MADDELERİN HAL DEĞİŞİMLERİ

Maddelerin katı halden sıvı ve gaz haline, gaz halinden katı hale geçmesi olayları. Erime, kaynama, yoğunlaşma ve donma noktaları. Isı - sıcaklık grafikleri.

Bu bölümde katı bir maddenin ısı alarak önce sıvı daha sonra gaz haline geçişi ve gaz halindeki bir maddenin ısı vererek önce sıvı daha sonra katı hale geçmesi olaylarını inceleyeceğiz.

Katı Halde Sıvı ve Gaz Haline Geçme Olayı

Erime, Kaynama ve Buharlaşma olayları

Katı haldeki bir maddeye ısı verilirse maddenin sıcaklığı artmaya başlar. Sıcaklık arttıkça maddeyi oluşturan taneciklerin kinetik enerjisi artar. Bu zaman aralığı grafikte I numaralı zaman aralığıdır. Bu aralıkta maddenin potansiyel enerjisinde değişme olmaz. Sıcaklık belli bir değere ulaştığında tanecikler arasındaki titreşim enerjisi bu tanecikleri birarada tutan kuvveti yenerek taneciklerin serbest kalmasını sağlar. Tanecikler kendilerini katı fazda tutan bağ enerjisini yenerek sıvı hale geçmeye başlarlar. 

 Her maddenin sıvı halde bulunabileceği bir sıcaklık değeri vardır. Maddenin tanecikleri arasındaki kinetik enerji belli bir değerde olunca o madde sıvı halde bulunabilmektedir. Su için bu değer 0 °C dir. Su 0 °C nin üzerinde sıvı halde bulunan bir maddedir. 

Bir katı erimeye başladığı andan, tamamen eriyip sıvı hale geçinceye kadar sıcaklığı yükselmez. Bu esnada verilen ısı katı taneciklerini birarada tutan bağların yıkımı için harcanmaktadır. Bu zaman aralığı II numaralı zaman dilimidir. Bu aralıkta maddenin kinetik enerjisinde değişme olmaz. Potansiyel enerjisi artar. Maddenin erime süresince yoğunluğunda değişiklik olmaz.

Erime Noktası

Katıların erimeye başladığı sıcaklık değerine Erime Noktası denir. Erime noktası her madde için farklıdır ve maddelerin ayırt edici özelliklerindendir.

Madde eriyerek tamamen sıvı hale geçince ısı verilmeye devam edilmesi halinde sıcaklığı yeniden yükselmeye başlar. Bu zaman aralığı III numaralı zaman aralığıdır. Bu dilimde taneciklerin kinetik enerjisi tekrar artmaya başlamıştır. Bu aralıkta maddenin potansiyel enerjisinde değişme olmazken, buhar basıncı artmaktadır.

Sıcaklık belli bir noktaya gelince taneciklerin kinetik enerjisi kendilerini sıvı halde tutan bağları da yenerek bağımsız hareket etmeye başlarlar. Artık tanecikleri birarada tutacak kuvvet bulunmaz. Maddeyi meydana getiren moleküller uzaya veya bulundukları kaba gelişigüzel biçimde dağılmaya başlar. Bu esnada maddeye verilen ısı sıvı molekülleri birarada tutan bağları koparmak için harcanmaktadır. Bu esnada sıcaklık değişimi olmaz. Bu zaman aralığı grafikte IV numara ile gösterilmiştir. Bu aralıkta kinetik enerjide değişme olmazken potansiyel enerji artmaktadır. Sıvının buhar basıncı ise değişmemektedir.

Kaynama Noktası

Maddelerin kaynamaya başladığı sıcaklık değerine o maddenin kaynama noktası denir. Kaynama noktası her madde için ayrıdır ve maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Madde tamamen buharlaşarak gaz haline geçtikten sonra ısı verilmeye devam edilirse sıcaklığı tekrar yükselir. Taneciklerin kinetik enerjisi artmaya devam eder. Bu olay grafikte V numara ile gösterilmiştir.

Maddelerin Gaz Halinden Sıvı ve Katı Hale Geçişi

Yoğunlaşma, Sıvılaşma ve Donma Olayları

Maddenin Gaz halinden sıvı ve katı hale geçişi, katı halden sıvı ve gaz haline geçiş olaylarının tersidir. Katı bir maddeyi tamamen buhar haline getirmek için ne kadar ısı verilmişse, buhar halinden katı hale getirmek için de aynı ısının alınması gerekir.

Gaz halindeki bir madde ısı kaybederse taneciklerinin kinetik enerjisi azalmaya başlar. Bu azalma devam ederse bir aradan sonra bağımsız hareket edemezler. Yoğunlaşmaya ve biraraya toplanmaya başlarlar. Isı kaybı devam ederse bu tanecikler arasında sıvı bağları oluşur ve madde sıvı hale geçmeye başlar.

Bu durum yukarıdaki grafikte I numara ile gösterilen bölümdür.

Maddeden ısı alınmaya devam edilirse madde sıvılaşmaya başlar. Sıvılaşma süresince sıcaklığında bir değişme olmaz. Bu olay yukarıdaki grafikte II numara ile gösterilmiştir. Madde gaz – sıvı karışımında heterojen görünümdedir. Bu aralıkta maddenin potansiyel enerjisi azalmaktadır.

Yoğunlaşma Noktası

Maddenin sıvılaşmaya başladığı sıcaklığa yoğunlaşma noktası denir. Bu sıcaklık kaynama noktasına eşittir.

Madde tamamen sıvı hale geçince ısı alınmaya devam edilirse sıcaklığı düşer. Sıcaklığı düşen maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi de azalır. Maddenin sıcaklığı belli bir değere düşünce moleküller birbirine yapışmaya başlar. Bu aralık III numara ile verilmiştir.

Madde katılaşmaya başlayınca, tamamen katılaşıncaya kadar sıcaklığında bir değişiklik olmaz. Bu esnada maddenin potansiyel enerjisi azalmaktadır. Bu olay grafikte IV numara ile gösterilen bölümdür.

Donma Noktası

Maddenin sıvı halden katı hale geçmeye başladığı sıcaklığa donma sıcaklığı denir. Bu sıcaklık erime sıcaklığına eşittir.

Madde tamamen katı hale geçince ısı kaybetmeye devam ederse sıcaklığı yeniden düşmeye başlar. Potansiyel enerjisinde değişiklik olmazken kinetik enerjisi azalır.

Bu durum yukarıdaki grafikte V numara ile gösterilmiştir.

SANATSAL BİLGİ

15/05/2017