DERS 2
ÜNİTE 5: MADDENİN HALLERİ VE ISI
KONU: ERİME ve DONMA
HAL DEĞİŞTİRME
Maddelerin içinde bulunduğu sıcaklığa göre, katı, sıvı ve gaz halinde bulundukları biliniyor. Maddeler ısı alarak ya da ısı vererek bir halden diğer bir hale geçiş yapabilirler. Maddelerin bir halden başka bir hale geçmesine hal değiştirme denir.
Maddelerin katı halden sıvı hale geçmesine erime, sıvı halden katı hale geçmesine de donma denir.Bir maddeye ısı verildiği halde sıcaklığı değişmiyorsa madde hal
değiştiriyor demektir. Madde hal değiştirirken sıcaklığı sabit kalır, verilen ısı enerjisi maddenin moleküller arasındaki bağları kopararak hal değiştirmesinde kullanır.Hal değişim sırasında maddelerin hacminde de değişme olur.
Erime Sıcaklığı
Sabit atmosfer basıncı altında bütün katı maddelerin katı halden sıvı hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine erime sıcaklığı denir.Sabit atmosfer basıncı altında her maddenin erime sıcaklığı farklı olduğu için maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Örneğin deniz düzeyinde buzun erime sıcaklığı 0 °C dir.
Erime Isısı
Erime sıcaklığındaki bir katının 1 gramının yine aynı sıcaklıkta sıvı hale gelmesi için verilmesi gerekli ısıyaerime ısısı denir. Erime ısısı da ayırt edici bir özelliktir. Kütlesi m olan, erime sıcaklığındaki bir katıyı eritmek için verilmesi gereken ısı miktarı,
Q=m.Le bağıntısı ile bulunur.
Bazı Maddelerin Erime-Donma Isısı
Örneğin,buzun erime ısısı Le=80 Cal/gr'dır.
Sıvı bir maddenin ısı vererek katı haline geçmesine donma denir.Sabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin katı hale geçtiği sabit bir sıcaklık değerine donma sıcaklığı denir.
Erime ile donma birbirinin tersidir. Bu nedenle bir maddenin erime sıcaklığı, donma sıcaklığına eşittir. Erime ısısı da donma ısısına eşittir. Örneğin deniz düzeyinde 0 °C deki su donarken dışarı 80 cal/g lık ısı verir.Maddeler hal değiştirirken sıcaklığı sabit kalır.Bir maddenin erime sıcaklıkları ve donma sıcaklıkları eşittir.Erime sıcaklığı ve erime ısısı maddeler için ayırt edici özelliklerdir.
Erime ve Donmaya Etki Eden Faktörler
Erime ve donma sıcaklığı normal şartlarda sabittir.Maddenin basınç ve maddenin saflığı değiştirilirse, maddelerin erime ve donma sıcaklığıda değişir.
Basıncın Erime ve Donmaya Etkisi
Basınç, birim yüzeye etkiyen dik kuvvet olduğundan, maddenin moleküllerini bir arada tutarak dağılmasını önleme yönünde etki eder.
Erirken hacmi artan maddeler için, basıncın artması erimeyi zorlaştırdığı için erime noktası yükselir. Basıncın azalması ise, erime noktasını düşürür.
Buz erirken hacmi küçülür. Basıncın artması, hacmin küçülmesine yardımcı olduğu için erime sıcaklığı azalır.Buz gibi erirken hacmi küçülen maddeler için basıncın azalması erime sıcaklığını yükseltir.
Deniz düzeyinde, normal basınçta 0 °C de eriyen buz, basınç artırılmasıyla sıfırın altındaki bir sıcaklıkta da eriyebilir.Yüksek dağların zirvesindeki karların yaz mevsiminde de erimemesinin nedenlerinden birisi de açık hava basıncının yükseklere çıkıldıkça azalması ve karın erime noktasının yükselmesidir.
Safsızlığın Erime ve Donmaya Etkisi
Saf bir maddenin içine başka bir madde karıştırılırsa, maddenin saflığı bozulur. Saf olmayan bu karışımın, saf maddeye göre erime ve donma sıcaklığı değişir. Arabaların soğutucu suyunun içine antifriz denen maddenin karıştırılması suyun donma noktasını – 20 °C, – 25 °C gibi sıcaklıklara indirmektedir. Kışın hava sıcaklığının 0 °C nin altında olduğu durumlarda, yollardaki buzu eritmek için, tuz dökülür.Tuz, buzun erime noktasını düşürür ve (–) değerli sıcaklıklarda da buz eriyebilir.
KAYNAMA, BUHARLAŞMA ve SÜBLİMLEŞME
Buharlaşma
Sıvı bir maddenin ısı olarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denir. Buharlaşma olayı sıvı yüzeyinde olur. Isı alan sıvı moleküllerinden bazıları sıvı yüzeyinde,moleküller arası çekim kuvvetini ve sıvının yüzey gerilimini yenerek gaz fazına geçer. Buharlaşmaya basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çoktur. Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir. Maddeler dışarıdan ısı alarak buharlaşırlar. Dolayısıyla buharlaşmanın olduğu yerde serinleme olur. Sıcaklığın artması buharlaşmayı hızlandırır. Açık hava basıncının azalması buharlaşmayı artırır. Sıvının açık yüzey alanı arttıkça buharlaşma daha fazla olur. Rüzgarlı havada buharlaşma fazla olduğundan çamaşırlar daha çabuk kurur.
Kaynama
Bir kapta bulunan sıvı ısıtılırsa sıcaklığı yükselir ve buharlaşma artar. Sıvının sıcaklığının yükselmesiyle meydana gelen buhar basıncı, sıvının yüzeyine etki eden basınca eşit olduğu an, sıvı kaynamaya başlar. Kaynama sırasında sıvının sıcaklığı değişmez.
Kaynama Sıcaklığı
Sabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin, sıvı halden gaz hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine kaynama noktası denir. Kaynama sıcaklığı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Buharlaşma Isısı
Kaynama noktasına gelmiş 1 gram sıvı maddenin tamamının aynı sıcaklıkta gaz haline gelmesi için verilmesi gereken ısıya buharlaşma ısısı denir. Buharlaşma ısısı Lb ile gösterilir. Kaynama sıcaklığındaki m gramlık maddeyi gaz haline getirmek için verilmesi gereken ısı miktarı;
Q=m.Lb bağıntısı ile bulunur.
Suyun buharlaşma ısısı Lb = 540 cal/g'dır.Buharlaşma ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.Gaz halindeki bir maddenin ısı vererek sıvı hale geçmesine yoğuşma denir.
Erime ve donmada olduğu gibi, yoğuşma da, kaynamanın tersidir.Kaynama ve yoğuşma sürecinde sıcaklık sabit kalır.Bir maddenin kaynama sıcaklığı, yoğuşma sıcaklığına eşittir.Bir maddenin buharlaşma ısısı, yoğuşma ısısına eşittir.Kaynama sıcaklığı ile buharlaşma ısısı ayırt edici özelliklerdendir.
Süblimleşme
Bazı katı maddelerin ısıtılınca (sıvı hale geçmeden) doğrudan gaz haline geçmesine süblimleşme denir.
Kaynama ve Yoğunlaşmaya Etki Eden Faktörler
Erime ve donmada olduğu gibi, kaynama ve yoğuşmaya etki eden faktörler vardır. Basınç ve saf maddeye farklı madde eklenmesi kaynama sıcaklığını etkiler. Kaynama olayının gerçekleşmesi için, buharbasıncının atmosfer basıncına eşit olması gerekir.
Atmosfer basıncı artarsa, ağzı açık kaptaki sıvının kaynaması zorlaşır.
Sıvı daha yüksek sıcaklıkta kaynar.
Atmosfer basıncının azalması ise kaynamayı kolaylaştırır.
Sıvı daha düşük sıcaklıkta kaynar.
Deniz düzeyinde 100 °C de kaynayan saf su, Ankara’da 96 °C de, Erzurum’da ise 94 °C de kaynar.Düdüklü tencerede basıncın artmasıyla sıvının kaynama sıcaklığı artar ve yemekler daha çabuk pişer.
Saf sıvı içine karıştırılan farklı maddeler sıvının saflığını bozar.Saflığı bozulan sıvının kaynama noktası yükselir ve daha geç kaynar.
Örnek: Suyun içine tuz karıştırılırsa, kaynama noktası yükselir.
Suyun Hal Değişim Grafiği
Bir parça buz ısıtıldığında önce sıcaklığı artar. Erime sıcaklığına geldiğinde hal değiştirmeye başlar ve buzun tamamı eriyinceye kadar sıcaklığı değişmez. Isı enerjisi verilmeye devam edildiğinde, suyun sıcaklığı artar ve 100 °C de kaynamaya başlar. Sıvının tamamı bitinceye kadar sıcaklık değişmez. Bu açıklamaya göre buzun sıcaklık-aldığı ısı enerjisi grafiği şekildeki gibi olur.
Buzun erime ısısı Le= 80 cal/g, buharlaşma ısısı Lb=540 cal/g'dır. 0°C'deki 1 gram buzu eritmek için 80 calorilik ısı gerekirken,100 °C'deki 1 gram suyu gaz haline geçirmek için 540 calori gerekir.
Maddelerin katı halden sıvı hale geçmesine erime, sıvı halden katı hale geçmesine de donma denir.Bir maddeye ısı verildiği halde sıcaklığı değişmiyorsa madde hal
değiştiriyor demektir. Madde hal değiştirirken sıcaklığı sabit kalır, verilen ısı enerjisi maddenin moleküller arasındaki bağları kopararak hal değiştirmesinde kullanır.Hal değişim sırasında maddelerin hacminde de değişme olur.
Erime Sıcaklığı
Sabit atmosfer basıncı altında bütün katı maddelerin katı halden sıvı hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine erime sıcaklığı denir.Sabit atmosfer basıncı altında her maddenin erime sıcaklığı farklı olduğu için maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Örneğin deniz düzeyinde buzun erime sıcaklığı 0 °C dir.
Erime Isısı
Erime sıcaklığındaki bir katının 1 gramının yine aynı sıcaklıkta sıvı hale gelmesi için verilmesi gerekli ısıyaerime ısısı denir. Erime ısısı da ayırt edici bir özelliktir. Kütlesi m olan, erime sıcaklığındaki bir katıyı eritmek için verilmesi gereken ısı miktarı,
Q=m.Le bağıntısı ile bulunur.
Erime Isısı
Erime sıcaklığındaki bir katının 1 gramının yine aynı sıcaklıkta sıvı hale gelmesi için verilmesi gerekli ısıyaerime ısısı denir. Erime ısısı da ayırt edici bir özelliktir. Kütlesi m olan, erime sıcaklığındaki bir katıyı eritmek için verilmesi gereken ısı miktarı,
Q=m.Le bağıntısı ile bulunur.
|
| Bazı Maddelerin Erime-Donma Isısı |
Sıvı bir maddenin ısı vererek katı haline geçmesine donma denir.Sabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin katı hale geçtiği sabit bir sıcaklık değerine donma sıcaklığı denir.
Erime ile donma birbirinin tersidir. Bu nedenle bir maddenin erime sıcaklığı, donma sıcaklığına eşittir. Erime ısısı da donma ısısına eşittir. Örneğin deniz düzeyinde 0 °C deki su donarken dışarı 80 cal/g lık ısı verir.Maddeler hal değiştirirken sıcaklığı sabit kalır.Bir maddenin erime sıcaklıkları ve donma sıcaklıkları eşittir.Erime sıcaklığı ve erime ısısı maddeler için ayırt edici özelliklerdir.
Erime ve Donmaya Etki Eden Faktörler
Erime ve donma sıcaklığı normal şartlarda sabittir.Maddenin basınç ve maddenin saflığı değiştirilirse, maddelerin erime ve donma sıcaklığıda değişir.
Basınç, birim yüzeye etkiyen dik kuvvet olduğundan, maddenin moleküllerini bir arada tutarak dağılmasını önleme yönünde etki eder.
Erirken hacmi artan maddeler için, basıncın artması erimeyi zorlaştırdığı için erime noktası yükselir. Basıncın azalması ise, erime noktasını düşürür.
Buz erirken hacmi küçülür. Basıncın artması, hacmin küçülmesine yardımcı olduğu için erime sıcaklığı azalır.Buz gibi erirken hacmi küçülen maddeler için basıncın azalması erime sıcaklığını yükseltir.
Deniz düzeyinde, normal basınçta 0 °C de eriyen buz, basınç artırılmasıyla sıfırın altındaki bir sıcaklıkta da eriyebilir.Yüksek dağların zirvesindeki karların yaz mevsiminde de erimemesinin nedenlerinden birisi de açık hava basıncının yükseklere çıkıldıkça azalması ve karın erime noktasının yükselmesidir.
Saf bir maddenin içine başka bir madde karıştırılırsa, maddenin saflığı bozulur. Saf olmayan bu karışımın, saf maddeye göre erime ve donma sıcaklığı değişir. Arabaların soğutucu suyunun içine antifriz denen maddenin karıştırılması suyun donma noktasını – 20 °C, – 25 °C gibi sıcaklıklara indirmektedir. Kışın hava sıcaklığının 0 °C nin altında olduğu durumlarda, yollardaki buzu eritmek için, tuz dökülür.Tuz, buzun erime noktasını düşürür ve (–) değerli sıcaklıklarda da buz eriyebilir.
KAYNAMA, BUHARLAŞMA ve SÜBLİMLEŞME
Buharlaşma Sıvı bir maddenin ısı olarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denir. Buharlaşma olayı sıvı yüzeyinde olur. Isı alan sıvı moleküllerinden bazıları sıvı yüzeyinde,moleküller arası çekim kuvvetini ve sıvının yüzey gerilimini yenerek gaz fazına geçer. Buharlaşmaya basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çoktur. Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir. Maddeler dışarıdan ısı alarak buharlaşırlar. Dolayısıyla buharlaşmanın olduğu yerde serinleme olur. Sıcaklığın artması buharlaşmayı hızlandırır. Açık hava basıncının azalması buharlaşmayı artırır. Sıvının açık yüzey alanı arttıkça buharlaşma daha fazla olur. Rüzgarlı havada buharlaşma fazla olduğundan çamaşırlar daha çabuk kurur.
Kaynama
Bir kapta bulunan sıvı ısıtılırsa sıcaklığı yükselir ve buharlaşma artar. Sıvının sıcaklığının yükselmesiyle meydana gelen buhar basıncı, sıvının yüzeyine etki eden basınca eşit olduğu an, sıvı kaynamaya başlar. Kaynama sırasında sıvının sıcaklığı değişmez.
Kaynama Sıcaklığı
Sabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin, sıvı halden gaz hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine kaynama noktası denir. Kaynama sıcaklığı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Buharlaşma Isısı
Kaynama noktasına gelmiş 1 gram sıvı maddenin tamamının aynı sıcaklıkta gaz haline gelmesi için verilmesi gereken ısıya buharlaşma ısısı denir. Buharlaşma ısısı Lb ile gösterilir. Kaynama sıcaklığındaki m gramlık maddeyi gaz haline getirmek için verilmesi gereken ısı miktarı;
Q=m.Lb bağıntısı ile bulunur.
Suyun buharlaşma ısısı Lb = 540 cal/g'dır.Buharlaşma ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.Gaz halindeki bir maddenin ısı vererek sıvı hale geçmesine yoğuşma denir.
Erime ve donmada olduğu gibi, yoğuşma da, kaynamanın tersidir.Kaynama ve yoğuşma sürecinde sıcaklık sabit kalır.Bir maddenin kaynama sıcaklığı, yoğuşma sıcaklığına eşittir.Bir maddenin buharlaşma ısısı, yoğuşma ısısına eşittir.Kaynama sıcaklığı ile buharlaşma ısısı ayırt edici özelliklerdendir.
Süblimleşme
Bazı katı maddelerin ısıtılınca (sıvı hale geçmeden) doğrudan gaz haline geçmesine süblimleşme denir.
Kaynama ve Yoğunlaşmaya Etki Eden Faktörler
Erime ve donmada olduğu gibi, kaynama ve yoğuşmaya etki eden faktörler vardır. Basınç ve saf maddeye farklı madde eklenmesi kaynama sıcaklığını etkiler. Kaynama olayının gerçekleşmesi için, buharbasıncının atmosfer basıncına eşit olması gerekir.
Atmosfer basıncı artarsa, ağzı açık kaptaki sıvının kaynaması zorlaşır.
Sıvı daha yüksek sıcaklıkta kaynar.
Atmosfer basıncının azalması ise kaynamayı kolaylaştırır.
Sıvı daha düşük sıcaklıkta kaynar.
Deniz düzeyinde 100 °C de kaynayan saf su, Ankara’da 96 °C de, Erzurum’da ise 94 °C de kaynar.Düdüklü tencerede basıncın artmasıyla sıvının kaynama sıcaklığı artar ve yemekler daha çabuk pişer.
Saf sıvı içine karıştırılan farklı maddeler sıvının saflığını bozar.Saflığı bozulan sıvının kaynama noktası yükselir ve daha geç kaynar.
Örnek: Suyun içine tuz karıştırılırsa, kaynama noktası yükselir.
Suyun Hal Değişim Grafiği
Bir parça buz ısıtıldığında önce sıcaklığı artar. Erime sıcaklığına geldiğinde hal değiştirmeye başlar ve buzun tamamı eriyinceye kadar sıcaklığı değişmez. Isı enerjisi verilmeye devam edildiğinde, suyun sıcaklığı artar ve 100 °C de kaynamaya başlar. Sıvının tamamı bitinceye kadar sıcaklık değişmez. Bu açıklamaya göre buzun sıcaklık-aldığı ısı enerjisi grafiği şekildeki gibi olur.
Buzun erime ısısı Le= 80 cal/g, buharlaşma ısısı Lb=540 cal/g'dır. 0°C'deki 1 gram buzu eritmek için 80 calorilik ısı gerekirken,100 °C'deki 1 gram suyu gaz haline geçirmek için 540 calori gerekir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder