Erime-Donma

ERİME – DONMA ve BUHARLAŞMA – YOĞUŞMA ISISI

 Katı maddeler erirken çevresinden ısı alır ve alınan ısıyı erime sıcaklığına gelmek ve tamamen erinmek için kullanırlar. Katı madde erimeye başladığı an sıcaklık bir süre sabit kalır, çünkü alınan ısı katının tamamen erimesi için kullanılır. Sıcaklığın sabit kaldığı bu sürede verilen ısı o maddenin erime ısısıdır.

Erime ısısı erime sıcaklığındaki 1 gram saf katı maddeyi sıvı hâle geçiren ısıdır. Her madde için farklı olduğundan maddeler için ayırt edici bir özelliktir ve L_e gösterilir. Birimi J/g dır. Maddenin donmak için dışarıya vermesi gereken ısıya ise donma ısısı denir. Madde donarken geçen sürede sıcaklık yine sabit kalır. Madde erimek için aldığı ısı ne kadarsa, donmak için aynı ısıyı geri vermek zorundadır: Bu yüzden erime ısısı donma ısısına eşittir. (L_e =L_d) Maddenin erimeye başladığı sıcaklığa erime noktası, donmaya başladığı sıcaklığa ise donma noktası denir. Erime ve donma noktası maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Aynı madde için erime ve donma noktası birbirine eşittir. (Erime noktası = Donma noktası) Örneğin su sıfırın üstünde sıvı, sıfırın altında katıdır.(buz) Aktarılan ısı kütle ile doğru orantılı olarak artar veya azalır. O halde bir miktar maddeyi eritmek için gerekli ısı;  Q= m.L_e  ile donması için dışarı vermesi gereken ısı  Q= m.L_d ile hesaplanır.

Sıvı haldeki madde buharlaşma sıcaklığına geldiğinde sıcaklık sabit kalır.Çünkü verilen ısı maddenin tamamının gaz hale geçmesi için harcanmıştır.  Kaynama sıcaklığındaki 1 g saf sıvıyı, aynı sıcaklıktaki 1g buhar hâline getirmek için gerekli

ısıya buharlaşma ısısı denir. Sıvılar buharlaşırken aldıkları ısıyı yoğuşurken geri verirler. Bu sebeple buharlaşma ısısı yoğuşma ısısına eşittir. Buharlaşma ısısı Lb, yoğuşma ısısı Ly şeklindedir ve Lb=Ly dir. Farklı maddeler farklı buharlaşma - yoğuşma ısısına sahiptir. Bu sebeple buharlaşma - yoğuşma ısıları da maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Sıvıların buharlaşması için gereken ısı miktarı kütleleriyle doğru orantılıdır. Kaynama sıcaklığındaki “m” gram sıvıyı buharlaştırmak için gerekli ısı Q= m.L_b bağıntısı ile , “m” gram buharın yoğuşarak sıvı hâle geçmesi için çevresine verdiği toplam enerji miktarı Q= m.L_y bağıntısı ile hesaplanır. Maddelerin buharlaşırken çevreden ısı alması ve yoğuşurken çevreye ısı vermesi, günlük hayatta birçok alanda karşımıza çıkmaktadır.  Buzdolabına konulan yiyeceklerin sulanması, yazın yolların ve mağaza önlerinin sulanması, kesildikten sonra güneşe konulan karpuzun soğuması, kolonya dökülen elin bir müddet sonra serinlemesi buna örnektir. Saf maddelerin belirli bir erime ve kaynama noktaları vardır, fakat saf olmayan maddelerin belirli bir erinme ve kaynama noktaları yoktur. Bu yüzden saf olmayan maddelerde kaynama süresince sıcaklık sabit kalmaz. Örneğin suya tuz atıldığında oluşan karışımda sodyum ve klor iyonları su moleküllerinin arasına girer ve suyun donma noktasını düşürür. Kışın yollara tuz dökülmesinin sebebi budur.

Sıvılara karışmış olan katkı maddeleri ise sıvının kaynama sıcaklığını yükseltir. Örneğin suya tuz atıldığında kaynama noktası yükselecektir. Bu yüzden yemeklere atılan tuz, piştikten sonra atılırsa daha mantıklı bir karar verilmiş olacaktır.

Konuyla İlgili Videolu Anlatım:

Isı Ve Sıcaklık Kavramları

ISI VE SICAKLIK

Isı, sıcaklıkları farklı iki madde arasında alınıp verilen enerjinin adıdır. Bu durumda sıcaklıkları eşit iki madde arasında ısı aktarımı gerçekleşmez. Bu iki maddeden birinin sıcaklığının diğerinden farklı olması hâlinde, sıcaklığı yüksek olan maddeden sıcaklığı düşük olan maddeye enerji aktarılır ve aktarılan bu enerjiye ısı adı verilir.

(Not: Isı bir enerji çeşididir, fakat sıcaklık bir enerji çeşidi değildir.)Aynı maddenin farklı kütleleri düşünüldüğünde, kütlesi fazla olan madde daha fazla sayıda tanecik içerir. “Maddelerin aynı sıcaklığa ulaşması için kütlesi fazla olan maddeye daha fazla ısı aktarılması gerekir.”Maddeyi oluşturan tanecikler çarpışarak birbirlerine enerjilerini aktardıkları için her tanecik farklı enerjiye sahip olabilir ve her çarpışmada da enerjileri değişebilir. Bir maddenin sıcaklığının ölçümünde o maddeyi oluşturan taneciklerin hepsi rol oynar. Taneciklerin enerjileri birbirinden farklı olduğu için sıcaklık ölçümü taneciklerin ortalama hareket enerjileri ile ilişkilidir. Taneciklerin ortalama hareket enerjilerinin göstergesi ise sıcaklık olarak adlandırılır. Sıcaklık termometre ile ölçülür. (Not: Sıcaklık termometre ile ölçülürken ısı kalorimetre kabı ile ölçülür.)

Termometre sıcaklığı ölçülen maddelerin hangisinin hareket enerjileri ile ilgili bilgi verir. Termometrede sıcaklık 0 ⁰ C’ yi gösterdiğinde o maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjisi sıfır değildir. Termometrelerdeki sıvı seviyesinin yükselip alçalması, haznedeki sıvının ısındığında genleşmesi ve soğuduğunda büzülmesi ile ilgilidir.Bir madde ne kadar çok tanecikten oluşuyorsa toplam hareket enerjisi de o kadar fazladır. Bu durumda tanecik sayısı fazla olanlar başka bir maddeye daha çok enerji aktarabilir.(Not: O halde sıcaklık madde miktarına bağlı değilken, ısı madde miktarına bağlıdır.)

Farklı sıcaklıklardaki iki maddeden fazla miktarda olanı daha fazla tanecik içerir ve sıcaklığı düşük olsa bile toplam hareket enerjisi daha fazla olabilir. Bu sayede, başka bir maddeye daha fazla enerji aktarabilir. (Not: Taneciklerin toplan enerjisine ısı, ortalama hareket enerjilerinin göstergesine de sıcaklık diyebiliriz.)

Isı Ve Sıcaklık Videolu Anlatım