5. Sınıf Madde ve Değişim Konu Anlatımı
Bu yazıda maddenin hâl değiştirmesi sürecinde oluşan erime, donma, kaynama, yoğunlaşma (yoğuşma), buharlaşma, süblimleşme ve kırağılaşma olaylarını ısı alınıp verilmesini; erime, donma ve kaynama noktalarını kullanarak saf maddeleri ayırt etmeyi; ayrıca, ısı ve sıcaklık kavramları arasındaki temel farkları kavrayarak ısınma ve soğuma esnasında maddelerde meydana gelen genleşme ve büzülme olaylarını kavramanız için bu yazıyı hazırladık. 5. Sınıf Madde ve Değişim Konu Anlatımı, Madde ve Değişim Konu Anlatımı,5. Sınıf Fen Bilimleri
Madde ve Değişim
Maddenin Hal Değişimi
Maddelerin bulundukları hâlden başka bir hâle geçişine hâl değişimi denir. Maddenin üç hâli vardır. Bu hâller arasındaki geçişleri, aşağıda verilen şemadaki gibi isimlendirebiliriz. Bir maddenin katı hâlden sıvı hâle geçişine erime, sıvı hâlden gaz hâle geçişine buharlaşma, gaz hâlden sıvı hâle geçişine yoğuşma, sıvı hâlden katı hâle geçişine de donma denir.
Buharlaşmanın en hızlı olduğu durum, kaynama olarak adlandırılır. Saf sıvılar belirli bir sıcaklıkta kaynar. Ancak buharlaşma her sıcaklıkta olur. Bir sıvının buharlaşması için kaynama sıcaklığında olması şart değildir. Buharlaşma sadece sıvının yüzeyinde gerçekleşirken kaynama anında, sıvının her tarafında buharlaşma meydana gelir. Yani kaynama anında buharlaşma çok daha fazla olur.
Yağmur ve kar yağışı esnasında hava daha ılık iken yağış bittikten sonra hava soğur. Bunun nedeni, yağmur ve kar oluşurken yani yoğuşma ve donma olayı gerçekleşirken bulutlarda
bulunan su buharının havaya ısı vermesiyle hava sıcaklığının artmasıdır. Yağmur ve kar yağdıktan sonra ise buharlaşma ve erime sonucu su ve kar, havadan ve yerden ısı alır.
Naftalin herhangi bir ısıtma işlemi yapılmadan da hâl değiştirmektedir. Katı hâldeki naftalin, ortamdan ısı alarak sıvı hâle geçmeden gaz hâle geçmektedir. Maddelerin bu şekilde ortamdan ısı alarak katı hâlden gaz hâle geçmesine süblimleşme denir. Katı hâldeki naftalin topları dolap içinde süblimleşerek dolabın içini naftalin kokusu ile doldurur.
Süblimleşme olayının tersine yani gaz hâldeki maddenin ısı vererek doğrudan katı hâle geçmesine ise kırağılaşma denir. Süblimleşme olayı maddenin ısı alması, kırağılaşma olayı ise maddenin ısı vermesi sonucu oluşur.
Maddenin Ayırt Edici Özellikleri
Her maddenin kendine özgü özellikleri vardır. Bunlara ayırt edici özellikler denir.
Saf bir katı maddenin ısı alması sonucu, katı hâlden sıvı hâle geçtiği sıcaklık değerine erime noktası denir. Benzer şekilde, saf bir sıvı maddenin ısı vermesi sonucu, sıvı hâlden katı hâle geçtiği sıcaklık değerine donma noktası denir. Dolayısıyla saf bir maddenin erime ve donma noktası, aynı değerdir.
Saf bir sıvının kaynadığı sıcaklık değerine kaynama noktası denir.
Isı ve Sıcaklık
Isı ve Sıcaklık Farkı
Isı, maddeler arasında aktarılan bir enerji çeşididir. Enerji birimine, James Prescott Joule’ün (Ceyms Preskut Jul) anısına Joule (jul) denmektedir. Ancak ısı için daha çok calori (kalori) birimi kullanılmaktadır. Joule “J” ile calori ise “cal” sembolü ile gösterilir. 1 cal, yaklaşık 4,2 J’dür. Alınan ya da verilen ısı, kalorimetre denen aletlerle ölçülür.
Sıcaklık ise bir maddenin sahip olduğu enerji ile ilgili bir büyüklüktür. Sıcaklık bir enerji değil enerjinin ya da ısının bir ölçüsüdür. Sıcaklık birimi derece selsiyustur (°C). Sıcaklık, termometre ile ölçülür.
Isı Alışverişi
Farklı sıcaklıktaki maddeler arasındaki enerji alışverişine ısı alışverişi denir. Isı akışı, sıcak maddeden soğuk maddeye doğrudur. Yani sıcak maddenin sıcaklığı azalırken soğuk maddenin sıcaklığı artar. Isı alışverişi, her iki maddenin sıcaklıkları eşitleninceye kadar devam eder. Ulaşılan bu son sıcaklığa denge sıcaklığı denir. Denge sıcaklığı, her zaman karıştırılan maddelerin sıcaklık değerleri arasında yer alır.
Maddelerin miktarına ve cinsine göre denge sıcaklığı değişebilir.
Isı Maddeleri Etkiler
Genleşme, Buzlaşma
Özel durumlar hariç olmak üzere, genelde ısı alarak sıcaklığı artan maddelerin boyutları ve hacimleri artmaktadır. Isı alarak gerçekleşen bu olaya genleşme denir. Benzer şekilde, ısı vererek sıcaklığı azalan maddelerin boyutları ve hacimleri azalmaktadır. Bu duruma da büzülme denir.
Bir deney yaptığımızı düşünelim deneyde balonun içindeki gazın ısı alınca genleştiğini ve balonun hacminin arttığını, ısı verince büzüldüğünü yani hacminin küçüldüğünü görebiliriz.
Günlük Yaşamımızda Genleşme ve Büzülme
Katıların genleşmesine bir diğer örnek de açılmayan kavanoz kapaklarının ısıtılarak açılması gösterilebilir. Metal çerçeveli gözlüklerin camı, yaz aylarında daha sık düşer. Çünkü metal kısım cama göre daha fazla genleşir. Farklı şekilde genleşen metallerin birbirine perçinlenmesi sonucu oluşturulan metal çiftleri; buzdolabı, fırın ve ütü gibi araçların termostatlarının yapımında kullanılır.
Sıvıların genleşme özelliğinden yararlanılarak sıvılı termometreler geliştirilmiştir. Termometre daha sıcak bir ortama bırakıldığında içindeki sıvı, ısı alarak genleşir. Bunun sonucunda sıvı, ölçeklendirilmiş ince cam boruda yükselir. Aynı şekilde, ortam soğuduğunda termometre sıvısı ısı vererek büzülür ve ince cam borudaki sıvının yüksekliği azalır. Termometre sıvısının ince cam borudaki yükselme ve alçalma miktarına göre sıcaklık değeri ölçülmüş olur.
Gazların hem genleşme hem büzülme özelliğinden yararlanmaktayız. Genelde turistik amaçlı kullanılan seyahat balonları, gazların genleşme ve büzülme özelliğine göre yükselip alçalır. Bir başka genleşme olayını da deodorant kutularında gözlemleyebiliriz. Deodorant kutuları güneşte bırakıldığında ya da ateşe atıldığında içindeki gaz, ısı etkisiyle genleşeceği için patlayıp etrafa zarar verebilir. Bu nedenle kutuların üzerinde bu yönde uyarılar yer almaktadır.
