Hal değişimi sırasında madde ısı alır veya verir ama sıcaklığı değişmez. Konunun en çok karıştırılan noktası budur: buz erirken sıcaklık 0 derecede sabit kalır, verilen ısı sıcaklığı yükseltmek yerine hal değiştirmek için harcanır.
İkinci karıştırılan nokta buharlaşma ile kaynamanın aynı şey sanılmasıdır. Buharlaşma her sıcaklıkta ve yalnızca sıvı yüzeyinde olur; kaynama ise sıvının her noktasında gerçekleşir ve ancak sıvının buhar basıncı dış basınca eşitlendiğinde başlar.
Künye
| Konu | Maddenin fiziksel halleri ve hal değişimleri |
|---|---|
| Ders | Fen bilimleri / kimya / fizik |
| Temel haller | Katı, sıvı, gaz (kaynaklarda dördüncü hal olarak plazma) |
| Suyun erime ve donma noktası | 0 santigrat derece (1 atm, 760 mmHg) |
| Suyun kaynama noktası | 100 santigrat derece (1 atm, 760 mmHg) |
| Isı alan olaylar | Erime, buharlaşma, süblimleşme |
| Isı veren olaylar | Donma, yoğuşma, kırağılaşma |
| Hal değişimi türü | Fiziksel değişim; kimyasal yapı değişmez |
Üç hal ve tanecik düzeni
MEB materyalinin verdiği ayrım şöyledir:
- Katı: Tanecikler birbirine sıkı bağlıdır ve yalnızca titreşir. Belirli hacim ve şekli vardır. Maddenin en düzenli, en düşük enerjili ve en yoğun halidir.
- Sıvı: Tanecikler titreşir ve yer değiştirir. Belirli şekli yoktur, bulunduğu kabın şeklini alır. Yoğunluğu katıdan küçük, gazdan büyüktür.
- Gaz: Tanecikler birbirinden uzaktır ve bağımsız hareket eder. Kabın hem şeklini hem hacmini alır, sıkıştırılabilir. En düşük yoğunluğa sahiptir.
- Plazma: Aynı materyal plazmayı "serbest elektron, iyon, foton ve nötr moleküllerin bir arada bulunduğu hal" olarak tanımlıyor. Bir başka kaynak plazmayı iyonlaşmış gaz hali olarak anlatıyor ve örnek olarak yıldırımı ve Güneş'i veriyor.
Hal değişimleri tablosu
| Olay | Yön | Isı | Açıklama |
|---|---|---|---|
| Erime | Katı - sıvı | Isı alır | Maddenin yeterli ısı alarak katı halden sıvı hale geçmesi |
| Donma (katılaşma) | Sıvı - katı | Isı verir | Erimenin tersi |
| Buharlaşma | Sıvı - gaz | Isı alır | Her sıcaklıkta ve yalnızca sıvı yüzeyinde olur |
| Kaynama | Sıvı - gaz | Isı alır | Sıvının her noktasında olur; buhar basıncı dış basınca eşitlenince başlar |
| Yoğuşma (yoğunlaşma) | Gaz - sıvı | Isı verir | Buharlaşmanın tersi |
| Süblimleşme | Katı - gaz | Isı alır | Sıvı halden geçmez; örnek olarak iyot, naftalin, buz ve kuru buz verilir |
| Kırağılaşma | Gaz - katı | Isı verir | Sıvı halden geçmez; süblimleşmenin tersi |
Aynı olayın üç ayrı adı var
Bu konuda kaynaklar arasında terim farkı vardır ve sınavda karışıklığın bir bölümü buradan çıkar. Gaz halden katı hale geçiş için:
- MEB 8. sınıf müfredat belgesi, EBA ders materyali ve MEGEP modülü kırağılaşma diyor.
- Bir üniversite genel kimya sunumu "geri süblimleşme veya kırağılaşma" biçiminde ikisini eş anlamlı veriyor.
- Bir popüler bilim kaynağı "kırağılaşma (desüblimleşme)" yazıyor.
Gaz halden sıvı hale geçiş için de iki ad dönüşümlü kullanılıyor: yoğuşma ve yoğunlaşma. EBA materyali ikisini birlikte "Yoğuşma (yoğunlaşma)" biçiminde veriyor. Donma için de MEGEP ve MEB "donma (katılaşma)" ikili adlandırmasını kullanıyor. Üç olayın da tek bir resmî adı yoktur; bu sayfada ikisi birlikte verilmiştir.
Basınç kaynama noktasını neden değiştiriyor?
Kaynama, sıvının buhar basıncının dış basınca eşitlendiği anda başlar. Dış basınç düşerse bu eşitlik daha düşük sıcaklıkta sağlanır, yani su daha erken kaynar. Bir MEB modülünün verdiği değerler şöyle:
| Koşul | Basınç | Suyun kaynama sıcaklığı |
|---|---|---|
| Deniz seviyesi | 760 mmHg (1 atm) | 100 santigrat derece |
| Ankara, 850 metre | 0,9 atm | 97,2 santigrat derece |
| Erciyes Dağı, 3917 metre | 0,61 atm | 86,9 santigrat derece |
| Ağrı Dağı zirvesi, 5137 metre | 0,52 atm | 82,8 santigrat derece |
| Düşürülmüş basınç | 300 mmHg | Yaklaşık 75 santigrat derece |
| Düşürülmüş basınç | 42 mmHg | Yaklaşık 35 santigrat derece |
| Düdüklü tencere | Artırılmış basınç | 121 santigrat derece |
Dikkat: Aynı MEB modülü Ankara için tabloda 97,2 derece verirken metnin başka bir yerinde 96 derece yazıyor. Belge kendi içinde tutarsızdır, bu yüzden iki değer de burada belirtilmiştir ve tek bir kesin değer iddia edilmemiştir.
Denge buhar basıncı neye bağlı, neye bağlı değil?
EBA materyaline göre denge buhar basıncı moleküller arası çekim kuvvetine, sıvının türüne, saflığına ve sıcaklığına bağlıdır. Aynı kaynak şunlara bağlı olmadığını açıkça yazıyor: sıvı yüzeyinin genişliği, atmosfer basıncı ve sıvı miktarı. Normal kaynama noktası ise buhar basıncının standart atmosfer basıncına (1 atm, 760 mmHg) eşit olduğu sıcaklık olarak tanımlanıyor.
Erime ve buharlaşma ısısı
Bir MEB modülü suyun erime ısısını 80 cal/g, buharlaşma ısısını 540 cal/g olarak veriyor. Bu sayılar, hal değişimi için gereken enerjinin ne kadar büyük olduğunu gösterir: aynı miktar suyu buharlaştırmak, eritmek için gerekenin yaklaşık yedi katı enerji ister. Bir popüler bilim kaynağı ise suyun kritik sıcaklığını yaklaşık 374 santigrat derece, kritik basıncını yaklaşık 218 atm olarak veriyor ve bu noktanın sıvı ile gaz fazının ayırt edilemez hale geldiği değer olduğunu belirtiyor.
Maddenin yapı taşlarıyla ilgili olarak atom nedir, yapısı ve periyodik tablo sayfalarına, sıvıların basınç davranışı için Newton hareket yasaları sayfasına bakabilirsiniz.
Bu Sayfada Ne Yok?
- Suyun üçlü noktası yok. Kullanılan kaynakların hiçbiri üçlü nokta sıcaklığını ve basıncını vermiyor.
- Kelvin cinsinden değer yok. Kaynaklar yalnızca santigrat derece veriyor.
- Erime ve buharlaşma ısısının joule cinsinden değeri yok. Kaynak yalnızca cal/g veriyor; çevirme işlemi bu sayfada yapılmamıştır.
- Süblimleşme ısısının sayısal değeri yok. Kaynaklarda bulunmamaktadır.
- Basıncın erime noktasına etkisi için tek yönlü bir kural yok. Bir kaynak buzun yüksek basınçta daha kolay eridiğini, bazı maddelerde ise yüksek basıncın erime noktasını yükselttiğini belirtiyor; genel bir kural yazılmamıştır.
- Ankara için tek bir kaynama sıcaklığı yok. Aynı belge iki farklı değer verdiği için ikisi de yazılmıştır.
- TDK sözlük tanımları yok. Sözlük sayfasına erişilemediği için terim tanımları TDK üzerinden doğrulanmamıştır.
- Everest ve diğer zirveler için kaynama sıcaklığı yok. Kaynak tablosunda yalnızca Ankara, Erciyes ve Ağrı var.
Sık Sorulan Sorular
Hal değişimi sırasında sıcaklık neden sabit kalır?
Verilen ısı sıcaklığı yükseltmek yerine taneciklerin düzenini değiştirmek için harcanır. Bir kaynak bunu "madde ısı alır veya verir, ancak sıcaklığı değişmeden kalır" biçiminde yazıyor. Saf sıvılarda kaynama boyunca da sıcaklık sabit kalır.
Buharlaşma ile kaynama arasındaki fark nedir?
Buharlaşma her sıcaklıkta ve yalnızca sıvı yüzeyinde olur. Kaynama ise sıvının her noktasında gerçekleşir ve sıvının buhar basıncı dış basınca eşitlendiğinde başlar. Bir kaynak kaynamayı "buharlaşmanın en yoğun olduğu an" olarak tanımlıyor.
Suyun kaynama noktası her yerde 100 derece midir?
Değildir. 100 derece değeri 1 atm, yani 760 mmHg basınç içindir. Yükseltiye çıkıldıkça atmosfer basıncı düştüğü için kaynama sıcaklığı da düşer; tablodaki Ağrı Dağı zirvesi değeri 82,8 derecedir.
Hangi hal değişimleri ısı alır?
Bir üniversite ders sunumuna göre erime, buharlaşma ve süblimleşme çevreden ısı alır; donma, yoğunlaşma ve kırağılaşma çevreye ısı verir.
Süblimleşmeye hangi maddeler örnek verilir?
MEB modülünün verdiği örnekler iyot, naftalin, buz ve kuru buzdur. Bir başka kaynak, karbondioksitin düşük basınçta doğrudan gazdan katıya geçtiğini, yüksek basınçta ise önce sıvı hale gelip sonra katılaşabileceğini belirtiyor.
Kırağılaşma mı geri süblimleşme mi doğru?
İkisi de kullanılıyor. MEB belgeleri ve EBA materyali kırağılaşma diyor; bir üniversite sunumu ikisini eş anlamlı veriyor; bir popüler bilim kaynağı "desüblimleşme" biçimini de ekliyor. Tek bir resmî terim yoktur.
Hal değişimi fiziksel mi kimyasal mı bir değişimdir?
Fizikseldir ve geri dönüşümlüdür. Bir kaynak bunu "maddenin kimyasal yapısı değişmez" diye açıkça yazıyor.
Kaynak ve kapsam: Katı, sıvı, gaz ve plazma tanımları, yoğuşma ve kırağılaşma tanımları, normal kaynama noktası tanımı ile denge buhar basıncının neye bağlı olduğu ve olmadığı MEB EBA OGM Materyal maddenin fiziksel halleri ünitesi özetinden alınmıştır. Suyun 0 ve 100 derecelik değerleri, yükselti-kaynama noktası tablosu, 300 ve 42 mmHg değerleri, düdüklü tencere için 121 derece, süblimleşme örnekleri ve erime ile buharlaşma ısısı değerleri MEB MEGEP Fiziksel Değişimler-3 modülünden gelir. Erimenin tanımı ve suyun kaynama sıcaklığı MEB Talim ve Terbiye Kurulu 8. sınıf Fen Bilimleri öğretim programı belgesiyle de doğrulanmıştır. Isı alan ve ısı veren olayların listesi Bingöl Üniversitesi Genel Kimya ders sunumundan, plazmanın iyonlaşmış gaz olarak tanımı, kaynamanın buharlaşmanın en yoğun anı olduğu, sıcaklığın hal değişimi boyunca sabit kalması, karbondioksit örneği ve suyun kritik sıcaklık ile kritik basınç değerleri Evrim Ağacı hal değişimi yazısından alınmıştır. Ankara için aynı MEB modülünde 97,2 ve 96 derece olmak üzere iki farklı değer bulunduğundan tek bir kesin değer iddia edilmemiş, ikisi de yazılmıştır. Üçlü nokta, Kelvin değerleri, joule cinsinden ısı değerleri ve süblimleşme ısısı kaynaklarda bulunmadığından yazılmamıştır. Sayfa sağlık, beslenme veya ilaç bilgisi içermez.
Yorumlar (0)
Henüz yorum yok. İlk yorumu siz yapın.