8.4.5. MADDELERİN ISI İLE ETKİLEŞİMİ

Isı ve Sıcaklık:

  • Isı maddeler arasında alınıp verilen enerjinin adıdır.
  • Sıcaklık, maddenin sıcaklığının ya da soğukluğunun bir göstergesidir.
  • Isı bir enerji çeşididir. Sıcaklık ise bir enerji değil, ölçümdür.
  • Isı maddeler arasında alınıp verilebilir, sıcaklık alınıp verilemez.
  • Isının birimi joule veya kaloridir. Sıcaklığın birimi ise derecedir.
  • Isı madde miktarına bağlıdır, sıcaklık madde miktarına bağlı değildir.
  • Isı kalorimetre kabı ile ölçülür, sıcaklık termometre ile ölçülür.

Özısı:

  • 1 gram maddenin sıcaklığını 1 °C artırmak için gerekli olan ısı miktarına özısı denir.
  • “c” ile gösterilir.
  • Kalori ve joule ısı birimleri olduğu için, öz ısı birimleri cal / g°C veyaj / g°C dir.
  • Her maddenin bir özısı vardır yani özısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

  • Özısı madde miktarına bağlı değildir, maddenin cinsine bağlıdır. Bir bardak su ile bir tencere suyun özısıları aynıdır.
  • Özısısı büyük olan maddeler geç ısınıp geç soğurken; özısı küçük olan maddeler erken ısınıp erken soğumaktadır. Bir maddenin öz ısısı ne kadar büyükse o maddenin sıcaklığını artırmak o kadar zordur. Örneğin zeytinyağının öz ısısı, sudan küçük olduğu için zeytinyağı sudan daha çabuk ısınır.

Günlük hayatta özısı:

  • Demirin ve camın öz ısılarına bakıldığında camın öz ısısının demirden daha büyük olduğu görülür.Camın ısınması için gereken ısı, demirin ısınması için gerekenden fazladır. Bu nedenle Güneş altında kalan bir arabanın metal kısımlarının sıcaklığı, cam kısmının sıcaklığından büyüktür.

  • Güneşli bir günde demir bir bank tahta banktan daha sıcak olur.
  • Fırından çıkan pizzanın üzerindeki peynirin, pizza hamurundan daha sıcak olması.
  • Yağın sıcaklığını artırmak suyun sıcaklığını artırmaktan daha kolaydır.
  • Soğuk bir kış gününde demir bank tahta banktan daha soğuk olur.
  • Kara ve denizlerde özsısı farkında dolayı gece ve gündüz meltemi oluşması.

  • Termometrelerde özısı değeri küçük olan civa kullanılması. Böylece daha hassas ölçümler yapılır.
  • Tencere içerisine aynı anda konulan metal kaşığın tahta kaşığa göre daha sıcak olması.

Isı alışverişi ve sıcaklık değişimi:

  • Tüm maddelerin tanecikleri hareket halindedir. Madde taneciklerinin bu hareketi maddenin sıcaklığı ile doğru orantılıdır. Sıcaklık arttıkça maddenin taneciklerinin hareketliliği de artar.

  • Madde ısı aldığı zaman;
    1. Taneciklerinin enerjisi artar,
    2. Tanecikler arasındaki mesafe artar
    3. Tanecikler arasındaki çekim kuvveti azalır
    4. Tanecikler düzensizleşir.
  • Bir maddeye verilen ısı miktarı sabit tutulup;
    1. Maddenin kütlesi artırılırsa sıcaklık artışı azalır.(tencere)
    2. Maddenin kütlesi azaltılırsa sıcaklık artışı artar.(bardak)


  • Maddenin miktarı sabit tutulup;
    1. Verilen ısı miktarı artırılırsa sıcaklık artışı artar.(2 Ocak)
    2. Verilen ısı miktarı azaltılırsa sıcaklık artışı azalır.(1 Ocak)

  • Maddeler arasında ısı alışverişi olması için sıcaklıkların kesinlikle farklı olması gerekir.
  • Sıcaklığı aynı olan maddeler arasında ısı alışverişi gerçekleşmez.

  • Isı alışverişinde ısı akış yönü daima sıcaktan soğuğa doğrudur.


  • Isı akışı maddelerin son sıcaklıkları eşit olana kadar devam eder. Meydana gelen son sıcaklığa denge sıcaklığı denir. Denge sıcaklığı maddelerin ilk sıcaklıkları arasında bir değer alır.
  • Isı alışverişinde daima alınan ısı verilen ısıya eşittir.
  • Sıcaklıkları aynı, miktarları farklı olan aynı cins maddelerden miktarı fazla olanın sahip olduğu ısı enerjisi de fazladır.

Hâl Değişimi ve Isı Arasındaki İlişki

Maddenin halleri:

Maddeler doğada katı, sıvı ve gaz olmak üzere 3 üç farklı halde bulunmaktadır.

Katılar:

  • Kalem, silgi, demir, pencere, kapı gibi maddeler katı maddelere örnektir.
  • Maddenin en düzenli halidir.
  • Belirli bir hacmi vardır.
  • Belirli bir şekli vardır.
  • Tanecikler arasındaki boşluk çok azdır. Tanecikler birbirine çok yakın ve temas halindedir.
  • Tanecikler sık ve düzenlidir.
  • Katıların tanecikler arasındaki boşluk çok az olduğu için sıkıştırılamaz.
  • Tanecikler arasındaki çekim kuvveti fazladır.
  • Tanecikleri sadece titreşim hareketi yapar.
  • Taneciklerin sahip olduğu enerji azdır.

Sıvılar:

  • Zeytinyağı, su, kolonya, kola gibi maddeler sıvı maddelere örnektir.
  • Katılara göre daha az düzenli, gazlara göre daha düzenli bir haldedir.
  • Belirli bir hacmi vardır.
  • Belirli bir şekli yoktur, bulundukları kabın şeklini alır.
  • Tanecikler arası boşluk katılara göre fazla, gazlara göre azdır. Tanecikler birbirine temas halindedir.
  • Tanecikler düzensizdir.
  • Sıvıların tanecikleri arasındaki boşluk katılara bir miktar fazladır. Bundan dolayı sıvılar birazcık sıkıştırılabilir ancak bu miktar çok az olduğu için sıvılar sıkıştırılamaz olarak kabul edilir.
  • Tanecikler arası çekim kuvveti katılara göre az, gazlara göre fazladır.
  • Tanecikleri titreşim, öteleme, birbiri üzerinden kayarak dönme hareketi yaparlar.
  • Taneciklerinin sahip olduğu enerji gazlara göre az, katılara göre fazladır.

Gazlar:

  • Su buharı, oksijen, karbondioksit gibi maddeler gaz maddelere örnektir.
  • Maddenin en düzensiz halidir.
  • Belirli bir hacmi yoktur.
  • Belirli bir şekli yoktur.
  • Tanecikler arasında boşluk fazladır. Tanecikler birbirinden bağımsız haldedir.
  • Tanecikler çok düzensizdir.
  • Gazların tanecikler arasındaki boşluk çok fazla olduğu için sıkıştırılabilir.
  • Tanecikler arası çekim kuvveti çok azdır.
  • Tanecikleri titreşim, öteleme, dönme hareketi yaparlar.
  • Taneciklerinin sahip olduğu enerji fazladır.

Madenin hal değişimi:

Erime: Katı haldeki maddenin çevresinden ısı alarak sıvı hale geçmesine denir.

  • Dondurmanın yazın erimesi
  • Mumun erimesi
  • Margarinin tavada erimesi
  • Meyve suyu gibi içeceklerin içine attığımız buz parçalarının belirli bir süre sonra erimesi.

Donma: Sıvı haldeki maddenin çevresine ısı vererek katı hale geçmesine denir.

  • Kışın akarsu yüzeylerinin donması
  • Buzdolabına konulan suyun donması

Unutma! Maddeler donarken çevrelerine ısı verir. Bu yüzden kış aylarında kar yağarken hava biraz ısınır.

Buharlaşma: Sıvı haldeki maddenin çevresinden ısı alarak gaz haline dönüşmesine denir.

Buharlaşma sıvı yüzeyinde olur.

Buharlaşma her sıcaklıkta olur, bu yüzden soğuk havada bile çamaşırlarımız kurumaktadır.

Sıcaklık arttıkça buharlaşma hızı da artar. Örneğin güneş alan bir yere asılan çamaşırlar daha çabuk kurumaktadır.

  • Suyun, su buharı haline gelmesi
  • Elimize dökülen kolonyanın buharlaşması
  • Yaz aylarında göllerdeki suların azalması
  • Islak çamaşırların kuruması

Kaynama: Çevresinden ısı alan sıvıların kabarcıklar oluşturarak hızlı bir şekilde buharlaşması olayıdır.

Kaynama ve buharlaşma arasındaki farklar:

  1. Buharlaşma sıvının yüzeyinde olur, kaynama sıvının her tarafında olur.
  2. Buharlaşma her sıcaklıkta olur, kaynama belirli bir sıcaklıkta olur.
  3. Madde buharlaşırken sıcaklık değişebilir, kaynama sırasında sıcaklık sabit kalır.

Yoğuşma: Gaz haldeki maddenin çevresine ısı vererek sıvı hale geçmesine denir.

  • Su buharının tekrar su haline dönüşmesi
  • Soğuk havalarda evimizdeki camların buğulanması
  • Buzdolabından çıkarılan şişenin yüzeyinin buğulanması
  • Yağmurun yağması.

Süblimleşme: Katı haldeki maddenin çevresinden ısı alarak sıvı hale geçmeden direk gaz hale geçmesine denir.

  • Dolapta giysilerin arasına ya da tuvaletlerde koku giderme amaçlı kullanılan naftalinin katı hâlden direkt gaz hâl geçmesi.
  • Kuru buzun doğrudan gaz haline geçmesi

Kırağılaşma: Gaz haldeki bir maddenin çevresine ısı vererek sıvı hale geçmeden direk katı hale geçmesine denir.

  • Kışın havadaki su buharının aniden katılaşıp kırağıya dönüşmesi.

Hal değiştirme ile ilgili özellikler:

  • Saf maddelerin kendilerine ait belirli erime, donma, kaynama noktaları vardır. Bu yüzden erime noktası, donma noktası, kaynama noktası bütün saf maddeler için ayırt edici özelliktir.
  • Erime noktası donma sıcaklığına, kaynama noktası yoğuşma noktasına eşittir.
  • Madde miktarının değişmesi hal değişim noktalarını etkilemez, sadece hal değişim süresini etkiler. Örneğin bir bardak su ve bir tencere suyun kaynama noktaları aynıdır.
  • Isıtıcının gücü hal değişim noktalarını etkilemez sadece hal değişim süresini etkiler. Örneğin kısık ateş yerine tam açık ocak kullanılırsa tenceredeki su daha çabuk kaynar.
  • Dış basınç ile buhar basıncının eşit olduğu zaman kaynama olayı gerçekleşir. Bundan dolayı yükseklere doğru çıkıldıkça kaynama noktası düşer.
  • Kaynama ile buharlaşma aynı anlama gelmez.
  • Hava akımı buharlaşmayı kolaylaştırır. Rüzgarda çamaşırların kuruması.
  • Basınç azaldıkça buharlaşma kolaylaşır.
  • Saf bir maddeye eklenen farklı cins maddeler saf maddenin erime ve kaynama sıcaklığını değiştirir. Örneğin kışın yollara tuz atılarak soğuk havada bile karların erimesini sağlamak bu yolla yapılır.
  • Hal değiştiren maddelerin, hal değişimi süresince sıcaklıkları sabit kalır.

Hal değişim grafikleri:

Isınma eğrisi:

A-B arasında;

  • Madde katı haldedir.
  • Maddeye ısı verildikçe maddenin sıcaklığı artar.
  • Maddenin sıcaklığı arttığı için kinetik enerjisi artar.

B-C arasında;

  • Madde B noktasından itibaren erimeye başlar.
  • B-C maddenin erime noktasıdır.
  • Madde katı halden sıvı hale dönüşmektedir.
  • Madde hal değiştirdiği için sıcaklığı değişmez.
  • Sıcaklığı değişmediği için kinetik enerjisi de değişmez.
  • Madde katı+sıvı halde bulunur.
  • C noktasından sonra tamamen sıvı hale geçer.

C-D arasında;

  • Madde sıvı haldedir.
  • Madde ısı aldıkça sıcaklığı artar.
  • Sıcaklık arttığı için kinetik enerjisi de artar.

D-E arasında;

  • D-E kaynama noktasıdır.
  • D noktasından itibaren madde kaynamaya başlar.
  • Madde sıvı halden gaz hale dönüşmektedir.
  • Madde sıvı+gaz halde bulunmaktadır.
  • Madde hal değiştirdiği için sıcaklık değişmez.
  • Sıcaklık değişmediği için kinetik enerjide değişmez.

E’den sonra;

  • Madde gaz haldedir.
  • Isı verildikçe sıcaklık artmaya devam eder.
  • Sıcaklık arttığı için kinetik enerji de artmaya devam eder.

Soğuma Eğrisi:

A-B arasında;

  • Madde gaz haldedir.
  • Madde soğumaya devam ettiği için sıcaklığı azalır.
  • Maddenin sıcaklığı azaldığı için kinetik enerjisi azalır.
  • B noktasında buhar yoğunlaşmaya başlar.

B-C arasında;

  • Madde B noktasından itibaren yoğuşmaya başlar.
  • B-C maddenin yoğuşma noktasıdır.
  • Madde gaz halden sıvı hale dönüşmektedir.
  • Madde hal değiştirdiği için sıcaklığı değişmez.
  • Sıcaklığı değişmediği için kinetik enerjisi de değişmez.
  • Madde gaz+sıvı halde bulunur.
  • C noktasından sonra tamamen sıvı hale geçer.

C-D arasında;

  • Madde sıvı haldedir.
  • Madde ısı verdikçe sıcaklığı azalır.
  • Sıcaklık azaldığı için kinetik enerjisi de azalır.

D-E arasında;

  • D-E donma noktasıdır.
  • D noktasından itibaren madde donmaya başlar.
  • Madde sıvı halden katı hale dönüşmektedir.
  • Madde sıvı+katı halde bulunmaktadır.
  • Madde hal değiştirdiği için sıcaklık değişmez.
  • Sıcaklık değişmediği için kinetik enerjide değişmez.

E’den sonra;

  • Madde katı haldedir.
  • Soğudukça sıcaklık azalmaya devam eder.
  • Sıcaklık azaldığı için kinetik enerji de azalmaya devam eder.

soruyurdu.com’dan alıntıdır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir