Maddenin Halleri , Isı ve Sıcaklık

MADDENİN HALLERİ VE ISI
Isı : Maddeleri oluşturan tanecikler hareketli olup bu hareketlerinde dolayı hareket enerjisine sahiptirler. Maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjileri toplamına ısı denir.
Isı; sıcaklıkları farklı iki madde arasında alınıp verilen enerjinin adıdır. Isı bir enerji türüdür. Q ile gösterilir . Isı büyüklüğü kalorimetre kabı ile ölçülür. Birimi joule ya da caloridir.
Sıcaklık: Maddeyi oluşturan taneciklerin ortalama hareket enerjileri göstergesidir.
Sıcaklık bir enerji türü değildir. Isı miktarını anlatmak için kullanılır. t ile gösterilir. Sıcaklık termometre ile ölçülür. Birimi derecedir.
Isı ve sıcaklık farklı kavramlar olmalarına rağmen birbirleri ile ilişkili kavramlardır.
İki maddeden birinin sıcaklığının diğerinden farklı olması hâlinde, sıcaklığı yüksek olan maddeden sıcaklığı düşük olan maddeye enerji aktarılır , bu olaya ısı alışverişi denir.

 
Isı alışverişi şartı :

*** Maddeler farklı sıcaklıkta olmalıdır.
*** Isı veren maddenin sıcaklığı düşer, ısı alan maddenin sıcaklığı artar.
*** Maddeler özdeş ise son sıcaklıkları eşit olur. Son sıcaklık maddelerin sıcaklıklarının ortalaması alınarak bulunur.

Isı Sıcaklık İlişkisi :
*** Isı enerjisi yüksek olan maddeler sıcak ; ısı enerjisi düşük olan maddeler soğuk olarak nitelendirilirler.
*** Kütleleri eşit olan maddelerden sıcaklığı yüksek olanın ısı sı da yüksektir.
*** Sıcaklık ve kütleleri eşit olan maddelerin ısıları da eşittir.
*** Isı alan maddelerin sıcaklığı artar; ısı veren maddelerin sıcaklığı düşer.
*** Kütlesi az olan maddeleri sıcaklığını artırmak ; kütlesi çok olan maddelerin sıcaklığını artırmaktan daha kolaydır. ( Örneğin bir cezve suyu kaynatmak bir çaydanlık suyu kaynatmaktan daha kolaydır)

ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ VE ÖZISI

*Isı bir enerji çeşidi olduğuna göre maddelerin ısınması da enerji aktarımı ile gerçekleşir.
*Bir gram maddenin sıcaklığını 1 ⁰C arttırmak için gerekli ısı miktarına o maddenin öz ısısı denir.
*Isı birimi olan “kalori” suyun öz ısısı esas alınarak tarif edilmiştir. 1 g suyun sıcaklığını1 0C arttırmak için gerekli ısı miktarı 1 kaloridir.
*Öz ısı cal/g ⁰C veya J/g ⁰C birimleriyle ifade edilir.(1 cal=4,18 joule ise suyun öz ısısı 4,18 J/g ⁰C olur)
* Öz ısı madde miktarına bağlı olmayıp maddenin cinsine bağlıdır ve tüm maddeler için farklıdır. Bu yüzden öz ısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir ve c sembolü ile gösterilir.

Q = m . c. Δt
Q = Alınan ya da verilen ısı m = Kütle c= Özısı Δt= Sıcaklık farkı

Hal Değiştirme ve Isı
*** Isı alan saf maddeler belirli sıcaklıklara ulaştıkların hal değiştirirler. Hal değiştirme maddenin tanecikleri arasındaki uzaklığın artması ya da azalması sonucu gerçekleşir.
Erime : Katı maddenin sıvıya dönüşmesi

Donma: Sıvı maddenin katı olması

Buharlaşma : Sıvı maddenin gaza dönüşmesi

Yoğunlaşma: Gaz maddelerin sıvıya dönüşmesi

Süblimleşme: Katı maddenin sıvı olmada gaz hale geçmesi

Kırağılaşma : Gaz maddenin sıvı olmadan katıya dönüşmesi





Bir maddede katı halden gaz hale doğru gidildikçe:
- Tanecikler birbirinden uzaklaşır.
- Tanecikler arasındaki çekim kuvveti azalır.(Gazlarda yok denecek kadar az)
- Taneciklerin hareket enerjisi artar ve tanecikler hızlanır.
- Tanecikler düzensizleşir. Şekil, hacim gibi özellikler ortadan kalkar.

- ERİME – DONMA ve BUHARLAŞMA – YOĞUŞMA ISISI
- * Katı maddeler erirken çevresinden ısı alır ve alınan ısıyı erime sıcaklığına gelmek ve tamamen erinmek için kullanırlar.
- *Katı madde erimeye başladığı an sıcaklık bir süre sabit kalır, çünkü alınan ısı katının tamamen erimesi için kullanılır. Sıcaklığın sabit kaldığı bu sürede verilen ısı o maddenin erime ısısıdır.
- *Erime ısısı erime sıcaklığındaki 1 gram saf katı maddeyi sıvı hâle geçiren ısıdır. Her madde için farklı olduğundan maddeler için ayırt edici bir özelliktir ve Le gösterilir. Birimi J/g dır.
- * Maddenin donmak için dışarıya vermesi gereken ısıya ise donma ısısı denir. Madde donarken geçen sürede sıcaklık yine sabit kalır. Madde erimek için aldığı ısı ne kadarsa, donmak için aynı ısıyı geri vermek zorundadır: Bu yüzden erime ısısı donma ısısına eşittir. (Le =Ld)
- * Maddenin erimeye başladığı sıcaklığa erime noktası, donmaya başladığı sıcaklığa ise donma noktası denir. Erime ve donma noktası maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Aynı madde için erime ve donma noktası birbirine eşittir. (Erime noktası = Donma noktası) Örneğin su sıfırın üstünde sıvı, sıfırın altında katıdır.(buz)
- * Aktarılan ısı kütle ile doğru orantılı olarak artar veya azalır. O halde bir miktar maddeyi eritmek için gerekli ısı; Q= m.Le ile donması için dışarı vermesi gereken ısı Q= m.Ld ile hesaplanır.
- *Sıvı haldeki madde buharlaşma sıcaklığına geldiğinde sıcaklık sabit kalır.Çünkü verilen ısı maddenin tamamının gaz hale geçmesi için harcanmıştır.
- * Kaynama sıcaklığındaki 1 g saf sıvıyı, aynı sıcaklıktaki 1g buhar hâline getirmek için gerekli ısıya buharlaşma ısısı denir. Sıvılar buharlaşırken aldıkları ısıyı yoğuşurken geri verirler. Bu sebeple buharlaşma ısısı yoğuşma ısısına eşittir. Buharlaşma ısısı Lb, yoğuşma ısısı Ly şeklindedir ve Lb=Ly dir.
- * Farklı maddeler farklı buharlaşma - yoğuşma ısısına sahiptir. Bu sebeple buharlaşma - yoğuşma ısıları da maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
- * Sıvıların buharlaşması için gereken ısı miktarı kütleleriyle doğru orantılıdır. Kaynama sıcaklığındaki “m” gram sıvıyı buharlaştırmak için gerekli ısı Q= m.Lb bağıntısı ile , “m” gram buharın yoğuşarak sıvı hâle geçmesi için çevresine verdiği toplam enerji miktarı Q= m.Ly bağıntısı ile hesaplanır.
- * Maddelerin buharlaşırken çevreden ısı alması ve yoğuşurken çevreye ısı vermesi, günlük hayatta birçok alanda karşımıza çıkmaktadır.

Buzdolabına konulan yiyeceklerin sulanması,

Yazın yolların ve mağaza önlerinin sulanması,

Kesildikten sonra güneşe konulan karpuzun soğuması,

Kolonya dökülen elin bir müddet sonra serinlemesi

buna örnektir.
- * Saf maddelerin belirli bir erime ve kaynama noktaları vardır, fakat saf olmayan maddelerin belirli bir erinme ve kaynama noktaları yoktur. Bu yüzden saf olmayan maddelerde kaynama süresince sıcaklık sabit kalmaz.

Örneğin suya tuz atıldığında oluşan karışımda sodyum ve klor iyonları su moleküllerinin arasına girer ve suyun donma noktasını düşürür. Kışın yollara tuz dökülmesinin sebebi budur.
- *Sıvılara karışmış olan katkı maddeleri ise sıvının kaynama sıcaklığını yükseltir. Örneğin suya tuz atıldığında kaynama noktası yükselecektir. Bu yüzden yemeklere atılan tuz, piştikten sonra atılırsa daha mantıklı bir karar verilmiş olacaktır.

Isınma – Soğuma Eğrileri
*** Maddeler ısı aldıklarında sıcaklıkları artar.Saf maddeler belirli sıcaklıklara ulaştıklarında hal değiştirirler. Saf maddelerin hal değiştirme süresince sıcaklıkları değişmez.
*** Maddeler ısı verdiklerinde sıcaklıkları azalır. Saf maddeler belirli sıcaklıklara ulaştıklarında hal değiştirirler.Saf maddelerin hal değiştirme süresince sıcaklıkları değişmez.
Maddelerin zamana bağlı olarak sıcaklıklarının değişimini gösteren grafiklere sıcaklık zaman grafikleri denir.

Buzun Isınma Eğrisi

Su Buharının Soğuma Grafiği

  Hazırlayan: Osman Gökçe

Bu dokümanın Word hali