MADDE VE DEĞİŞİM

MADDENİN HÂL DEĞİŞİMİ

Maddenin 3 fiziksel hali vardır. Bunlar katı, sıvı ve gazdır. Bu üç halde de madde aynı madde olmasına karşın görünüşü değişmiştir.

Maddeler sıcaklık değişimlerinden hal değiştirerek etkilenirler. Sıvı haldeki suyu yeterince soğutursak katıya (buza) dönüşür. Yine sıvı suyu kaynama sıcaklığına kadar ısıtırsak gaz haldeki suya yani buhara dönüştürmüş oluruz.

Madde hal değiştirirken kimliğini değiştirmez, sadece görüntüsü değişmiş olur. Buna fiziksel değişim denir. Bunu şuna benzetebiliriz;

Kıyafetlerimizi değiştirip yüzümüze maske taktığımızda arkadaşlarımız bizi tanımayabilir ama yine biz aynı kişiyizdir. Ya da 5A sınıftaki öğrencilerin oturma düzeni değiştirildiğinde sınıf 5B’ye dönüşmez, hala aynı sınıf olmaya devam eder.

ERİME

Maddenin katı halden sıvıya geçişidir. Bir katının erimesi için ısıtılması gerekir buna ısı alma denir. Erime olayı hayatın pek çok aşamasında karşımıza çıkar. Kışın yağan karların havanın ısınmasıyla eridiğini hepimiz biliriz. Doğada gördüğümüz erime olayının dışında teknolojide de erime bir yöntem olarak kullanılır. Demir, çelik gibi metaller yüksek ısıda eritilerek bıçak, kaşık gibi şekil verilmiş kalıplara dökülür. Kalıbın içinde soğuyan metal katılaşarak alet şeklini alır. (alçı kalıp çalışmasına benzetebilirsiniz)

DONMA

Maddenin sıvı halden katı hale geçişidir. Bir sıvı ısı vererek yani soğuyarak katı hale geçer.

BUHARLAŞMA

Maddenin sıvı halden gaz hale geçişidir. Buharlaşma için sıvının ısıtılması gerekir. Buna ısı alma denir.

Islak çamaşırların kuruması, açık alanda bırakılan su dolu bir kaptaki su seviyesinin zamanla azalması, yağmur sonrası caddelerin kuruması buharlaşma sayesinde gerçekleşir. Buharlaşmanın çok hızlı gerçekleşmesine kaynama denir.

YOĞUŞMA

Maddenin gaz halden sıvı hale geçişidir. Yoğuşma için gazın soğuması gerekir. Buna ısı verme de denir.

Kış aylarında pencere camlarının buğulanması, içinde soğuk su bulunan bardağın dışında damlacıklar oluşması, sabah saatlerinde yapraklar ve çimlerin üzerinde ıslaklıklar oluşması yoğuşma sayesinde olur.

SÜBLİMLEŞME

Maddenin katı halden gaz hale geçişidir. Süblimleşme için katının ısı alması gerekir.(ısınma)

Süblimleşmeye örnek olarak tuvaletlerde koku giderici olarak kullandığımız naftalini verebiliriz. Naftalin hiç erimeden zamanla azalır. Bu azalmanın nedeni buharlaşmadır. Naftalin sıvı hale geçmeden doğrudan gaz hale geçer.

Marketlerdeki dondurma dolaplarını açtığımızda buhar çıktığını görürüz. Bunun nedeni dolaptaki katı haldeki buzun birden ısı alarak gaz hale geçmesi yani süblimleşmesidir.

KIRAĞILAŞMA

Maddenin gaz halden katı haline geçmesidir. Kırağılaşma için maddenin aniden soğuması yani ısı vermesi gerekir.

Soğuk gecelerin sabahında otların üzerinde kar yağmış gibi beyazlıklar görülür. Bunlar kırağıdır. Havadaki gaz haldeki su buharı soğuk etkisiyle sıvılaşmadan donar ve katı hale geçer. Uçakların motorundan çıkan su buharının yükseklerdeki soğuk hava nedeniyle donması ve duman çıkıyor gibi görünmesi de aynı şekilde gerçekleşir.

Hal değişimi örnekleri

• Tereyağının ısıtılarak sıvı hale geçmesi = erime
• Suyun buzlukta katı hale geçmesi = donma
• Çaydanlıktaki suyun sıvıdan gaza geçmesi = buharlaşma
• Evdeki buharın soğuk havalarda camda sıvı hale geçmesi = yoğuşma
• Derin dondurucunun kapağı açıldığında buhar çıkması= süblimleşme
• Soğuk gecelerin sabahında araba camlarının donması = kırağılaşma

MADDENİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ

Saf bir maddenin diğer maddelerden ayrılmasını sağlayan özelliklere maddenin ayırt edici özellikleri denir. Parmak izimiz veya kimlik numaramız bizim kim olduğumuzu belirlemeyi sağlar. Maddelerin de kimliğini belirlemeyi sağlayan bazı özellikleri varır.

Kapta bulduğunuz bilmediğiniz bir sıvının ne olduğunu anlamaya çalıştığınızı düşünün. Tehlikeli olduğu için tadına bakamazsınız. Bu durumda ancak o maddeyi diğer maddelerden ayıran, ayırt edici bir özelliği incelemeniz gerekir.

Çok sayıda ayırt edici özellik vardır. Burada sadece 2 tanesi anlatılacaktır.

Erime – Donma Sıcaklığı

Saf bir maddenin erime ve donma sıcaklığı sabit bir sayıdır. Örneğin su 0 °C sıcaklıkta erir ve yine aynı sıcaklıkta donar. Kimliğini bilmediğimiz bir sıvının erime sıcaklığının 0 °C olduğunu belirlersek o sıvı kesinlikle sudur.

Erime ve kaynama noktasının aynı olması kafa karıştırabilir. İki olay birbirinin tersidir. Eğer madde soğuyarak o noktaya geliyorsa donma noktası denir. Isınarak geliyorsa erime noktası olarak adlandırılır. Bunu sınıfımızın kapısına benzetebiliriz. Bu kapı hem giriş kapısı hem de çıkış kapısıdır. Hareket yönümüze göre isim değiştirir.

Kaynama – Yoğuşma  Noktası

Kaynama ve yoğuşma noktaları da birbirinin tersidir. Bir sıvı kaynamaya başladığında fokurdar ve kabarcıklar çıkarır. Gözle yapılan inceleme yeterli olmayacağı için termometre kullanarak maddenin kaynama noktasında olup olmadığı belirlenebilir.

ISI VE SICAKLIK

Isı bir enerji türüdür. Güneş, ateş, elektrik sobası, kalorifer peteği, yanardağdan fışkıran lav gibi cisimler ısı enerjisi kaynaklarıdır. Isı bir enerji türüdür. Enerji başka cisimlere aktarılabilir. Örneğin Güneş’in sahip olduğu ısı enerjisi bize aktarılır. Bu sayede dünyamız ısınır.

Sıcaklık ise bir enerji değildir. Maddelerin ne kadar sıcak ve soğuk olduğunu belirtir. Sıcaklığın fazla olması ısının da fazla olacağı anlamına gelmez. Açıklarsak;

Mum elimizi yakacak kadar sıcaktır. Kalorifer peteğinin sıcaklığı ise çok azdır. Evimizi ısıtmak istediğimizde mum işe yaramaz ama petekler tüm odayı ısıtır. Kalorifer peteğinin sıcaklığı az olmasına karşın enerjisi fazladır. Bu enerjiyi odaya aktarır ve oda ısınır.

Isı ve Sıcaklık arasındaki farklar:

• Isı bir enerjidir, sıcaklık değildir.
• Isının birimi joule veya kaloridir, sıcaklığınki selsiyustur.
• Isı maddenin miktarına bağlıdır, sıcaklık değildir.
• Isı kalorimetreyle ölçülür, sıcaklık termometreyle.
• Isı başka maddelere aktarılabilir, sıcaklık aktarılamaz.

Isı Alışverişi

Isı bir enerji olduğu için alışverişi yapılabilir. Isı sıcaklığı fazla olan maddeden az olan maddeye doğru gerçekleşir. Eğer iki maddenin sıcaklığı aynıysa aralarında ısı alışverişi olmaz.

ISI, MADDELERİ ETKİLER

Sıcaklık değişiminin etkisiyle maddede çeşitli olaylar olur. Bunlardan en önemlileri genleşme ve büzülmedir.

GENLEŞME

Isınan maddelerin hacminin artmasıdır. Katı, sıvı ve gazlar ısıtıldıklarında genellikle hacim olarak büyürler.

Katılarda Genleşme: Yukarıdaki fotoğrafta bir tren yolunu görüyoruz. İlk yapıldığında düz olan bu yollar şimdi kıvrımlı ve kullanılamaz hale gelmiş. Bunun nedeni yaz aylarında uzayan rayların yerine sığamamasıdır. Bunu engellemek için tren rayları arasına boşluklar bırakılması gerekir.

Raylardakine benzer şekilde köprü uçlarında da boşluklar bırakılması gerekir. Geniş binalarda da aralarda boşluklar bırakılarak genleşmenin binayı çatlatması engellenir.

Katılarda genleşme örnekleri:

• Elektrik tellerinin yazın uzayarak yere sarkması.
• Açılmayan kavanoz kapaklarının sıcak suda genleşip bollaşarak açılması.
• Çinko çatısı olan evlerde güneşle ısınan çinkonun genleşirken çatırdaması.
• Yeni ısınan kalorifer peteği ve borularının genleşme etkisiyle ses çıkarması.
• Metal gözlük çerçevesinin yaz aylarında ısınması sonucu  çamın çerçeveden düşmesi

Sıvılarda Genleşme: Bir termometre ısıtıldığında içindeki sıvı genleşir. Bu da sıvı seviyesinin yükselmesini sağlar.

Gazlarda Genleşme: Gazların genleşme oranı katı ve sıvılara göre çok fazladır.

Gazlarda genleşme örnekleri:

• Sıcak suya konan balonun şişmesi.
• Sıcak hava balonunun uçması.
• Araba tekerleğinin sıcakta sertleşmesi.
• Kapağı kapalı tencerenin içindeki suyun buharlaşmasıyla kapağın oynaması

BÜZÜLME

Büzülme genleşmenin tersidir. Soğuyan maddelerin hacminin azalmasıdır.

Katılarda Büzülme: Kışın elektrik tellerinin kısalıp gerilmesi, soğukta kavanoz kapaklarının küçülüp sıkışması örnek olarak verilebilir.

Sıvılarda Büzülme: Soğukta termometre içindeki sıvının küçülerek derecenin alçalması örnek verilebilir.

Gazlarda Büzülme: Soğukta futbol topunun havasının inmesi örnek olarak verilebilir.