MADDENİN ISI İLE ETKİLEŞİMİ

ISI VE SICAKLIK

ISI

v  Sıcaklıkları farklı iki maddenin arasında gerçekleşen enerji alış verişine ısı denir.

v  Isı Kalorimetre ile ölçülür.

v  Birimi joule (j) veya kalori (cal)’dir.

v  Isı bir enerji çeşididir.

 SICAKLIK

v  Maddeyi oluşturan taneciklerin ortalama kinetik enerjisine  sıcaklık denir.

v  Sıcaklık Termometre ile ölçülür.

v  Birimi ° C ( selsiyus derece )’dir.

v  Sıcaklı bir enerji çeşidi değildir.

Termometrenin Özellikleri

v  Termometrenin içerisinde cıva ve alkol kullanılır. Alkolün görülmesi için kırmızı ile renklendirilir.

v  Alkolden yapılan termometreler çok yüksek sıcaklıkları ölçemezler. Çünkü kaynama noktası  (78 ° C) alkolün düşüktür.

v  Termometrenin içindeki sıvının donma noktasının düşük, kaynama noktasının ise yüksek olması gerekir.

v  Sıvını yükselişi sıvının genleşmesi ile ilgilidir.

       Isı Alış-Verişi

v  Sıcaklıkları farklı iki madde arasında ısı alış-verişi gerçekleşir.

v  Isı alış-verişi sıcaklıklar eşit oluncaya kadar devam eder.

v  Sıcak madde ısı verirken soğuk madde ısı verir.

v  Sıcak madde ısı verirken sıcaklığı azalır.

v  Soğuk madde ısı alırken sıcaklığı artar.

v  Sıcaklıklar eşit olduğu anda ısı alış-verişi durur.

v  Sıcaklıkları eşit iki madde arasında ısı alış-verişi gerçekleşmez.

Kütle ve Sıcaklık İlişkisi

v  Sıcaklık değişimi kütle miktarına bağlıdır.

v  Kütlesi fazla olan maddenin sıcaklığı az artarken kütlesi az olanın ise sıcaklığı fazla artar. (Kütle ile sıcaklık artışı ters orantılıdır.

         Isıtıcı ve Sıcaklık İlişkisi

v  Sıcaklık değişimi ısıtıcı miktarına  ( verilen ısıya ) bağlıdır.

v  Kütlesi eşit olan iki maddeye farklı sayıdaki ısıtıcılar etki ederse ısıtıcı sayısı fazla olan sıvı da daha fazla sıcaklık artışı gözlenir. (Isıtıcı sayısı ile sıcaklık artışı doğru orantılıdır.)

MADDENİN HALLERİ

Maddeni katı, sıvı ve gaz olmak üzere 3 hali vardır. 

1.           KATI HALİ

v  Maddenin en düzenli halidir.

v  Tanecikler sıkı temas halindedir.

v  Tanecikler arası çekim kuvveti çok fazladır.

v  Tanecikler sadece titreşim hareketi yaparlar.

v  Belirli bir hacmi ve şekli vardır.

v  Katılar sıkıştırılamazlar.

2.           SIVI HALİ

v  Katılara göre biraz daha düzensizdirler.

v  Tanecikler temas halindedir.

v  Tanecikler arası çekim kuvveti katılardan azdır.

v  Tanecikler öteleme, dönme ve titreşim hareketi yaparlar.

v  Belli bir şekli yoktur. Belli bir hacmi vardır.

v  Konulduğu kabın şeklini alırlar.

v  Sıvılar sıkıştırılmazlar.

3.           GAZ HALİ

v  Maddenin en düzensiz halidir.

v  Tanecikler arası mesafe çok fazladır.

v  Tanecikler arası çekim kuvveti çok azdır.

v  Tanecikler öteleme, dönme ve titreşim hareketi yaparlar.

v  Belli bir şekli ve hacmi yoktur.

v  Konulduğu kabı doldururlar.

v  Gazlar sıkıştırılabilirler.

HAL DEĞİŞİM

Maddeler ısı alarak veya ısı vererek taneciklerinin yapısının değişmesine hal değişimi denir.

            Erime = Katı haldeki bir maddenin ısı alarak sıvı hale geçmesidir.

            Buharlaşma = Sıvı haldeki bir maddenin ısı alarak gaz haline geçmesidir.

            Süblimleşme = Katı haldeki bir maddenin ısı alarak direk olarak gaz hale geçmesidir.

            Yoğuşma = Gaz haldeki bir maddenin ısı vererek sıvı hale geçmesidir.

            Donma = Sıvı haldeki bir maddenin ısı vererek katı hale geçmesidir.

            Kırağılaşma = Gaz haldeki bir maddenin ısı vererek direk katı hale geçmesidir.

          Erime – Buharlaşma ve Süblimleşme olayı gerçekleşirken;

v  Madde ısı alır.

v  Tanecikler arası mesafe artar.

v  Tanecikler arası çekim kuvveti azalır.

v  Tanecikler hızlanır.

          Yoğuşma – Donma ve Kırağılaşma olayı gerçekleşirken;

v  Madde ısı verir.

v  Tanecikler arası mesafe azalır.

v  Tanecikler arası çekim kuvveti artar.

v  Tanecikler yavaşlar.

Erime ve Donma Isısı

        Erime sıcaklığındaki 1 gram katı maddenin, yine aynı sıcaklıkta 1 gram sıvı hale geçmesine erime ısısı denir. Erime ısısı Le ile gösterilir. Birimi j / g ‘dır.

        Donma sıcaklığındaki 1 gram sıvı maddenin, yine aynı sıcaklıkta 1 gram katı hale geçmesine donma ısısı denir. . Erime ısısı Ld ile gösterilir. Birimi j / g ‘dır.

        Bir maddenin erime ısısı donma ısısına eşittir. ( Le = Ld )

        Farklı maddelerin erime ısıları farklıdır.  

Bir maddenin erimesi veya donması için gereken enerji miktarı hesaplanırken;

  

                                         Q = m . L

       (  Q = Maddenin erimesi veya donması için gereken enerji miktarı )

        (  m = maddenin kütlesi )

v  Kışın kar yağdığında yollara tuz atılması ve soğuk havalarda arabalara antifriz konulması sıvıların donma noktasını aşağı düşürmek ve sıvının donmasını engellemektir.

     
Buharlaşma ve Yoğuşma Isısı

            Buharlaşma sıcaklığındaki 1 gram sıvı maddenin, yine aynı sıcaklıkta 1 gram gaz hale geçmesine buharlaşma ısısı denir. Buharlaşma ısısı Lb ile gösterilir. Birimi j / g ‘dır.

            Yoğuşma sıcaklığındaki 1 gram gaz maddenin, yine aynı sıcaklıkta 1 gram sıvı hale geçmesine yoğuşma ısısı denir. Yoğuşma ısısı Ly ile gösterilir. Birimi j / g ‘dır.

            Bir maddenin buharlaşma ısısı yoğuşma ısısına eşittir. ( Lb = Ly )

          Farklı maddelerin buharlaşma ısıları farklıdır.

       Bir maddenin buharlaşma veya yoğuşma için gereken enerji miktarı hesaplanırken;

                                         Q = m . L

       (  Q = Maddenin buharlaşma veya yoğuşma için gereken enerji miktarı )

        (  m = maddenin kütlesi )

ISINMA VE SOĞUMA GRAFİKLERİ

     ISINMA GRAFİĞİ

       Suyun ısınma grafiği altta verilmiştir. Donma noktası 0 ° C, Kaynama noktası ise 100 ° C ‘dir. Suyun ısınma grafiğinin bölgelere göre incelenmesi aşağıdaki gibidir.

v  A noktasında maddemiz katı (Buz) haldedir.

v  A – B arasında su katı haldedir. Sıcaklık artmaktadır.

v  Buz B noktasında erimeye başlamıştır.

v  B – C arasında maddemiz hal değiştirmektedir. ( Erime )

v  B – C arasında sıcaklık sabittir.( Saf maddeler hal değiştirirken sıcaklık değişmez.)

v  B – C arasında su ve buz karışım halindedir. ( Heterojen Karışım )

v  C noktasında maddemiz tamamen erimiştir.

v  C – D arasında sıcaklık artmaktadır.

v  C – D arasında maddemiz sıvı haldedir.

v  D noktasında su hal değiştirmeye başlamıştır. ( Buharlaşma )

v  D – E arasında madde hal değiştiriyor ve sıcaklık sabittir.

v  D – E arasında su ve su buharı karışım halindedir.

v  E noktasında su tamamen buharlaşmıştır.

v  E – F arasında su buharı bulunmaktadır. Sıcaklık artmaktadır.

SOĞUMA GRAFİĞİ

            Suyun soğuma grafiği altta verilmiştir. Donma noktası 0 ° C, Kaynama noktası ise 100 ° C ‘dir. Suyun soğuma grafiğinin bölgelere göre incelenmesi aşağıdaki gibidir.

v  F noktasında maddemiz gaz (su buharı) haldedir.

v  F - E arasında su gaz haldedir. Sıcaklık azalmaktadır.

v  Su buharı E noktasında yoğuşmaya başlamıştır.

v  E –D arasında maddemiz hal değiştirmektedir. ( Yoğuşma )

v  E –D arasında sıcaklık sabittir.  

v  E –D arasında su ve buhar karışım halindedir.

v  D noktasında maddemiz tamamen yoğuşmuştur.

v  C – D arasında sıcaklık azalmaktadır.

v  C – D arasında maddemiz sıvı haldedir.

v  C noktasında su hal değiştirmeye başlamıştır. ( Donma )

v  C – B arasında madde hal değiştiriyor ve sıcaklık sabittir.

v  C – B arasında su ve buz karışım halindedir. ( Heterojen Karışım )

v  B noktasında su tamamen donmuştur.

v  B - A arasında buz bulunmaktadır. Sıcaklık azalmaktadır.

      

     NOT: Suyun donma noktasını düşürmek için suya tuz atılır. Kışın yerlere tuz atılmasının nedeni de suyun donma noktasını düşürmektir.