Maddenin Hal Değişimi Nedir ve Nasıl Olur? Maddenin Özellikleri

Maddenin hal değişimi nasıl olur? Hal değişimi nedir? Maddenin özellikleri, hal değişiminin aşamaları hakkında bilgi.

Maddenin Hal Değişimi Nedir?

Buz bir katıdır, su bir sıvıdır, ve su buharı bir gazdır. Buz, su ve su buharı aynı bir cismin üç şekli, ya da halleridirler. Su donduğu ya da buharlaştığı, buz ergidiği ya da buhar yoğunlaştığı zaman, sadece bir cismin hali değişmektedir. Kimyasal bakımdan, suyun her üç şekli aynıdırlar. Moleküller birbirlerinin aynıdırlar, ve iki hidrojen atomu ile bir oksijen atomundan oluşmuşlardır (H2O). Katı haldeki buzda, moleküller, rijit bir yapı içinde birbirlerine sıkı olarak bağlıdırlar. Suda yine kuvvetle bağlıdırlar, fakat moleküller birbirleri üzerinde kayabilirler, ve suyun şekli kolayca bozulur. Sıvıyı bir arada tutan çekim kuvvetleri, su kaynadığı zaman tamamen yenilgiye uğrarlar, ve moleküller havaya kaçabilirler ve bir gaz halinde var olurlar.

Su, ısıtıldığı ya da soğutulduğu zaman halini değiştirir. Isıtma, moleküllere enerji verir. Buzdaki sıkı bağlı moleküllere enerji verildiği zaman, bunlar yerlerinden ayrılmazlar, fakat daha fazla titreşmeye başlarlar. Daha fazla ısıtıldıkça, git gide daha fazla titreşirler, ve belirli bir miktarda enerji aldıkları zaman, bağlantılar birdenbire kopar. Moleküller katının yüzeyinden kurtulmaya ve kaymaya başlarlar. Bunlar başka moleküllere çarparlar, fakat onlardan da hemen ayrılırlar. Git gide bütün moleküller hareketli hale gelirler, ve buz eriyor deriz.

Buzun erimesi

Buz su haline dönüşüyor. Gerekli ısı, iletkenlik, yoluyla, dışarıdaki havadan gelmektedir.

Buzun Erimesi Nasıl Olur?

Buz moleküllerinin, birbirlerinden ayrılmaları için, belirli bir miktar enerjiye sahip olmaları gerekir. Moleküllerin enerjileri sıcaklıkla belirlidir, ve dolayısıyla ergime belirli bir sıcaklıkta oluşur. Buz, tamamen ergiyinceye kadar bu sıcaklıkta kalır. Moleküllerin hepsinin serbest hale gelmesi için, buza fazla miktarda enerji verilmesi gerekir ve buna ergime gizli ısısı denir. Bu ısı buzun sıcaklığının artmasında kullanılmaz, fakat moleküllere, gerekli enerjiyi verir.

Su, 0°C ile 100°C arasında, sıvı haldedir. Su ısındıkça, moleküller daha fazla enerji kazanırlar, ve sıvı içerisinde gitgide daha hızlı giderler. 100°C’de, su kaynar ve görünmez su buharı haline buharlaşır (görünür buhar bir gaz değildir, fakat ince damlalar halinde yoğunlaşmış su ile karışıktır). Yine cismin moleküllerinin yapısı, ya da düzeni değişmiştir. Yeter enerjiye sahip oldukları zaman (yani belirli bir sıcaklıkta oldukları zaman), kendilerini sıvı halde bir arada tutan çekim kuvvetleri yenilgiye uğrarlar. Moleküller sıvının yüzeyinden kaçarlar ve şimdi, bütün doğrultularda serbestçe hareket edebilirler. Su, üçüncü haline, gaz haline dönüşmüştür. Kaynayan suyun sıcaklığı, ısıtmaya devam edilse de, 100°C’nin yukarısına çıkmaz; ergimede olduğu gibi, moleküllerin birbirlerinden uzaklaşmaları için, bu fazla enerjinin ya da buharlaşma gizli ısısının, verilmesi gerekir.

Yoğunlaşma ve donma bunlara ters işlemlerdirler. Gaz soğuduğu zaman molekülleri daha yavaş hareket ederler, ve bir su damlası halinde toplanmaları şansı artar. Moleküller bu yoldan tekrar bir araya geldikleri zaman, gizli buharlaşma ısısını kaybederler ve su 0°C’ye kadar soğuyunca, moleküller ergime gizli ısılarını kaybederler, ve yeter derecede soğutulmuş oldukları zaman, kristal yapısında bir katı olan, buz haline gelirler.

Bir çok cisimler katı, sıvı ya da gaz halinde bulunabilirler, ve su gibi, ısıtıldıkları ya da soğutuldukları zaman hallerini değiştirebilirler. Amonyum klorür ve iyot gibi bazı cisimler sıvı halde bulunmazlar, katı halden gaz haline doğrudan doğruya geçerler.

Faz Geçişleri

Madde bir durumdan diğerine değiştiğinde buna faz geçişi denir. Örnekler:

• Gazdan katı faza geçişler “kırağılaşma” olarak bilinir.
• Gazdan sıvı fazına geçişler “yoğunlaşma” olarak bilinir.
• Sıvı-gaz ​​faz geçişleri “buharlaşma” olarak bilinir.
• Sıvı-katı faz geçişleri “dondurma” olarak bilinir.
• Katı-sıvı faz geçişleri “erime” olarak bilinir.
• Katı-gaz ​​faz geçişleri “süblimasyon” olarak bilinir. Çoğu durumda, katılar yalnızca ara sıvı durumdan sonra gaza dönüşür.

Bu geçişlerin her birinden geçen birçok madde örneği vardır.

Gazdan Katıya Örnekleri (Kırağılaşma)

Belirli koşullar altında, gaz doğrudan bir katıya dönüşebilir. Bu sürece kırağılaşma denir.

Su buharı buza – Su buharı, sıvı olmadan doğrudan buza dönüşür, bu da kış aylarında sıklıkla pencerelerde gerçekleşen bir işlemdir.

Gazdan Sıvıya Örnekler (Yoğunlaşma)

• Su buharı çiğ – Su buharı bir gazdan sabah çimlerindeki çiğ gibi bir sıvıya dönüşür.
• Su buharından sıvı suya – Su buharı, soğukta kaldıktan sonra sıcak bir odaya taşınırken gözlükleri sisler
• Su buharından sıvı suya – Su buharı, soğuk bir içeceğin camında su damlacıkları oluşturur.

Sıvıdan Gaza Örnekleri (Buharlaşma)

• Su buharı – Su, biraz makarna pişirmek için ocakta kaynadığında buharlaşır ve çoğu kalın bir buhara dönüşür.
• Su buharlaşır – Sıcak bir yaz günü su bir su birikintisinden veya havuzdan buharlaşır.

Sıvıdan Katı Faza Geçiş Örnekleri (Donma)

• Su buza – Su buza dönüşecek kadar soğur. Aslında, bilinen her sıvının (helyum hariç) yeterince düşük sıcaklıklarda donduğu bilinmektedir.
• Sıvı – kristaller – Çoğu sıvı, “kristalleşme” olarak bilinen bir işlemle donar, bu sayede sıvı, bilimsel dünyada “kristalin bir katı” olarak bilinen şey haline gelir.

Katıdan Sıvıya Örnekler (Erime)

• Katı-sıvı – Erime katı olan bir şey tekrar sıvıya dönüştüğünde meydana gelir; dondurmanın tam tersidir.
• Buzdan suya – Buz, donma noktasının üzerindeki sıcaklıklarda bırakıldığında suya geri erir.
• Kayalardan lavlara – Volkanlardaki kayalar erimiş lav olana kadar ısıtılabilir.
• Metal – erimiş sıvı – Çelik ve bronz gibi metaller eritilebilir. Ayrıca katı madde olarak da yenilenebilirler.

Katıdan Gaza Örnekleri (Süblimasyon)

• Kuru Buz – Katı karbondioksit “kuru buz” olarak bilinir ve oda sıcaklığında süblimleşir.
• Dondurarak kurutma – Su, bir gıda ürününde vakum kullanılarak süblimleşebilir.

Şimdi gazdan katıya bazı örnekler var ve farklı madde durumları arasındaki geçişlerin nasıl gerçekleştiğini daha iyi anlayabilirsiniz