5. ÜNİTE: MADDENİN HÂLLERİ VE ISIKAZANIMLAR1.Isı ve sıcaklık ile ilgili olarak öğrenciler;1.1.Isının, sıcaklığı yüksek maddeden sıcaklığı düşük olan maddeye aktarılan enerji olduğunu belirtir.1.2.Aynı maddenin kütlesi büyük bir örneğini belirli bir sıcaklığa kadar ısıtmak için, kütlesi daha küçük olana göre, daha çok ısı gerektiğini keşfeder.1.3.Tek tek moleküllerin hareket enerjilerinin farklı olabileceğini ve çarpışmalarla değişeceğini fark eder.1.4.Sıcaklığı, moleküllerin ortalama hareket enerjisinin göstergesi şeklinde yorumlar 1.5.Bir kova kaynar su ve bir bardak kaynar suyun sıcaklıklarını ve kaynatmak için gerekli ısı miktarlarını tahmin ederek karşılaştırır 1.6.Bir kova soğuk su ve bir bardak ılık suyun sıcaklıklarını ve aldıkları ısı miktarlarını tahmin ederek karşılaştırır 1.7.Isı aktarım yönü ile sıcaklık arasında ilişki kurar 1.8.Sıvı termometrelerin nasıl yapıldığını keşfeder

2. Maddelerin aldığı/verdiği ısı ile sıcaklık değişimi arasında ilişki kurmak bakımından öğrenciler;2.1.Mekanik ve Elektrik enerjinin ısıya dönüştüğünü gösteren deneyler tasarlar 2.2.Maddelerin ısınmasının enerji almaları anlamına geldiğini belirtir.2.3.Suyun ve diğer maddelerin “öz ısı”larını tanımlar, sembolle gösterir.2.4.Farklı maddelerin öz ısılarının farklı olduğunu (öz ısının ayırt edici bir özellik olduğunu) belirtir.2.5.Suyun öz ısısını joule/gr C ve kalori/gr C belirtir.

3. Maddenin ısı alış-verişi ile hâl değişimlerini ilişkilendirmek bakımından öğrenciler;3.1.Gaz, sıvı ve katı maddelerde moleküllerin/atomların yakınlık derecesi, bağ sağlamlığı ve hareket özellikleri arasındaki ilişkiyi model veya resim üzerinde açıklar 3.2.Bağların, katılarda sıvılardakinden daha sağlam olduğu çıkarımını yapar 3.3.Gazlarda moleküller arasındaki bağların yok denecek kadar zayıf olduğunu belirtir.3.4.Erimenin ve buharlaşmanın ısı gerektirmesini, donmanın ve yoğuşmanın ısı açığa çıkarmasını bağların kopması ve oluşması temelinde açıklar 

4. Erime/donma ısısı ile ilgili olarak öğrenciler;4.1.Erimenin neden ısı gerektirdiğini açıklar; donma ısısı ile ilişkilendirir4.2.Farklı maddelerin erime ısılarını karşılaştırır 4.3.Belli kütledeki buzun, erime sıcaklığında, tamamen suya dönüşmesi için gerekli ısı miktarını hesaplar.4.4.Kapalı mekânların aşırı soğumasını önlemek için ortama su konulmasının yararını açıklar 4.5.Saf olmayan suyun donma noktasının, saf sudan daha düşük olduğunu fark eder.4.6.Buzlanmayı önlemek için başvurulan “tuzlama” işleminin hangi ilkeye dayandığını açıklar.

5. Buharlaşma ısısı ile ilgili olarak öğrenciler;5.1.Buharlaşmanın neden ısı gerektirdiğini açıklar; buharlaşma ısısını maddenin türü ile ilişkilendirir.5.2.Kütlesi belli suyun, kaynama sıcaklığında tamamen buhara dönüşmesi için gerekli ısı miktarını hesaplar.5.3.Buharlaşmanın soğutma amacı ile kullanılışına günlük hayattan örnekler verir 

6.Isınma/soğuma eğrileri ile ilgili olarak öğrenciler;6.1.Katı, sıvı ve buhar hâlleri kolay elde edilebilir (su gibi) maddeleri ısıtıp-soğutarak, sıcaklık-zaman grafiğe geçirir 6.2.Isınan-soğuyan maddelerin, sıcaklık-zaman grafiklerini yorumlar; hâl değişimleri ile ilişkilendirir 

ISI : Madde moleküllerinin kinetik enerjilerinin toplamıdır. (her bir atom ya da molekül, madde içinde değişik hızlarla hareket ederler.Bu nedenle moleküllerin kinetik enerjileri farklıdır.Isı miktarı maddenin kütlesi ile doğru orantılıdır. Sıcaklıkları farklı iki madde arasında aktarılan enerjiye ISI denir. Transfer edilen enerjinin adıdır da diyebiliriz.Isı kısaca bir enerji türüdür.Kilometre kabı ile ölçülür. “Q” ile gösterilir.

Birimi : Kalori (Cal) veya Joule (j) dür. 1 Cal = 4,18 j dür.

Q = m.c.t ( t2 – t1 )

Isı kavramının Kullanılması :Yemekler ısıtılsınDenizler karalardan daha erken ısınır.Isınan havanın yükselmesi ile rüzgar veya yağmur oluşur. ** Bir maddenin ısısı değil,maddenin aldığı veya verdiği ısı ölçülebilir.** Isının bir maddeden diğerine aktarımına ISI ALIŞVERİŞİ denir.

Kalorimetre kabı

SICAKLIK : Bir maddedeki moleküllerin ortalama kinetik enerjileri ile ilgili bir büyüklüktür.Bir maddeye ısı verilince moleküllerin hareketi hızlanır.Ve enerjisi yani sıcaklığı artar.Isı kaybeden maddelerin sıcaklığı azalır.

Sıcaklık enerji değil, enerjinin göstergesidir. Sıcaklık “t” harfi ile gösterilir.Termometre ile ölçülür.Birimi : °C (Selsiyus), 0F (Fahrenhayt), 0K (Kelvin) gibi değişir.Ancak alınıp verilen ısı termometre ile ölçülmez.Termometre 00C yi gösterdiğinde maddeyi oluşturan taneciklerin toplam hareket enerjisi sıfır ( 0) değildir.

Bir maddenin sıcaklığı maddenin cinsine ve miktarına bağlı değildir. Sıcaklık kavramının kullanılması :Bugün hava sıcaklığı 250CBu çay çok sıcakYaz aylarındaki yüksek hava sıcaklıkları orman yangınlarına neden oluyor.

Sıcaklık ile Hareket enerjisi arasındaki ilişki : Maddeler ısı aldığında maddeleri oluşturan tanecikler daha hızlı, ısı verdiğinde ise daha yavaş hareket eder. Madde ısıtıldığında maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki mesafe artar. Madde soğumaya başladığı zaman ise maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki mesafe azalırIsıtılan bir kaptaki su taneciklerinin hareket enerjileri su kaynayana kadar artar. Su Hal değiştirirken (kaynarken) sıcaklık değişmez.

Örnek : Aşağıda sıcaklıkları verilen su moleküllerinin ortalama hareket enerjileri arasındaki ilişki nedir?

Yanıt : Sıcaklığı büyük olan maddelerin ortalama hareket enerjileri de büyüktür.Buna göre ; B > A > C olur.

Termometre : Termometre taneciklerin hareketini tek tek ölçmez.Bir bütün olarak ölçtüğü için bu değer tanecikler için ortalama bir değer olarak kabul edilir.Maddeler arasındaki sıcaklık farkı, madde taneciklerinin sahip olduğu hareket enerjileri arasındaki farktır.Termometreler, maddelerin sıcaklığına bağlı olarak genleşme özelliğinden yararlanılarak geliştirilmiştir.

• Termometre sıcak bir maddeye daldırılınca ;

önce maddeden termometrenin camına, Sonra camdan içindeki sıvıya ısı enerjisi aktarılır. Isınan taneciklerin (ortalama hareket enerjisi) sıcaklığı artar. Ve aralarındaki uzaklık artar (Yoğunluğu azalır),sıvı yükselmeye başlar (Hacmi artar) Sıvı seviyesi,termometrenin daldırıldığı sıvının sıcaklığıdır.

• Termometre soğuk bir maddeye daldırılırsa ;

Termometre içindeki sıvıdan maddeye doğru bir ısı akışı olur. Termometre sıvısının taneciklerinin ortalama hareket enerjisi yani sıcaklığı azaldığı için (Soğuduğu için) Tanecikler arasındaki uzaklık azalır (Yoğunluk artar) ve sıvı seviyesi düşer (Hacmi azalır).

• Bir termometrenin ölçtüğü sıcaklık ; Termometrenin içindeki kaynama ve donma sıcaklıkları ile ilişkilidir.

Termometre 3 kısımdan oluşur ; Hazne : Sıvının konulduğu yerdirCam boru : Sıvının yükseldiği yerdir.Ölçekli Gösterge : Sıcaklık değerlerinin yazılı olduğu yerdir. 

Termometre Çeşitleri :

Örn : Fahrenhayt termometresinin 410F olarak gösterdiği sıcaklık kaç 0C dir ? C = F - 32 C = F – 32 = 41 – 32 = 9 = 90 = 50C 100 180 1,8 1,8 1,8 18

ISI VE SICAKLIK ARASINDAKİ FARKLAR :  ISI SICAKLIK Enerji türüdür. Enerji türü değildirMaddenin miktarına bağlıdır Maddenin miktarına bağlı değildirMaddenin cinsine bağlıdır Maddenin cinsine bağlı değildirKalorimetre kullanılarak hesaplanır. Termometre ile ölçülürÖlçüm sonucu yapılan Doğrudan ölçülür hesaplamalarla bulunur 

• Sıcaklık ve kütleleri farklı olan maddelerden kütlesi büyük olan maddenin sıcaklığı düşük olsa bile sahip olduğu toplam enerji daha büyük olabilir.

ISI ALIŞVERİŞİ : Sıcaklıkları farklı olan maddeler bir araya getirildiklerinde yüksek sıcaklıkta olandan düşük sıcaklıkta olana doğru bir enerji akışı gerçekleşir. Bu enerji ısıdır.Düşük ve yüksek sıcaklıktaki iki madde karıştırıldığında ;Yüksek sıcaklıktaki madde ısı kaybeder; Sıcaklığı Azalır,SOĞUR(ısı verir) Düşük sıcaklıktaki madde ısı kazanır ; Sıcaklığı Artar. (Isı alır )Isı alışverişi maddelerin son sıcaklığı eşit olana kadar devam eder.Maddelerin bulunduğu ortamla,dış ortam arasında yalıtım sağlandığında ;  Alınan Isı = Verilen Isı QAlınan = Q Verilen eşitliği oluşur.

Aynı sıcaklıktaki maddeler arasında ısı alışverişi olmaz.Isı alışverişi yapan maddelerin ulaştığı ortak sıcaklık değerine Denge Sıcaklığı denir.Bu cisimlerin ilk sıcaklıkları arasında bir değerdir. Örn : 1.madde 700C 2.madde 200C olsun. Denge sıcaklığı ; 700C >TDenge > 200C olur. 

Örn : a) A cismi = 00C b) X cismi =100C c) S cismi = 00C d) P cismi= 120C B cismi = 800C Y Cismi = 600C T cismi = 00C R cismi = 1200C Yukarıdaki maddelerden hangileri arasında ısı alışverişi olmaz ?

ISI – KÜTLE - SICAKLIK Madde miktarının sıcaklık değişimine etkisi : Kütleleri farklı olan aynı cins maddelerin İlk sıcaklıkları eşit olmasına rağmen özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısı enerjisi verilirse sıcaklık değişimleri farklı olur. Özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısıtılan aynı cins maddelerden kütlesi küçük olanın sıcaklık değişimi büyük olur. Yani kütlesi az olan daha önce kaynar.Örn : Özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısı enerjisi verilen sulardan bardaktaki suyun sıcaklığı, kovadaki suyun sıcaklığından fazla olur.

Kütleleri farklı, başlangıç sıcaklıkları aynı olan maddeleri belirli bir sıcaklığa kadar getirmek için kütlesi fazla olan maddenin daha uzun süre ısıtılması gerekir.

Bir maddenin kütlesi arttıkça o maddeyi belirli bir sıcaklığa çıkartmak için gerekenısı enerjisi de artar.

Her iki kapta da su moleküllerinin ortalama hareket enerjisi (sıcaklığı) birbirine eşit olduğunda ; 2.Kapta daha çok su molekülü olduğu için ; 2.Kaptaki su moleküllerinin toplam hareket enerjisi (Isı miktarı) 1.kaptakinden daha fazladır.Kısaca ; 2.kaptaki su,başka bir maddeye 1.kaptakinden daha fazla enerji aktarabilir. Örn: 2.kaptaki suda daha fazla buz eritilebilir.

500C 500C

Isı miktarının sıcaklık değişimine etkisi : Kütleleri aynı olan aynı cins maddelerden hangisi daha çok ısı enerjisi alıyorsa,sıcaklık değişimi de o kadar büyük olur. 

Maddenin cinsinin sıcaklık değişimine etkisi : Aynı kütleye sahip farklı tür sıvıları eşit süre ısıttığımızda sıcaklık değişimleri farklı olur.Özısısı küçük olan maddeler kolay ısınır ve erken soğur. Özısısı büyük olan maddeler zor ısınır ve geç soğur.

Özısı : 1 gram maddenin sıcaklığını 10C artırmak için gerekli olan ısı miktarına öz ısı denir.”C” ile gösterilir.Birimi Cal/g0C veya J/ g0C dir. 1 Calori (Cal) = 4,18 J (Joule) dür.Bütün maddelerin öz ısısı farklıdır. Öz ısı maddeler için ayırt edici bir özellik olup,madde miktarına bağlı değildir.Sadece maddenin cinsine bağlıdır.

Örnek : Bir maddeyi belli bir süre ısıttığımızda maddenin sıcaklığındaki artış hangisine bağlı değildir?

 a) Cinsi b) Kütlesi c) Isıtılma süresi d) İlk sıcaklığı

Örnek 2)

Şekildeki X ve Y kaplarında bulunan suların sıcaklıkları 150C dir.Kaplar özdeş ısıtıcılar ile eşit süre ısıtılıyor.Buna göre kaplardaki suların son sıcaklıkları nasıl olur? a ) 250C ve 300C b) 350C ve 350C c) 750C ve 500C d) 500C ve 750C

Sıcaklığı değişen maddeler için Isı- Sıcaklık Grafiği : Maddeler ısı aldıklarında sıcaklıkları artar,ısı verdiklerinde ise sıcaklıkları azalır. 

Örnek : İlk sıcaklıkları 100C olan eşit kütleli su ve alkol ısıtıldığında ; Her bir dakikada sıcaklıkları termometre ile ölçülerek aşağıdaki tablo oluşturulsun ;

Ölçüm sonuçları grafiklere aktarıldığında;Farklı maddelerin eşit kütlelerine, aynı ısı enerjisi verildiğinde sıcaklık değişimlerinin farklı olduğunu, Öz ısı değeri küçük olan maddenin sıcaklık değişiminin büyük ve sıcaklık eğrisinin daha dik olduğunu görebiliriz.

ISI ENERJİSİNİ ELDE ETME YOLLARI ( ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ ) : Bir çok enerji ısı enerjisine dönebilir ya da ısı enerjisi diğer enerji türlerine dönüşebilir.• Kibrit yakılırken kutuya sürtülür ; Mekanik Enerji (Hareket enerjisi) Isı enerjisine• Ellerimizi birbirine sürtersek ısınır ; Mekanik Enerji (Hareket enerjisi) Isı enerjisine• İki taş birbirine vurulursa bir süre sonra ısınırlar ; Mekanik Enerji (Hareket enerjisi) Isı enerjisine• Fren yapan arabanın lastikleri ısınır ; Mekanik Enerji (Hareket enerjisi) Isı enerjisine• Buz parçaları bir kavanoza konulup çalkalanırsa,erime başlar ; Mekanik Enerji (Hareket enerjisi) Isı enerjisine• Cisimlerin sürtündüğü ya da çarpıştığı durumlarda Mekanik enerji Isı enerjisine dönüşür.•

• Fırın Elektrik enerjisi Isı enerjisine dönüşür.• Ütü Elektrik enerjisi Isı enerjisine dönüşür.• Ekmek Kızartma Elektrik enerjisi Isı enerjisine dönüşür.• Elektrikli soba Elektrik enerjisi Isı enerjisine dönüşür.• Vantilatör Elektrik enerjisi Hareket enerjisine dönüşür.• Bulaşık Makinesi Elektrik enerjisi Isı ve Hareket enerjisine dönüşür. • Çamaşır Makinesi Elektrik enerjisi Isı ve Hareket enerjisine dönüşür. • Uzay boşluğundan gelen meteorlar atmosfere girdiklerinde sürtünme ile ısınır ve yanarak yok olur. Mekanik Enerji (Hareket enerjisi) Isı enerjisine• Elektrikli bir ısıtıcı,enerjisi yüksek dirençli tellerde Isı ve ışık enerjisine dönüşür.

Tüm elektrikli aletler üretilme amacı dışında ısınır. Gün boyu çalışan bilgisayarlar da ısınır. Açığa çıkan bu ısı enerjisi kayıp enerjidir. Çünkü bu ısı enerjisi kullanılmaz.

Öz ısı : Bir gram maddenin sıcaklığını 10C artırmak için gerekli ısı miktarına o maddenin öz ısısı denir.Birimi ; Cal / g0C veya ; J/ g0C dir. 1 Cal = 4,18 Joule’dür.Özısı “C” ile gösterilir.Öz ısı ayırt edici bir özelliktir.Her maddeye özeldir. Q = m.c.∆t Isı = Kütle.Özısı.Sıcaklık farkı  c= Q / m.∆t Özısı = Isı / kütle.sıcaklık farkı   ∆t = Q / m.c Sıcaklık farkı = Isı / Kütle.özısı formülleri ile hesaplanır.

İlk sıcaklıkları eşit olan, eşit kütleli sıvıları, özdeş ısıtıcılarla, eşit sürede ısıtırsak; sıvı sıcaklıklarının farklı olduğunu gözlemleriz. Zira ; Maddenin türleri farklıdır. Bir maddenin sıcaklığındaki artış; madde miktarına bağlı olduğu gibi, maddenin türüne de bağlıdır.

• Yüksek bir engelden atlamak nasıl zorsa yüksek öz ısısı olanı ısıtmak da zordur.

Tavanın metal kısmının yemekleri iyi pişirmesi için kolayca ısınması gerekir. Tava sapının ise elimizi yakmaması için geç ısınması gereklidir. Bunun için tavanın metalinin öz ısısı düşük, sapının öz ısısı yüksektir.

Örnek : Bir maddeyi belli bir süre ısıttığımızda maddenin sıcaklığındaki artış hangisine bağlı değildir?

A) Cinsi B) Kütlesi C) Isıtılma süresi D) İlk Sıcaklığı

Örnek : Madde İlk Sıcaklık Son Sıcaklık K 15 45 L 15 55 M 15 25

verilen maddelerin ;

a) Sıcaklık artışlarını b) Kütlelerini sıralayınız.

MADDENİN HALLERİ ve ISI ALIŞVERİŞİ Maddeler doğada katı,sıvı ve gaz olmak üzere 3 halde bulunur.Maddenin farklı hallerinde ;• Birbirine yakınlığı• Hızı• Aralarındaki çekim etkileri değişebilir.Tanecik yapısında bir değişiklik olmaz.

Süblimleşme :Bazı katı maddelerin sıvı hale geçmeden doğrudan gaz haline geçmesine süblimleşme denir. Örnek olarak Naftalin ve ernet verilebilir. 

KATI SIVI GAZ

Katılar : Tanecikler arasında çekim kuvveti çok büyüktür.Tanecikler arasında uzaklık en azdırTanecikler sıkı dizilidir.Tanecikler titreşim hareketi yaparlar.Belli bir şekli vardır. Sıvılar :Tanecikler arasında çekim kuvveti katılardan daha azdırTanecikler arasında uzaklık biraz fazladırHem öteleme hem de titreşim hareketi yaparlarTanecikler birbirinin üzerinden kayabilir.Sıvıların belli bir hacmi vardır,ama belli bir şekli yoktur.Gazlar :Tanecikler arasında çekim kuvveti çok çok azdır.Tanecikler arasında uzaklık çok fazladırTanecikler çok büyük hızlarla serbestçe hareket ederler.Hem titreşim,hem de öteleme hareketi yaparlar.Belirli bir hacimleri ve şekilleri yoktur.

ERİME : Maddenin katı halden sıvı hale geçmesine ERİME denir. Katı maddeler erirken çevreden ısı alır.Aldıkları bu ısı enerjisi maddenin tanecikleri arasındaki çekim kuvvetini zayıflatır ve madde sıvı hale geçer.Erimenin başladığı sıcaklığa erime sıcaklığı denir. Örn : Buzun erime sıcaklığı : 00Cdir

Erime Isısı ; Erime sıcaklığındaki 1 gram maddenin katı halden sıvı hale dönüşmesi için gerekli olan ısı miktarına erime ısısı denir. Le ile gösterilir. Birimi ; J/g veya Cal/g ‘ dır. Erime ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Her saf maddenin erime ısısı birbirinden farklıdır. Çünkü bu maddelerin tanecikleri arasındaki çekim kuvveti birbirinden farklıdır.

Katı bir maddenin 1 gramının sıvı hale geçmesi için de farklı miktarlarda ısı enerjisi verilmesi gerekir.1 cal =4,18 J olduğuna göre Buz için ; Le= 334,4 J = 80 cal/g olur. Q = m. Le Madde miktarı ile gerekli olan ısı enerjisi doğru orantılıdır. Q : Erime sıcaklığında olan m gram katı maddenin erimesi için gerekli olanısı enerjisi miktarı (J veya Cal)m:Eriyen katı maddenin kütlesi (g)Le :Erime ısısı (J/g veya cal/g)0°C deki buz için erime ısısı: 80 Cal/g

Q = m. Le

Örnek 1: 00C’taki 50 g buz parçasının tamamen erimesi için buza vermemiz gereken ısı kaç Joule’ dür? (Le=80 Cal/g) Çözüm: m = 50 g Q = m. Le

Le=80 Cal/g Q = 50 g . 80 Cal/g Q = ? Q = 4000 Cal 

DONMA :Maddenin sıvı halden katı hale geçmesine DONMA denir. Madde donarken etrafa ısı verir.Sıvı haldeki bir madde ısı vererek katılaşmaya başladığı sıcaklığa DONMA SICAKLIĞI denir. Örn : Suyun donma sıcaklığı : 00Cdir Q = m. Ld Donma Isısı : Donma sıcaklığındaki 1 gram saf sıvının katı hale dönüşmesi için çevreye verdiği ısı miktarına donma ısısı denir. Donma ısısı Ld ile gösterilir. Birimi ; J/g veya Cal/g ‘ dır. Donma ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.Q: Donma sıcaklığındaki m gram sıvının donması esnasında verdiği ısı enerjisi (J veya cal)m: Donan sıvının kütlesi (g)Ld : Donma ısısı (J/g veya cal/g)

Q = m. Ld

Örnek 1: Donma sıcaklığındaki 400 gram su donarken çevreye 3200 J enerji veriyor.Buna göre kaptaki buzun kütlesini bulunuz. (Ld = 80Cal/g)Çözüm: Q = m. Ld 3200 = m.80 m = 3200 / 80 m =40 gram buz oluşur. Saf maddelerin erime sıcaklıkları ile donma sıcaklıkları aynıdır ve erime ısıları ile donma ısıları birbirine eşittir.

Le = Ld

00C 00C

Le = Ld = 80 Cal/g

Katı bir madde sıvı hale geçerken dışarıdan ısı alır.Yağan kar erimeye başladığı zaman havanın biraz daha soğuduğunu hissederiz.Çünkü kar erirken çevreden ısı alır. 

Sıvı bir madde donarken dışarıya ısı verir. Su damlaları kar haline dönüşürken çevreye ısı verir. Bu yüzden kar yağarken ortam ısınırSu donarken çevresine ısı verir ve besinlerin donması engellenir.Bu yüzden kışları soğuk geçen bölgelerde,meyve ve sebze depolarının aşırı soğumasını önlemek için o mekana su dolu kaplar konulur.Su dolu kaplar,meyve ve sebzelerin donmasını geciktirir veya engeller.

BUHARLAŞMA : Maddelerin sıvı halden gaz hale geçmesine BUHARLAŞMA denir.Madde ısı aldığı için ortam soğur.Tanecikler arasındaki çekim kuvveti yok denecek kadar azdır.Ve serbestçe her yönde dolaşır.Buharlaşma Isısı : Kaynama sıcaklığındaki 1 gram saf sıvıyı gaz hale getirmek için gerekli ısıya BUHARLAŞMA ISISI denir. LB ile gösterilir. Buharlaşma ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.Q: Buharlaşma sıcaklığındaki m gram sıvının buharlaşması esnasında aldığı ısı enerjisi (J veya cal)m:Buharlaşan sıvının kütlesi (g) Lb :Buharlaşma ısısı (J/g veya cal/g)(100°C de su için buharlaşma ısısı Lb = 540Cal/g)

Q = m. Lb

Buharlaşma her sıcaklıkta olur, yüzeyin artması buharlaşma hızını artırır. Buharlaşma ayırt edici bir özelliktir.

YOĞUNLAŞMA : Maddelerin gaz halden sıvı hale geçmesine denir.Madde ısı verdiği için ortam ısınır.Yoğunlaşma Isısı :Yoğuşma sıcaklığındaki 1 gram gazın ,sıvı hale geçmesi sırasında verdiği ısıya yoğunlaşma ısısı denir. Ly ile gösterilir.Yoğunlaşma ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.Q :Yoğunlaşma sıcaklığındaki m gram sıvının buharlaşması esnasında aldığı ısı enerjisi (J veya cal)M :Yoğunlaşan sıvının kütlesi (g) Ly :Yoğunlaşma ısısı (J/g veya cal/g) (Ly = 540Cal/g)

Q = m. Ly

Sıvıların gaz haline geçtiği sıcaklığa kaynama sıcaklığı ya da kaynama noktası denir.

Gazların sıvı hale geçtikleri sıcaklığa yoğunlaşma sıcaklığı ya da yoğunlaşma noktası denir.

Kaynama noktası = Yoğunlaşma noktası (Saf maddelerin buharlaşma ve yoğunlaşma sıcaklıkları aynıdır ve buharlaşma ısıları ile yoğunlaşma ısıları birbirine eşittir.)

Buzun erime ısısı Le = 80 cal/g, Buharlaşma ısısı Lb = 540 cal/g dır.

Dolayısıyla 0 °C deki 1 gram buzu eritmek için 80 kalorilik ısı gerekirken, 100 °C deki 1 gram suyu gaz haline geçirmek için 540 kalori gerekir.

Lb = Ly

1000C 1000C

Isı alan ve Isı veren Olaylar

Islak çamaşırların kuruması buharlaşma olayıdır. ( Isı alan) Yağmurun yağması Yoğunlaşma Sıcak ortamda soğuk gazoz bardaklarının dışında su damlacıklarının oluşması Yoğunlaşma ( Isı veren ) Kışın gölerin buz tutması Donma ( Isı veren ) Yağmurdan sonra yolların kuruması Buharlaşma ( Isı alan) Naftalinin katı halden gaz hale geçmesi Süblimleşme Kışları meyve ve sebze depolarına su konulmasıSu donarken çevreye ısı verir,meyve ve sebzelerin donması gecikir.

Karpuzun kesilerek güneş altında tutulması karpuzun soğumasına neden olur.Karpuzun içindeki su buharlaşmak için çevresinden ısı alır,karpuz ısı alır.Buharlaşma Ele kolonya sürüldüğünde serinletmesi buharlaşma ile vücuttan ısı almasıdır.-->Buharlaşma Güneş ışığına bırakılan su dolu testinin içindeki suyun uzun süre soğuk kalması, toprak testinin gözenekleri arasındaki su moleküllerinin buharlaşarak testi içindeki suyun ısısını almasındandır. Su soğuk kalmış olur Buharlaşma

ISINMA EĞRİSİ :

Isıtılan Saf Bir Maddenin Hal Değişim Grafiği

I. BölgeKatı haldeki maddeye verilen ısı, maddenin sıcaklığını arttırır. Katı maddenin kinetik enerjisini yani sıcaklığını artırır.Q = m.c.∆t den ;Q1 = m.c (t2 – t1)m =Cismin kütlesi (g)ck= Cismin katı haldeki özısısıdır. (cal/g°C) II. BölgeBu bölgede katı maddeye verilen ısı, moleküller arasındaki bağın gevşemesine yani katı halden sıvı hale geçmeye harcanır. Maddenin potansiyel enerjisi artmaktadır.Maddenin sıcaklığı bu bölgede sabittir.T2= Erime noktasıdır.(Maddenin Hal Değişim noktası) Katı halden sıvı hale geçen maddeler için gerekli ısı, Q = m.Le Q2 – Q1 = m.Lem = Sıvıya dönüşen kütle (g)Le = Erime ısısı (cal/g) 

III. BölgeBu bölgede sıvı maddeye verilen ısı miktarı sıvının kinetik enerjisini yani sıcaklığını artırır. Q = m.c.∆tQ3 – Q2 = m. Csıvı . (T3 – T2)csıvı = Cismin sıvı haldeki özısı (cal/g°C)m= Maddenin kütlesi (g)

IV. BölgeBu bölgede sıvı maddeye verilen ısı, moleküller arasındaki bağın koparılması, sıvı halden gaz hale geçmeye yani maddenin potansiyel enerjisini arttırmaya harcanır. (Maddenin Hal Değişim noktası)Maddenin sıcaklığı bu bölgede sabittir. T3= Kaynama sıcaklığıSıvı halden gaz hale geçen maddeler için gerekli ısı miktarı , Q = mLb

Q4 – Q3 = mLb

m= Gaz hale geçen kütleLb = Buharlaşma ısısı (cal/g)

V. BölgeIsıtılan maddenin tümü gaz haline geçtikten sonra verilen ısı miktarı gazın (buharın) sıcaklığını artırır.Q = m.c .∆tQ5 – Q4 = m. cgaz.(T4 – T3)cgaz = Cismin gaz haldeki özısısı (cal/g°C)m= Maddenin kütlesidir. (g) Isınma Grafiğinde Hal Değişim Aralıkları :

A Madde erime sıcaklığında (T2) katıdır.B Madde donma sıcaklığında (T2) sıvıdır.C Madde kaynama sıcaklığında (T3) sıvıdır.D Madde yoğunlaşma sıcaklığında (T3) gazdır.

SOĞUMA EĞRİSİ :

Kaynama ve Yoğunlaşma Sıcaklığına Etki Eden Faktörler1. Basıncın EtkisiAçık hava basıncının yüksek olduğu yerlerde kaynama noktası yüksek,

düşükolduğu yerlerde kaynama noktası düşüktür.Yükseklere çıkıldıkça atmosfer basıncı azalacağından kaynama daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşir.

2. Safsızlığın EtkisiSaf maddelerin içine yabancı madde atıldığında kaynama sıcaklığı değişir. Örneğin suya tuz atıldığında kaynama noktası yükselir.Donma noktası düşer.

Safsızlığın günlük yaşamdaki kullanım alanları :

• Kışın yolların tuzlanması :Yollardaki buzlanmayı önler. Tuz suyun donma sıcaklığını 00C den -150C ye kadar düşürebilir.

• Araba radyatörlerindeki suya antrifiz atılması : Radyatördeki suyun donmasını önler.Antrifiz suyun donma noktasını düşürür.

• Kışın uçak pistlerinin alkol ile yıkanması : Pistlerin buzlanmasını önler.Alkolün donma noktası sudan düşük olduğu için pistin buzlanma olasılığı azalır.

HAL DEĞİŞİMİ İLE İLGİLİ ÇÖZÜMLÜ SORULAR

Örnek :1- Sıcaklığı –10 °C olan 150 gr buza düzenli olarak ısı enerjisi veriliyor. Buzu tamamen buhar haline getirmek için kaç kalorilik ısı enerjisine ihtiyacı vardır? ( C buz = 0,5 cal / g °C , C su = 1 cal / g °C , L erime = 80 cal / g , L buhar = 540 cal / g )

I               Q1 = m. Cbuz . .∆t    Q1 =150 . 0,50 . (0 + 10 ) Q1 = 750 cal  II               Q2 = m . Le  Q2=150 . 80   Q2 = 12.000 cal III              Q3 = m . Csu .  t2  Q3 = 150.1.100 Q3 =15000 Cal  IV Q4 = m . Lb

Q4 = 150. 540 Q4 = 81000 Cal QToplam = Q1 + Q2 + Q3 = 750 + 12000 + 15000 +81000 = 108750 Cal olur.

Örnek : 2- Sıcaklığı –5 °C olan 50 gr buzun üzerine 100 gr su döküldüğünde son sıcaklık 10 °C olmaktadır. Suyun ilk sıcaklığı kaç °C dir? (Lb = 80 cal / g; csu = 1 cal / g °C; sistem ısıca yalıtılmıştır.)

Çözüm : Q1 + Q2 (Buzun tamamen erimesi için gerekli olan ısı miktarı)Q1 + Q2 + Q3  = Q4

50 . 0,5 . 5 + 50 . 80 + 50 . 1 . 10 = 100 . 1 (t –10)125 + 4000 + 500 = 100 t – 10004625 + 1000 = 100 t5625 = 100 tt = 56,25 °C dir.

Isı Sığası : Bir maddenin kütlesi ile özısının çarpımına ısı sığası denir. Kütleye bağlı olduğu için ayırt edici bir özellik değildir. ile gösterilir

Birbiri ile etkileşime girecek maddelerin ısı sığaları eşit ise ;

Ayrıca ;Sıcaklıkları t1 ve t2 olan aynı türden maddeler EŞİT KÜTLE ya da EŞİT HACİMDE karıştırılırsa, Denge sıcaklığı Aritmetik ortalama alınarak hesaplanır.

Örn; eşit kütleli iki madde karışıma katılmış ise ;Bağıntısı ile hesaplanır.

Örnek :Sıcaklıkları 100C, 300C ve 800C olan sulardan eşit hacimde alınıp karıştırılırsa Tdenge kaç olur ?Çözüm :  

Aynı cins sıvılar farklı miktarlarda karıştırılırsa, karışımın denge sıcaklığı, kütlece fazla olan sıvının sıcaklığına daha yakın olur Farklı sıvılar farklı miktarlarda karıştırırsa, denge sıcaklığı ısı sığası (Kütlesi ve özısısının çarpımı) fazla olan sıvının sıcaklığına daha yakın olur Aynı ortama konulan ve ısı alışverişi yaptıklarında hal değiştirmeyen n tane maddenin denge sıcaklığı ;

formülü ile bulunur.

Örnek : Aynı anda açılan eşit debili K ve L musluklarından sırasıyla 40 °C ve 60 °C de sular akmaktadır. X kabı tamamen dolduğunda; P musluğu açılıp K ve L kapatılıyor. P musluğundan akan su içinde 30 °C de yarısına kadar suyla dolu Y kabını tamamen doldurduktan sonra kapatılıyor. Buna göre, son durumda X ve Y kaplarındaki suların sıcaklıkları kaç °C olur?Çözüm : K ve L musluklarının eşit debili su akıtmaları demek aynı sürede aynı miktarda sıvı aktığıdır. Öyleyse ;

den Olur.

Bu 50 °C lık su 30 °C lık suyun üzerine akıtıldığında bu iki suyunda hacimleri eşit olacağından; olur. 

Birimler ve Çevirmeler :

Kaynama ve donmayı geciktirme :

Saf suya tuz ekleyerek saflığı bozulur. Donma noktası 00C nin altına düşer,kaynama noktası1000C nin üzerine çıkar.Kışın buzlanmayı önlemek için tuz serpilir. Dondurucu soğuğa rağmen deniz ve okyanus suları donmaz.Çünkü,hem su kütlesi çok büyüktür,hem de tuzludur.Fakat göllerde su tatlıdır.Hava 00C nin altına düşünce göl ve nehir suları donar  Birden fazla sıvıdan oluşan çözeltiyi kaynattığımızda önce kaynama noktası en küçük olan buharlaşır, Sonra kaynama sıcaklıklarına göre (küçükten büyüğe doğru) sırayla diğerleri buharlaşır.Kaptaki sıvılardan biri kaynarken diğerlerinin sıcaklıkları sabit kalır,değişmez.

1.) Teog /2014

Çıkmış Sorular :2 .) Teog /2014

3 .) Teog /2014 – 2.dönem 4 .) Teog /2014 – 2.dönem

5.) Teog /2014 – 2.dönem

6.) Teog /2014 – 2.dönem

7.) Teog /2014 – 2.dönem

8.) SBS / 2011

9 .) SBS/2011 10.) SBS/2011

11.) SBS/2012 12 .) SBS/2012

13.) SBS /2011 14.) SBS/2010

15.) SBS /2011 16.) SBS /2008