak gaz hâlinegeçer.
• Sıcaklık arttıkça buharlaşma daha hızlıolur.
• Kaynama, belli bir sıcaklıktagerçekleşir.
• Sıvının her yerinden gaz hâline geçişvardır.
• Kaynama süresince sıcaklıkdeğişmez.
• Her kaynama aynı anda birbuharlaşmadır.
Yoğuşma: Bir maddenin ısı vererek, gaz halden sıvı hale geçmesine yoğuşma denir.
Soğuk havalarda camların buğulanması, buzdolabından çıkarılan sürahinin üzerinde su damlacıkları oluşması yoğuşmaya örnektir. Bulutlar yeryüzünden buharlaşan suların yoğuşması sonucu oluşur.
Süblimleşme: Katı bir maddenin ısı alarak sıvı hale geçmeden doğrudan gaz hale geçmesine süblimleşme denir.
Naftalin, kuru buz (katı karbondioksit) ve katı iyodun ısıtıldığında doğrudan gaz hale geçmesi süblimleşmeye örnektir.
Erime sıcaklığı = Donma sıcaklığı
Kırağılaşma: Havadaki asılı su buharının çevreye ısı vererek sıvı hâle geçmeden direkt katı hâle geçmesine ise kırağılaş- ma denir.
Havadaki su buharının 0 0C altındaki sıcaklıklarda sıvı hâle geçmeden buza dönüşüp yeryüzünde soğuk yüzeylerde birikme- siyle kırağı oluşur.
Bölüm 2: Maddenin Ayırt Edici Özellikleri
Doğada bulunan binlerce madde birçok özelliği bakımından birbirine benzer, ancak bazı özellikleri ise sadece kendilerine özgüdür. Maddeler; renk, koku, tat gibi bazı özellikleri kullanılarak ayırt edilebilir. Ancak bazı maddelerin bu özellikleri aynı olabilir. Ayrıca maddelerin koku ve tatlarına bakmak son derece tehlikelidir. Maddelerin birbirinden ayırt edilebilmesini sağla- yan ve her madde için kendine özgü olan özelliklere ayırt edici özellik denir.
Erime noktası, donma noktası, kaynama noktası gibi özellikler maddeler için ayırt edici özelliklerdir.
Saf katı maddeler belli bir sıcaklık değerine kadar ısı alırsa erimeye başlar. Katı olan saf maddenin tamamı eriyip sıvı olunca- ya kadar sıcaklığı sabit kalır. Maddenin erimeye başladığı bu sıcaklığa erime noktası denir.
lBuzun erimeye başladığı sıcaklık 0 0C’dir.
lEriyen bir saf katının erime süresinde sıcaklığı değişmez.
lBuzun erime süresinde sıcaklığı 0 0C de sabit kalır.
Katı maddeler erirken çevrelerinden ısı alırlar. Aldıkları bu ısı da onların erimesi için harcanır. Bu yüzden sıcaklıkları aynı kalır. Yani buz tamamen eriyene kadar sıcaklığı 0 0C de kalır.
Saf bir sıvı madde belli bir sıcaklık değerine kadar ısı verir ise donmaya başlar. Saf maddenin donmaya başladığı bu sıcaklık değerine donma noktası denir.
lSu için donma noktası 0 0C dir.
lSıvı haldeki saf madde donmaya başlayana kadar sıcaklığı azalır ancak donma başladığı anda sıcaklık değişmez.
Aynı maddeler için ;
Saf maddeler Erime ve donma sıcaklığı (°C)
4 Fikret ÜNLÜ
dökülür. Tuz, suyun donma noktasını düşürdüğünden suyun 0 0C’nin altında bile donmaması sağlanır.
Safmaddelerinkaynamayabaşladığıbellibirsıcaklıkdeğerivardır.Safmaddelerinkaynadığıbusıcaklıkdeğerinekayna- ma noktası denir. Kaynama noktası da saf maddeler için erime ve donma noktası gibi ayırt edici özelliktir. Kaynama süre- since maddenin sıcaklığı, erime ve donma noktasında olduğu gibi sabitkalır.
lSıvı maddenin miktarı kaynama noktasını değiştirmez yalnızca kaynama süresini değiştirir.
lSıvı maddeye verilen ısı miktarı kaynama noktasını değiştirmez yalnızca kaynama süresini değiştirir.
Saf Madde Kaynama Noktası (°C) Yoğuşma Noktası (°C)
Demir 2750 2750
Bakır 2567 2567
Gümüş 1950 1950
Naftalin 218 218
Etil alkol 78 78
Metil alkol 65 65
Aseton 56 56
Su 100 100
Bölüm 3: Isı ve Sıcaklık
Bir maddenin diğer bir maddeye göre ne kadar sıcak veya ne kadar soğuk olduğunu gösteren büyüklük sıcaklık olarak adlandırılır.
Sıcaklık ölçmede termometre adı verilen aletleri kullanırız. Sıcaklığın birimi “derece selsiyus (°C)” tur.
Isı ise iki ortam arasındaki sıcaklık farkı nedeniyle geçiş yapan ve daima yüksek sıcaklıktan, düşük sıcaklığa akan bir enerji çeşididir ve diğer enerjilere dönüşebilir. Isı da tıpkı sıcaklık gibi ölçülebilir bir özelliktir ve kalorimetre kabı ile ölçü- len bir büyüklüktür. Isı birimleri enerji birimleri olan “calori (kalori)” ve “Joule (Jul)” dür.
Isı Sıcaklık
Enerjidir. Enerji değildir.
Sıcaklığı fazla maddeden sıcaklığı az Maddeler arasında alınıp verilmez.
maddeye doğru geçer. Birimi, derece Celsius’tur.
Birimi, cal ya da joule’dür. Termometre ile ölçülür.
Kalorimetre kabı ile hesaplanır. Termometre ile ölçülür.
süre sonra iki maddenin sıcaklığı eşit olur.
Isı ve sıcaklık farklılığına örnekler:
lKömür yandığında çevresine sıcaklık vermez, ısı verir.
lYananbirkibritçöpününsahipolduğuısımiktarıbirodayıısıtmayayetmezken,sıcaklığıelimiziyakacakkadaryüksektir.
lKaloriferpeteğininsahipolduğuısımiktarıbirodayıısıtmayayeterken,sıcaklığıelimiziyakamayacakkadardüşüktür.
lHavanın sıcaklığını ölçeriz, ısısını ölçmeyiz.
lVücut ısısını ölçmeyiz, vücut sıcaklığını ölçeriz.
Isı Alışverişi
Farklı sıcaklıktaki iki madde karıştırıldığında ya da birbirine temas ettiğinde aralarında ısı alışverişi olur. Sıcaklığı yüksek olan madde ısı verdiği için sıcaklığı azalırken, sıcaklığı düşük olan madde verilen bu ısıyı aldığı için sıcaklığı artar. Bir
Maddeler arası ısı alışverişi olurken sıcaklıkları da değişir. Bu ifadelerden anlayabileceğiniz gibi ısı ve sıcaklık birbirine bağlı olarak değişen kavramlardır. Yani bir maddenin sıcaklığı değişiyorsa çevresine ısı enerjisi veriyor ya da çevresinden ısı enerjisi alıyordur.
Bölüm 4: Isı Maddeleri Etkiler
Maddelerin ısı alarak hacimlerinin artması olayına genleşme denir. Maddelerin ısı vererek hacimlerinin azalması olayına ise büzülme denir. Katı, sıvı ve gazlarda genleşme ve büzülme görülmektedir.
Katılarda genleşme ve büzülme
6 Fikret ÜNLÜ
gelen genleşmeden dolayı raylar bozulur ve kazalara neden olur. Benzer bir durum yazın uzayıp genleşen ve kışın büzülüp kısalan elektrik telleri için de geçerlidir.
Sıvılarda genleşme ve büzülme
Sıvılar da ısı etkisiyle katılar gibi genleşir ve büzülür. Sıvılar ısı aldığında genellikle hacimlerinde artma, ısı verdiklerinde ise hacimlerinde genellikle azalma meydana gelir.
Gazlarda genleşme ve büzülme
Gazlar da katı ve sıvılarda olduğu gibi ısı etkisiyle genleşip büzülür. Örneğin otomobil lastiklerinin yaz ve kış aylarında şişkinliklerinin değişmesi genleşme ve büzülme ile ilgilidir.
Genleşme ve Büzülme Örnekleri:
► Termometreler sıvıların genleşmesinden faydalanılarak yapılmıştır. Termometrenin haznesi, sıcaklığı yüksek bir madde ile temas ettiğinde içindeki sıvı, ısı alarak genleşir ve cam boyundayükselir.
► Gök gürültüsü de genleşme sonucu oluşur. Şimşek çaktığında çevresindeki havayı ısıtır. Hava öylesine hızlı genleşir ki, korkunç bir gürültü çıkar. İşte bu gökgürültüsüdür.
► Seyahat balonlarının yükselmesini sağlayan içerisindeki havanıngenleşmesidir.
► Metalçerçeveligözlüklerecamtakılırkengenleşmedenyararlanılır.Isıtılançerçevegenleşirvecamtakılır.Metalsoğutul- duğunda ise çerçeve büzülür ve cam çerçeve içindesıkışır.
► Trenraylarıyapılırkenaralarındabirmiktarboşlukbırakılır.Bununnedeniısınanraylarıngenleşmesidir.Eğerboşlukbıra- kılmazsa tren raylarının şekli bozulur.
► Kalorifer petekleri ısınırken duyulan ses, metal peteklerin genleşirken çıkardığısestir.
► Zor açılan kavanoz kapakları ters çevrilerek sıcak su içerisinde bekletilirse, kapak genleşeceği için kolayaçılır.
► Yazın elektrik tellerinin sarkmasının nedeni, ısınan telleringenleşmesidir.
► Çok sıcak su ile temas eden cam bardak aniden genleşeceği içinçatlayabilir.
► Katıların genleşme özelliklerinden yararlanılarak yapılan metal çiftleri; yangın alarmı, fırın, ütü, buzdolabı gibi pek çok ara- cın yapısında bulunur. Metal çiftleri eşit uzunluktaki farklı metal çubukların birbirine perçinlenmesi ile yapılır. İki metal çubuk ısıtıldığında aynı miktarda uzamayacağı için birbiri üzerinebükülür.
