MADDENİ DEĞİŞİMİ VE TANINMASI
A. SU HALDEN HALE GİRER
Yağmur
1- Deniz, göl ve akarsularda bulunan su, Güneş'in etkisiyle buharlaşır.
2- Göğe yükselen su buharı atmosferde soğuk hava tabakasına rastlayınca küçük su damlacıklarına dönüşür. Su damlacıkları bulutları oluşturur.
3- Bulutların içinde bulunduğu hava soğursa binlerce damlacık birleşerek su damlalarını oluşturur. Gittikçe su damlaları büyür, ağırlaşır ve yağmur olarak yeryüzüne iner.
Kar
Bulutların içinde bulunduğu hava çok soğuk olursa küçük su tanecikleri, su damlacıklarını oluşturamadan donar. Buz kristallerine dönüşür. Bulutlardaki su damlacıkları buz kristallerine değdiğinde donar ve diğer taneciklerle birleşerek büyür. Ağırlaşan damlacıklar bulut tarafından tutulamaz ve kar olarak yeryüzüne iner.
Dolu
Bulutlarda oluşan su damlacıkları çok soğuk havalarda donarak rüzgârın etkisiyle bulut içinde hareket eder. Gittikçe büyüyerek ağırlaşır ve dolu olarak yeryüzüne iner.
Not: Bulutların bulunduğu bölgedeki hava sıcaklığına bağlı olarak su damlacıkları yağmur, karya da dolu olarak yeryüzüne iner.
Sis
Nemli havadaki su buharı, yeryüzüne yakın yerlerde küçük su damlacıklarına dönüşür. Bu küçük su damlacıkları, bazı günler gözlemlediğimiz sis olayını meydana getirir. Sisle birlikte çiy de görülür. Havadaki nem soğuk yüzeylere çarptığında su damlacıklarına dönüşerek çiyi oluşturur. Çok soğuk havalarda su damlacıkları donarak kırağıyı oluşturur.
Not: Su, doğada su buharı, su damlacıkları ve buz kristalleri biçiminde bulunur.
Su Döngüsü
Yeryüzü suları, Güneş'in etkisiyle buharlaşarak yükselir ve bulutları oluşturur. Bulutlardaki su damlacıkları havanın sıcaklığına göre yağmur, kar ya da dolu olarak tekrar yeryüzüne iner. Suyun hâl değiştirerek yeryüzü ile atmosfer arasındaki bu dolanımına su döngüsü denir.
Yeryüzünden buharlaşan su, yağışlarla geri döner. Bu sayede doğadaki su dengesi korunur. Toprağa sızan suların bir kısmı yer altı sularına karışır.
Suyun buharlaşması ve yağışlarla geri dönmesi mevsimlere göre değişiklik gösterir. Yaz mevsimlerinde buharlaşma fazla olduğu için yüzey sularındaki su miktarı azalır.
Bahar mevsiminde ise karların erimesi ve yağmurların çok yağmasıyla akarsular ve akarsuların döküldüğü deniz ve göllerin su seviyeleri yükselir.
Su döngüsünün gerçekleşmesini sağlayan enerji Güneş'ten gelir. Erinç'in yaptığı deneyde kullandığı ispirto ocağının Güneş'i temsil ettiğini hatırlayalım. Su döngüsünün gerçekleşmesi için buharlaşmanın meydana gelmesi gerekir. Güneş, yeryüzündeki suyu buharlaştırarak su döngüsünün devamını sağlar.
Temel Isı Kaynağımız
Güneş, yeryüzünün ısı ve ışık kaynağıdır. Yağmur, kar, dolu, rüzgâr vb. hava olayları Güneş'in ısı etkisiyle gerçekleşir.
Evleri, iş yerlerini ısıtmak için kullandığımız kömür, fuel-oil vb. yakıtlar, taşıtların çalışmasını sağlayan petrol ürünleri Güneş'in etkisiyle oluşmuştur. Biz bu maddelerde depolanmış Güneş enerjisini kullanırız.
Yel değirmenlerinde, barajlarda elektrik üretilmesini sağlayan enerjilerin kaynağı da Güneş'tir.
Bitkiler, güneş ışığını kullanarak besin üretir. Vücudumuz için gerekli olan enerjiyi besinlerden alırız. Dolayısıyla yediğimiz bu besinlerdeki enerjinin kaynağı da Güneş'tir.
Yeryüzündeki bütün enerjilerin kaynağı Güneş'tir.
Güneş Enerjisi Yeryüzüne Nasıl Ulaşır ?
Ayşe, aynı büyüklükteki cam bardaklara eşit miktarda su koydu. Bardakların içine birer termometre koyarak bardakları bahçedeki masanın üzerine yerleştirdi. Bardaklardan birini bir tahta kutunun gölgesine, diğerini ise güneş gören bir yere koydu. II. bardaktaki termometreyi beyaz bir kâğıtla kaplayarak Güneş'in ısısından korudu. Bir süre sonra II. bardaktaki termometrenin sıcaklığının arttığını gözlemledi. Güneş ışınları bardaktaki suyu ısıtmıştı. I. bardaktaki termometrenin sıcaklığında ise önemli bir değişiklik olmadı.
Bu olay gösteriyor ki Güneş yeryüzünü ışınlarla ısıtır. Güneş ışınları ulaşan maddeler ısınır. Güneş enerjisi, ısı enerjisine dönüşerek Dünya'mızı ısıtır.
Güneş Enerjisinden Nasıl Yararlanırız?
Birçok enerjinin kaynağı olan Güneş'in enerjisi, etrafa ışınlarla yayılır. Güneş'in yaydığı enerjinin çok az bir kısmı Dünya'mıza ulaşır.
Güneş ışınları her cisimde farklı ısınma meydana getirir. Koyu renkli cisimler, açık renkli cisimlerden daha çok ısınır.
Rafet, aynı büyüklükteki kutulardan birini siyah, diğerini beyaz renkli kâğıtla kapladı. Kutuları delerek ikisine de birer termometre koydu. Kutuları güneş alan bir yere yerleştirdi. Termometrelerin güneş ışınlarıyla ısınmasını önlemek için üzerlerine kupa geçirdi. Bir süre bekleyip termometrelerin sıcaklığını incelediğinde siyah kutudaki termometrenin daha çok ısındığını gördü.
Bu nedenle kışın koyu, yazın açık renkli giysiler giyeriz. Koyu renkler güneş ışınlarını emer ve bizi daha çok ısıtır.
Güneş ışınları, yeryüzüne ulaştığında toprağı ve suyu ısıtır. Toprak ve su da etrafındaki havayı ısıtır. Hava bulutluyken de güneş ışınları yeryüzünü ısıtır ancak bulutlar ışınların yere ulaşmasını engeller.
Günümüzde güneş enerjisinden yararlanmak için birçok yöntem geliştirilmiştir.
Güneş enerjisinden çoğunlukla ısıtma amacı ile yararlanılır. Ülkemizde de çok yaygın kullanılangüneş panelleri güneş ışınlarıyla ısıyı toplar. En çok sıcak su elde etmek için kullanılır. Bu düzeneklerde olduğu gibi güneş enerjisi ısı enerjisine dönüşür.
Güneş enerjisinden elektrik elde etmek için kullanılan güneş pilleri birçok Ol cihazın çalıştırılmasında ucuz enerji sağlar. Hesap makinesi, saat, fotoğraf makinesi ve uzay araçlarında güneş pilleri kullanılır.
Güney Amerika'da yiyeceklerin pişirilmesinde güneş fırınları kullanılır. Güneş enerjisi, ısı enerjisine dönüştüğü için ısınan fırında yiyecekler pişer.
B. ISI VE SICAKLIK
Isınma ve Soğuma
Çorba servisi için masaya koyduğumuz kâseyi rahatlıkla tutarız. Kâseye kaynamakta V olan tencereden çorba koyduğumuzda kâseyi tutamayız. Kâse sıcak çorbanın etkisiyle ısınır. Bir süre beklediğimizde çorbanın soğuduğunu fark ederiz.
Farklı sıcaklıktaki iki madde birbirine temas ettiğinde sıcaklığı yüksek olan soğur, düşük olan ise ısınır.
Buzdolabından çıkardığımız soğuk suyu bardağa doldurduğumuzda bardağın soğuduğunu dokunarak anlayabiliriz. Bir süre sonra su da ısınmaya başlar. Su bardaktan ve ortamdan ısı aldığı için ısınmıştır.
Isı Alışverişi Nasıl Gerçekleşir?
Umut, içmek için ısıttığı süt çok ısınınca soğutmak istedi. Bunun için sıcak süt olan bardağı soğuksu dolu kabın içine yerleştirdi. Bir süre sonra sütün soğuduğunu, kaptaki suyun ısındığını fark etti.
Çünkü süt ısı verdiği için soğumuş, su da ısı aldığı için ısınmıştır. Sıcaklıkları farklı bu iki madde arasında ısı alışverişi olmuştur.
Umut ısı alışverişini daha iyi anlamak için bir deney yapmaya karar verir. Bir bardağa buz doldurarak içinde musluk suyu bulunan kabın içine koyar. Bardağa ve kaba birer termometre yerleştirerek sıcaklıklarını ölçer.
- Buz dolu bardağın sıcaklığı, kaptaki suyun sıcaklığından düşüktür.
- Bir süre sonra bardaktaki termometrede sıcaklık yükselirken kaptakinin sıcaklığı düşmektedir.
- Soğuk olan ısı almakta, sıcak olan ısı vermektedir.
- Isı akışı, sıcaktan soğuğa doğru olmaktadır,
- Her iki termometrenin sıcaklığı eşit duruma gelmiştir. Demek ki ısı alışverişi tamamlanmıştır.
- Isı alışverişi maddelerin sıcaklıkları eşitlenene kadar sürer.
Hangi Durumda Daha Çok Isınır?
Meliha ile Yahya, eşit miktardaki sıvıların ısıtıldığı süre ile sıcaklık artışı arasında bir ilişki olup olmadığını anlamak için bir deney yaptılar.
Eşit büyüklükte iki behere üç yüzer mililitre su koydular. Beherleri iki ayrı ispirto ocağında ısıttılar.
Yahya suyu 3 dakika,
Meliha ise 10 dakika ısıttı. Meliha'nın ısıttığı suyun sıcaklığı, diğerinden fazlaydı.
Not: Uzun süre ısıtılan maddeler daha çok ısı alır. Daha çok ısı alan maddelerin sıcaklıkları da daha çok artar
Sütü sıcak olmasını istediğimizde daha çok ısıtırız.
Isı ve Sıcaklık Farklıdır
Suna, bir çaydanlık ve cezveyi su ile doldurdu. Bunları ocağın aynı miktarda ısı veren bölümlerine koyarak 5 dakika ısıttı. Çaydanlığın ve cezvenin sıcaklıklarını ölçtüğünde cezvedeki suyun sıcaklığının daha yüksek olduğunu gördü.
Eşit miktarda ısı almalarına rağmen miktarı az olan sıvının sıcaklık artışı daha fazla oldu. Buradan anlıyoruz ki ısı ve sıcaklık farklı kavramlardır.
Aynı büyüklükteki iki bardağa eşit miktarda buz koyalım. Bardaklardan birine yarısına kadar sıcak su koyalım. Her iki bardağa da konulan suyun sıcaklığı eşit olmasına rağmen çok su konulan kaptaki buzlar daha çabuk erir. Bardaklara konulan suların sıcaklıkları eşit, ısıları farklıdır. Miktarı çok olan suyun enerjisi fazla olduğu için ısısı fazladır.
Not: Isı bir enerji türüdür. Sıcaklık termometre ile ölçülen değerdir. Bir bardak suyun ısı enerjisi vardır. Termometre kullanarak bu bardaktaki suyun sıcaklığını ölçeriz.
Termometrede sıcaklık derece selsiyus olarak ölçülür ve °C ile gösterilir. °C ile ifade edilen kavramlar sıcaklıktır. "Bugün havanın ısısı 26 °C'tur." kullanımı yanlıştır. 26 °C olan havanın ısısı değil, sıcaklığıdır.
Not: Isı ve sıcaklık farklı kavramlar olduğu için birbirinin yerine kullanılamaz.
Sıcaklıkları farklı iki madde arasındaki ısı alışverişinde sıcak olandan soğuk olana ısı enerjisiakar. Isı bir madde değildir. Isınan maddelerin kütlesi artmaz.
Yanan maddeler çevrelerine ısı verir. Yanan odunların üzerinde yemek pişirebilir, su kaynatabiliriz. Bu maddelerdeki kimyasal enerji ısı enerjisine dönüşür.
Not: "Yalnızca yanan ya da sıcak olan maddelerin ısı enerjisi vardır." düşüncesi yanlıştır. Soğuk olarak düşündüğümüz maddelerin de ısı enerjisi vardır. Ancak sıcaklıkları düşüktür.
Isı Elde Etmek İçin Hangi Yakıtları Kullanırız?
Evlerimizi ısıtmak, sıcak su elde etmek ve yemek pişirmek için gerekli olan ısı enerjisini çeşitli yakıtlardan elde ederiz. Bunlar çoğunlukla doğal gaz, tüp gaz (petrol gazı), odun ve kömürdür. Bunların dışında ısı elde etmek için elektrik enerjisinden de yararlanırız.
Isı elde etmek için kullandığımız yakıtları bir kavram haritasında gösterelim.
Tüm Enerjilerin Kaynağı Güneş'tir
1. Elektrik enerjisi, hidroelektrik santrallerinde suyun tribünleri döndürmesi sonucu elde edilir. Akarsulardaki su, güneş enerjisinin etkisiyle gerçekleşen su döngüsü ile oluşur. O hâlde elektrik enerjisinin kaynağı güneş enerjisidir.
2. Fosil yakıtlar olarak da adlandırılan petrol, kömür ve doğal gaz canlı kalıntılarından oluşmuştur. Canlı kalıntılarına ve izlerine fosil denir.
Kömür, milyonlarca yıl önce bataklıklara gömülen büyük ağaçların üst üste sıkışması ve ısının etkisiyle kömürleşmesi sonucu oluşmuştur.
Petrol ve doğal gaz ise küçük deniz canlılarının kalıntılarından oluşmuştur. Bu kalıntılar milyonlarca yıl boyunca çamur ve kayaların altında gömülü kalır. Üzerlerindeki ağırlık ve yüksek sıcaklık canlı kalıntılarını petrol ve doğal gaza dönüştürür.
Sonuç olarak, bitki ve hayvan atıklarından oluşan fosil yakıtların kaynağı da güneş enerjisidir.
Fosil yakıtlar, yenilenemeyen enerji kaynakları olduğu için dikkatli kullanılmalıdır.
Odun hâlâ dünyanın birçok yerinde ısınmak, yemek pişirmek ve aydınlanmak için yakıt olarak kullanılır, insanlar odun elde etmek için ağaçları kestiğinden yakıt olarak odun kullanılması ormanların azalmasına ve ormandaki canlıların zarar görmesine neden olur.
3. Besinler de insanların vücut ısılarını korumak ve yaşamsal faaliyetlerini sürdürmek için kullandıkları yakıttır. Bitkiler güneş enerjisini kullanarak besin üretir. Dolayısıyla vücudumuzda ürettiğimiz, hareket etmemizi ve organlarımızın çalışmasını sağlayan enerjinin asıl kaynağı besinlerde depolanan güneş enerjisidir.
* Bir bitki olan şeker pancarından elde edilen ispirto da deneylerde kullandığımız bir sıvı yakıttır.
* Bitki ve hayvan atıklarının karıştırılıp havasız yerde bekletilmesiyle ısıtma ve aydınlatma kullanılan biyogaz elde edilir.
* Son yıllarda atık yağların işlenmesiyle elde edilen biyodizel, taşıtlarda yakıt olarak kullanılmaktadır.
Hayvansal yağların yanı sıra mısır ve Ayçiçek yağlarından da biyodizel elde edilmektedir. Kullanıldığında atık maddesi az olduğu ve % 98'i enerjiye dönüşebildiği için çevre dostu bir yakıttır.
Isı Enerjisi Hareket Enerjisine Dönüşebilir
İlsu'nun annesi çay yapmak için çaydanlıkta su kaynatıyordu. Usu, çaydanlıktan hızla çıkan buharı görünce bir deney yapmak istedi. Annesinin gözetiminde daha önce yapmış olduğu rüzgâr gülünü su buharının çıktığı yere doğru tuttu. Rüzgâr gülünün hızla döndüğünü gözlemledi. Usu, buharın çaydanlığın kapağını da hareket ettirdiğini fark etti.
Ocakta doğal gazın yanmasıyla oluşan ısı enerjisi suyu ısıtmıştır. Sudaki ısı enerjisi de rüzgâr gülünü ve çaydanlığın kapağını hareket ettirmiştir. Isı enerjisi hareket enerjisine dönüşebilir.
Bu deneyde doğal gazdaki kimyasal enerji hareket enerjisine dönüşmüştür.
1. Besinlerde depolanmış enerji de vücudumuzda ısı ve hareket enerjisine dönüşür.
2. Petrolden elde edilen benzin ve mazot taşıtlarda yanarak enerji sağlar. Bu enerji arabayı hareket ettirerek hareket enerjisine dönüşmüş olur.
3. Kömürün yakılmasıyla yukarıdaki deneydeki gibi enerji dönüşümleriyle elektrik enerjisi elde edilir. Kömür, termik elektrik santrallerinde yakılarak su ısıtılır. Isıtılan su hızla buharlaşır. Buharın gücüyle türbinler döner ve elektrik elde edilir.
Isı Nasıl Ölçülür?
Maddelerin sahip olduğu ısı kalorimetre denilen bir araç kullanılarak ölçülür. Bu araçla ölçülen ısı miktarları Joule (J) ya da kalori (cal) birimleri ile belirtilir.
1.1 cal = 4 J (1 kalori yaklaşık olarak 4 jouledür.)
Bir portakaldaki enerji miktarı 50 cal'dir.
50 cal = 4 x 50 = 200 Joule olur.
Kalorinin 1000 katı kilokalori (kcal), Joulün 1000 katı kilojoule (kj)'dür.
2.1 kcal = 1000 cal 1 kj = 1000 J
1 g (gram) kömür yandığında 5000 cal ısı enerjisi üretir.
Buna göre 1 g kömürün ısı enerjisi 5000 cal = 5000 : 1000 = 5 kcal olur.
Birinci açıklamaya göre; 1 kcal = 4 kj olur.
1 g kömürün ısı enerjisi 5 kcal ise
1 g kömürün ısı enerjisi 4 x 5 = 20 kj'dür diyebiliriz.
C. ISI MADDELERİ ETKİLER
Maddeler Isının Etkisiyle Genleşir
Katılarda Genleşme
Isının etkisiyle sıcaklıkları artan maddelerin boyutları da değişir.
Isının etkisiyle maddelerin boyutlarının değişmesine genleşme denir.
Isının etkisiyle sıcaklıkları artan maddelerin boyutları da değişir.
Isının etkisiyle maddelerin boyutlarının değişmesine genleşme denir.
Genleşme, maddelerin cinsine göre farklılık gösterir.
Gözlük camları çerçeveler ısıtıldıktan sonra takılır. Böylece ısının etkisiyle çerçeveler genleşirse camın düşüp kırılması önlenmiş olur.
Gözlük camları çerçeveler ısıtıldıktan sonra takılır. Böylece ısının etkisiyle çerçeveler genleşirse camın düşüp kırılması önlenmiş olur.
Sıvılarda Genleşme
Ağzına kadar dolu olan çaydanlık ya da tencere ısıtılınca taşar. Bu olay yalnızca katıların değil,sıvıların da genleştiğini gösterir. Genleşen suyun hacmi arttığı için çaydanlığa sığamaz, taşar.
Sıvılar, katılara göre daha fazla genleşir. Çaydanlıktaki su genleşirken, çaydanlık da genleşir. Ancak su daha fazla genleştiği için taşar.
Termometreler sıvıların genleşmesinden yararlanılarak yapılmıştır. Termometrelerde civa ya darenklendirilmiş alkol kullanılır. Termometrenin içindeki sıvı, sıcaklık arttığında genleşerekyükselir. Sıvının seviyesine karşılık gelen sayı o maddenin sıcaklığını gösterir.
Ne Kadar Genleşir?
Maddeler ısı aldıklarında ne kadar genleşirse ilk sıcaklığına döndüğünde o kadar büzülür, ilk sıcaklık ile son sıcaklık arasındaki fark fazlaysa genleşme de fazla olmuştur. Fark azsa genleşme de az olmuştur. Termometredeki sıvının ilk ve son sıcaklıkları arasındaki fark fazla olduğu için sıvı çok genleşmiştir diyebiliriz.
Termometreyi buz dolu bir kaba koyduğumuzda içindeki sıvı daha çok büzülür.
Not: Yerkabuğunu oluşturan kayaçların sıcaklığın etkisiyle genleşip büzülmesi toprağın oluşmasına neden olan etkenlerden biridir.
Gazların hacmi ısının etkisiyle büyük ölçüde artar. Bu nedenle bitmiş deodorant ya da sprey kutularını ateşe atınca patlar. Kutuların içinde çok az miktarda gaz kalır. Kutu ateşe atılınca çok az olmasına rağmen gaz genleşerek kutuyu patlatır. Bu nedenle boş deodorant kutularını kesinlikle ateşe atmamalıyız.
Gazlar, sıvı ve katılara göre daha fazla genleşir.
Genleşmenin Olumlu Etkileri
1. Gazların genleşmesinden yararlanarak insanlar balonu yapmışlardır. Balondaki hava ısıtılır. Isınan hava genleşerek hafifler. Böylece balon yükselir, içindeki hava soğuyunca balon alçalır.
2. Yangın sırasında sıcaklığın yükselmesi ile genleşen maddelerin devre oluşturmasıylayangın alarm sistemleri yapılmıştır.
3. Termometreler maddelerin sıcaklıkla genleşmesi özelliğinden yararlanılarak yapılmıştır.
4. Ütü, fırın, buzdolabı, çamaşır ve bulaşık makinelerinde kullanılan termostatlar genleşme oranları farklı maddelerden yapılır. Belli bir sıcaklığa ulaşınca termostatlar devreyi ya kapatarak ya da açarak cihazın sıcaklığını ayarlar.
Genleşmenin Olumsuz Etkileri
1. Yazın genleşen elektrik telleri, kışın büzülünce çok gerilip kopabilir.
2. Sıcak su konan cam bardak ya da tabaklar ani genleşmeden dolayı kırılabilir.
3. Çerçeveler genleştiği için gözlük camları düşüp kırılabilir.
4. Metal malzemelerle yapılan levha, köprü, boru hattı ve tren yollarında genleşmenin etkisiyle bükülmeler olabilir. Önlem olarak köprüler, raylar yapılırken boru hatları döşenirken genleşme payı bırakılır.
5. Mutfak tüpleri, konserve kutuları ve spreyler aniden ısınınca patlayabilir.
6. Kullanılan malzemelerin sık sık genleşip büzülmesi binanın yıpranmasına neden olur.
Buharlaşma
Bulutun oluşmasını hatırlayalım: Yeryüzü sularının ısının etkisiyle buharlaşmam sonucu bulutlar oluşur. Eğer hava sıcaklığı fazla ise buharlaşma daha çok olur. Çünkü su buharlaşırken çevresinden ısı alır.
Kolonya döktüğümüzde elimiz ıslanır. Bir süre sonra elimizin ıslaklığı gider çünkü kolonya buharlaşır. Bu sırada elimiz serinler. Bunun nedeni kolonya buharlaşırken elimizden ısı almasıdır.
Sıvılar buharlaşabilmek için çevreden ısı alır. Yağmur yağdıktan sonra havanın soğumasının nedeni yağmur sularının buharlaşırken etraftan ısı almalarıdır.
Oyun oynadığımızda terleriz. Terleyince vücudumuz serinler. Çünkü ter buharlaşırken
vücudumuzdan ısı alır.
vücudumuzdan ısı alır.
Yukarıda anlattığımız olayların tümünde sıvı maddeler buharlaşarak gaz hâle geçmiştir. Sıvılar buharlaşırken çevreden ısı alır.
Sıcak ortamlarda buharlaşma daha fazla olduğu için yazın çamaşırlar erken kurur. Buharlaşma her sıcaklıkta olur. Kışın da buharlaşma olur. Ancak kışın suyun buharlaşması uzun zaman alır.
Bir Sıvının Buharlaşması Nelere Bağlıdır?
1. Havanın sıcaklığı: Soğuk havalarda buharlaşma az olur. Kışın çamaşırlar geç kurur.
2. Havadaki nem oran: Havadaki su buharı (nem) oranı fazla ise buharlaşma az olur. Karadeniz Bölgesi'nde havanın nem oranı fazla olduğu için deniz suyu az buharlaşır.
3. Rüzgâr: Rüzgâr buharlaşmayı hızlandırır.
4. Suyun yüzey genişliği: Geniş yüzeylerde buharlaşma hızlı olur. Şekildeki pembe ve sarı kaba aynı miktarda su konuyor. İki kap da aynı ortamda bir süre bekletiliyor. Kaplardaki su eşit büyüklükteki bardaklara boşaltılıyor. Sarı kaptan boşaltılan su miktarı az olur.
Buharlaşma sıvının yüzeyinde meydana gelir. Sarı kaptaki suyun yüzeyi daha geniş olduğu için bu kaptaki su daha çok buharlaşır.
Yeryüzündeki okyanusların yüzeyleri geniş olduğu için okyanuslarda özellikle Pasifik (Büyük) Okyanus'ta buharlaşma daha fazla olur.
Okyanus, Deniz ve Göllerin Suyunda Bulunan Tuz Buharlaşır mı?
Okyanus, deniz ve göllerde de su buharlaşınca tuz dibe çöker. Yurdumuzdaki Tuz Gölü'nde yazın çok buharlaşma olur. Gölün kıyılarında tuz kalır. Bu tuzlar toplanarak yemeklik tuz elde edilir.
Yoğuşma
Bulutları oluşturan su buharı, soğuk hava katmanında yoğuşarak su damlacıklarına, sonra da yağmura dönüşür.
Buzdolabından çıkardığımız soğuk bir kabın dış yüzeyinde buğulanma olur. Bunun nedeni havada bulunan su buharının soğuk kabın dış yüzeyine çarparak yoğuşmasıdır.
Su buharı, soğuk ortamlarda yoğuşarak sıvı hâle geçer. Gaz hâlindeki maddeler yoğuşurken çevreye ısı verir. Çevre sıcaklığının düşmesi yoğuşmayı hızlandırır.
Metin, bir erlene su doldurup ağzını delikli tıpa ile kapattı. Tıpaya suya değmeyecek şekilde bir termometre geçirdi. Erleni ispirto ocağında ısıttı. Erlenin içinde su buharı oluşmuştu. Bu sırada termometrenin sıcaklığı gittikçe artmıştı.
Erleni ispirto ocağından alarak buz dolu kabın içine koydu. Soğuk ortama konulunca erlenin içindeki su buharı yoğuşmaya başladı. O sırada termometrenin sıcaklığı yükselmişti. Bunun nedeni su buharı yoğuşurken etrafına ısı vermiştir.
Su buharlaşırken ısı alır, yoğuşurken aldığı ısıyı geri verir.
Gaz madde soğuk ortamlarda ısı kaybederek yoğuşur. Gaz madde ısı verdiği için soğuk ortam ısınır. Bazı günler yağmur yağarken havanın sıcak olmasının nedeni budur.
Sıvı madde ısı aldığında buharlaşarak gaz hâline geçer. Gaz madde aldığı ısıyı verdiğinde yoğuşarak tekrar sıvı hâle geçer.
Kaynama
• Bir kaba su koyup ısıttığımızda suyun sıcaklığı gittikçe artar. Sıcaklık arttıkça buharlaşma hızlanır.
• Isı vermeye devam ettiğimizde suyun içinde kabarcıklar oluşmaya başlar. Su belli bir sıcaklığa geldiğinde kabarcıklar hâlinde buharlaşmaya başlar. Bu olaya kaynama denir. Suda oluşan kabarcıklar su buharıdır.
• Kaynayan suyu ısıtmaya devam ettiğimizde suyun sıcaklığı değişmez. Su kaynarken sıcaklığı sabit kalır. Çünkü kaynama sırasında suya verilen ısı enerjisi buharlaşma için kullanılır.
Kaynama ve buharlaşmayı karşılaştırırsak;
Kaynama
• Sıvının her yerinde olur.
• Belli bir sıcaklıkta gerçekleşir.
• Kaynama süresince sıcaklık değişmez.
• Sıvının hızla buharlaşmasıdır.
Buharlaşma
• Sıvının yüzeyinde olur.
• Her sıcaklıkta gerçekleşir.
• Buharlaşan maddelerin sıcaklığı değişebilir.
• Sıvının ısı alarak gaz hâle geçmesidir.
Erime ve Donma
Bir kaba buz doldurup oda sıcaklığında beklettiğimizde buz erimeye başlar. Buz erirkençevresinden ısı alır.
Buzun erimesi sırasında sıcaklık değişmez. Sabit kalır. Çünkü çevreden alınan ısı hâl değiştirme için kullanılır.
Eriyen suyu buzluğa koyup bekletirsek ısı vererek donar.
Ortamın sıcaklığı katı bir maddenin erime hızını etkiler.
Katı bir maddenin ısı alarak sıvı hâle geçmesine erime denir.
Isı kaybeden sıvı bir made donarak katı hâle geçer.
Eriyen maddelerin hacmi artar. Suda bu durumun tersi olur. Su donunca hacmi artar. Bu nedenle sular donunca su boruları patlar.
Buharlaşma - Yoğuşma - Erime - Donma - Kaynama
1. Erime ve buharlaşma olayları gerçekleşirken madde çevresinden ısı alır.
2. Yoğuşma ve donma olayları meydana gelirken madde ısı kaybeder.
3. Sürekli ısıtılan katı bir madde sırası ile sıvı ve gaz hâline geçer.
4. Şekildeki buz sürekli ısıtılırsa eriyerek su olur. Isı verilmeye devam edildiğinde su kaynayarak buharlaşır. Borudan çıkan su buharı soğuk kaba çarptığında yoğuşarak su damlacıklarına dönüşür ve ağırlaşan damlacıklar mavi kaba damlar.
5. Isıtılan maddeler hâl değiştiriyorsa sıcaklık değişmez, sabit kalır. Eğer madde hâl değiştirmiyorsa sıcaklık artmaya devam eder.
6. Kaynama, erime ve donma olayları belli bir sıcaklıkta gerçekleşir.
D. MADDENİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
Maddeleri Ayırt Etmemizi Sağlayan Özellikler
Maddeleri görülebilen ve hissedilebilen özelliklerine göre ayırt edebiliriz. Ancak renkleri, yumuşaklıkları, biçimleri, büyüklükleri aynı olan birçok madde olabilir.
Maddenin ölçülebilen özellikleri olan kütle ve hacimlerine bakarak maddeleri ayırt edemeyiz. Eşit kütle ve hacme sahip birçok madde vardır. 1 kg elma ile 1 kg portakalın kütlesi eşittir. Ayrıca maddelerin kütleleri ve hacmi, maddenin kırılması ya da buharlaşması durumunda da değişir.
Maddeleri birbirinden ayırmak için değişmeyen özelliklerini belirlememiz gerekir. Saf su her sıcaklıkta buharlaşır ama her sıcaklıkta kaynamaz. İçinde kendinden başka madde olmayan maddelere saf madde denir. Saf maddeler belli bir sıcaklıkta kaynamaya başlar.
Kaynama Noktası
Saf su 100 °C'ta kaynamaya başlar.Kaynama süresince suyun sıcaklığı hiç değişmez, sabit kalır. Bu sıcaklığa suyun kaynama noktası denir.
Erime ve Donma Noktası
Katı bir madde ısı alarak erir, sıvı bir madde ısı vererek donar. Erime ve donma olayları aniden gerçekleşmez. Katı bir madde yeterli sıcaklığa sahip bir ortamda bir süre sonra erir.
Bir kaba buz koyup oda sıcaklığında beklettiğimizde buz hemen erimez. Buzun sıcaklığı 0 °C'a ulaştığında erimeye başlar. Erime süresince sıcaklık hep aynı kalır. Bu sıcaklığa erime noktasıdenir.
Suyun sıcaklığı 0 °C'a kadar düştüğünde su donmaya başlar. Su tamamen donana kadar sıcaklık sabit kalır. Bu sıcaklığa donma noktası denir.
Not :Saf bir maddenin erime ve donma sıcaklığı eşittir. Su 0 °C'te donmaya başlar, buz 0 °C'ta erimeye başlar.
Sıvıların donma sıcaklıkları farklıdır.
Kükürt 119 °C, naftalin 80 °C, bakır 1083 °C, demir 1560 °C, kurşun 327 °C, altın 1065 °C'ta erir ve donar.
Erime ve donma noktası, sıvıların cinsine göre farklılık gösterir. Bu nedenle erime ve donma noktası ayırt edici bir özelliktir.
Erime ve Donma Olaylarından Nasıl Yararlanırız?
Birçok eşya ve aletin yapımında maddelerin erime ve donma sıcaklıkları dikkate alınır.
Tencere ve fırın tepsileri yapılırken erime noktası yüksek olan maddeler seçilir.
Ampullerde kullanılan teller 2000 °C'a kadar ısıtıldığında bile erimez.
Araba motorlarında da erime sıcaklığı yüksek olan metaller kullanılır.
Tencere ve fırın tepsileri yapılırken erime noktası yüksek olan maddeler seçilir.
Ampullerde kullanılan teller 2000 °C'a kadar ısıtıldığında bile erimez.
Araba motorlarında da erime sıcaklığı yüksek olan metaller kullanılır.
Not:Şeker, tahta gibi maddeler ısıtıldıklarında erimeden bozunur. Bu nedenle erime sıcaklıkları yoktu
Hangisi Yüzer? Hangisi Batar?
İlsu, geniş cam bir kaba su doldurdu. Suyun içine tahta, toplu iğne, leblebi, mercimek, metal düğme ve tahta düğme attı. Hangi maddelerin batıp,hangilerinin batmayacağını öğrenmek istiyordu.
İlsu gözlemlerini aşağıdaki gibi not etti.
1. Tahta suda yüzdü, toplu iğne battı. Tahta, toplu iğneden büyük ve ağırdır.
2. Bir leblebi tanesi, mercimeklerden büyük olduğu hâlde suda yüzdü.
3. Aynı büyüklükte olmalarına rağmen tahta düğme yüzdü, metal düğme battı.
Sonuç: Kütle ve hacim, maddelerin suda yüzmesi ya da batmas>nda tek baş>na etkili değildir.
Suda yüzen maddenin kütlesi artırılsa bile batmaz. Deneydeki tahta parçası, tahta düğmeden ağırdır ama ikisi de batmadı.
Maddenin hacminin büyük ya da küçük olması yüzme ve batmayı etkilemez. Eşit büyüklükteki düğmelerden metal olan batmıştır. Çünkü metal düğmenin yoğunluğu suyun yoğunluğundan büyüktür. Tahta düğmenin yoğunluğu suyun yoğunluğundan küçük olduğu için batmaz. Buna göre mercimek leblebiden, toplu iğne tahtadan daha yoğundur.
Kütlesi hacmine göre büyük olan maddelere yoğun maddeler denir.
Hangisi Daha Yoğun?
Burak, özdeş (aynı özelliklere sahip) beherlere eşit miktarlarda zeytinyağı, bal ve su koydu. Sıvıları terazide tartarak kütlelerini ölçtü.
Ölçüm sonuçlarına göre maddeleri kütlesi büyük olandan küçük olana doğru bal, su ve zeytinyağı olarak sıraladı.
Burak, sıvıların hepsini bir kaba boşalttı. Bal kabın dibine çökerken zeytinyağı en üstte kaldı. Burak bu maddeleri yoğunluklarına göre büyükten küçüğe doğru bal, su ve zeytinyağı olarak sıraladı.
Eşit hacimli maddelerden kütlesi büyük olan daha yoğundur. Yoğun maddelerin birim hacimdeki madde miktar> daha fazladır. O hâlde bir maddenin yoğunluğu kütle ve hacim değerlerinin ikisiyle de ilişkilidir.
Yoğunluğu Hesaplama
Maddenin birim hacmindeki kütlesi yoğunluk olduğuna göre bir maddenin yoğunluğunu belirlemek için kütle ve hacmini bilmeliyiz.
Yoğunluk = Kütle (g) + Hacim (mL)
Yoğunluğu sudan küçük olan maddeler suda yüzer, yoğunluğu sudan büyük olan maddeler suda batar.
Maddeleri yoğunluklarına bakarak ayırt edebiliriz.Çünkü her maddenin kendine özgü bir yoğunluğu vardır.
Su Buzdan Yoğun mudur?
Su dolu bardağa birkaç tane buz attığımızda buz suda yüzer. O hâlde buzun yoğunluğu, suyun yoğunluğundan küçüktür.
Eriyen katı maddelerin yoğunluğu azalır ancak buz erirken yoğunluğu artar.
Su, yüzeyden donmaya başlar. Su, buzdan yoğun olduğu için buz üstte kalır. Donan göllerin yüzeyinde buz olmasına rağmen buzun altında su bulunur. Buzun altındaki suda canlılar yaşayabilir. Çünkü buz, suyun sıcaklığını korur, donmasını önler. Suyun bu özelliği olmasaydı göl ve denizlerin dipleri buzlarla kaplı olur, içlerinde canlılar yaşayamazdı.
Maddelerin Özellikleri ve Kullanım Alanları
Maddeler, birtakım özelliklerine göre farklı alanlarda kullanılır. Taşıtların yapımında demir, çelik, alüminyum gibi dayanıklı maddeler tercih edilir. Bu maddelerin yoğunluğu fazladır.
Kayık, sandal gibi küçük su taşıtları suda batmadığı için tahtadan yapılır.
Binaların iskeletinde dayanıklı olduğu için demir kullanılır. Isıyı az ilettiği için tencere ve tava sapları sert plastikten yapılır.
Elektrik tellerinde yoğunluğu alüminyum ve demirden fazla olan bakır kullanılır. Bakır aynı zamanda hafif ve ekonomiktir.
Yorumlar - Yorum Yaz