12. sınıf fizik dersi Hal Değişimi konusu özeti, Hal Değişimi ile ilgili kavramlar, hal değişim grafiği, basıncın etkisi konu anlatımı.
Hal Değişimi 12. Sınıf Konu Anlatımı
HÂL DEĞİŞİMİ
Tanımlar
Hâl Değişimi
Katı, sıvı ya da gaz hâlde bulunan bir maddenin ısı alarak ya da ısı vererek diğer bir hâle geçmesine hâl değişimi denir.
Erime ve Donma
Katı bir maddenin ısı alarak sıvı hâle geçmesine erime, sıvı madenin ısı vererek katı hale geçmesine donma denir.
Erime Sıcaklığı ve Donma Sıcaklığı
Saf bir katı maddenin erimeye başladığı sıcaklığa erime sıcaklığı, sıvının donmaya başladığı sıcaklığa ise donma sıcaklığı denir.
Erime Isısı ve Donma Isısı
Erime sıcaklığına gelmiş bir katının 1 gramının erimesi için gerekli ısıya erime ısısı, donma sıcaklığına gelmiş bir sıvının 1 gramının donması için dışarıya vermesi gerekli ısıya donma ısısı denir.
Buharlaşma
Sıvıların gaz hâle geçmesine buharlaşma denir. Buharlaşma her sıcaklıkta gerçekleşebilir.
Kaynama ve Yoğuşma
Sıvı bir maddenin ısı alarak gaz hâle geçmesine kaynama, gaz madenin ısı vererek sıvı hâle geçmesine yoğuşma denir.
Kaynama Sıcaklığı ve Yoğuşma Sıcaklığı
Saf bir sıvı maddenin kaynamaya başladığı sıcaklığa kaynama sıcaklığı, gazın yoğuşmaya başladığı sıcaklığa ise yoğuşma sıcaklığı denir.
Kaynama Isısı ve Yoğuşma Isısı
Kaynama sıcaklığına gelmiş bir sıvının 1 gramının gaz hâle geçmesi için gerekli ısıya kaynama ısısı, yoğuşma sıcaklığına gelmiş bir gazın 1 gramının sıvı hâle geçmesi için dışarıya verilmesi gerekli ısıya yoğuşma ısısı denir.
Saf Bir Hâl Değişim Grafiği
Katı hâldeki saf bir madde ısı almaya başladığında sıcaklığı erime sıcaklığına kadar yükselir. Daha sonra katının erime süreci başlar. Erime sırasında maddenin sıcaklığı sabit kalır. Madde katı ve sıvı karışık halde bulunur. Tamamen sıvı hâle geçen madde ısı almaya devam ederse sıcaklığı kaynama sıcaklığına kadar yükselir. Kaynamaya başladığında ise maddenin tamamı gaz hâle geçene kadar sıcaklık sabit kalır. Gaz hâle geçen madde ısı almaya devam ederse sıcaklığı da yükselmeye devam eder. Isı alan maddenin geçirdiği bu süreç sıcaklık – ısı grafiğinde şekildeki gibi gösterilir.
Basıncın Erime ve Donma Noktalarına Etkisi
Erime sırasında hacmi artan maddelerde (Buz, bizmut ve antimon dışındakiler) basıncın artması erimeyi zorlaştırır. Maddenin basınçla erime sıcaklığı yükselmiş olur. Basınç azaldığında ise erime kolaylaşır. Erime sıcaklığı düşer. Erime sırasında hacmi azalan maddelerde (Buz) basıncın artması erimeyi kolaylaştırır. Böylece maddenin erime sıcaklığı düşer. Normal basınçta buz 0 °C ta erir. Basınç artarsa 0 °C un altında erir.
Basıncın Kaynamaya Etkisi
Buhar moleküllerinin sıvıyı terkedebilmesi için sıvı yüzeyindeki dış basıncı yenmesi gerekir. Basınç artarsa kaynama zorlaşır. Yani kaynama noktası yükselir.
Basınç azalırsa kaynama noktası düşer. Deniz seviyesinden yükseklerde saf suyun kaynama noktası 100 °C un altına düşer.
Basınç, Sıcaklık ve Hâl Değişimi Arasındaki İlişki – Üçlü Nokta
Bir madde belirli sıcaklık ve basınç değerlerinde aynı ortamda hem sıvı hem katı hâlde bulunabilir. Bununla birlikte bir madde belirli sıcaklık ve basınç değerlerinde aynı ortamda hem sıvı hem gaz hâlde de bulunabilir. Maddenin hâl değişimi ile ilgili bu durum belirli basınç ve sıcaklık değerlerinde meydana gelir. Bu durumu gösteren grafik aşağıdaki gibidir.
Grafiğe dikkat edildiğinde sadece tek bir sıcaklık ve basınç değerinde madde aynı ortamda üç hâlde de bulunabilir. Bu noktaya maddenin üçlü noktası adı verilir. Suyun üçlü noktası sıcaklığın 273,16 K, basıncın ise 611,2 Pa olduğu ortamda sağlanır.
Formüller
Hâl Değiştirme Isısı
Hâl değişimi sırasında alınan ya da verilen ısı;
Q = m . L ile bulunur.
m, hâl değiştiren maddenin kütlesi, L ise o maddeye ait hâl değiştirme ısısıdır.
Bilmemiz Gerekenler
- * Bir madde aynı sıcaklık değerinde erir ya da donar.
- * Bir madde aynı sıcaklık değerinde kaynar ya da yoğuşur.
- * Buharlaşma her sıcaklıkta, kaynama ise kaynama sıcaklığında gerçekleşir.
- * Madde hâl değiştirirken sıcaklığı değişmez.
- * Erime sıcaklığı ve erime ısısı maddenin ayırt edici özelliklerindendir.
- * Bir maddenin erime sıcaklığı, donma sıcaklığına eşittir.
- * Bir maddenin erime ısısı donma ısısına eşittir.
