İsı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örneklerle Açıklama

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-20-2012

Cisme ısı vermeye devam edildiğinde sıcaklığı öyle bir noktaya gelir ki,ısı verilmesine rağmen sıcaklığı değişmez

Acaba bunun nedeni ne olabilir?

Isıtılan katıların molekülleri önce hızlanır

Yani kinetik enerjileri artar

Bu ise maddenin sıcaklığının artışı demektir

Isı vermeye devam ettiğimizde moleküllerin hızı öyle yükselir ki birbirlerinden iyice uzaklaşmaya,dolayısıyla aralarında ki bağı gevşetmeye başlarlar

Bu andan itibaren sıvılaşmaya başlar

Yani erime olayı olur ve moleküller artık hızlanmazlar

Aldıkları enerjiyi birbirlerinden uzaklaşmak için kullanırlar

Dolayısıyla hal değiştirme sırasında(katı halden sıvı hale geçerken) sıcaklık sabit kalır

Kısaca,bir maddenin ısı alarak katı halden sıvı hale geçmesi olayına erime,ısı vererek,sıvı halden katı geçmesi olayına da donma denir

Sabit basınç altında bir madde erirken sıcaklığı değişmez,sabit kalır

Bu sıcaklık değerine erime sıcaklığı ya da erime noktası denir

Mesela,1 atmosferlik basınç altında 0 derece de bulunan bir buz parçasına ısı verildiğinde buz hemen erimeye başlar

Ancak buz erirken sıcaklığı değişmemekte ve hep 0 derecede kalmaktadır

Bu olayda suyun erime sıcaklığının 0 derece olduğu anlaşılır

Buz eriyip tamamen su olunca suyunda sıcaklığı yine 0 derece olur

Şayet ısı verilmeye devam ederse,0 derecede bulunan suyun sıcaklığı artar

O halde bir maddenin donma noktası ile erime noktası aynı sıcaklıktadır

Donma ve erime noktaları madde miktarına bağlı değildir

Bazı elementlerin 1 atmosferlik basınç altındaki erime veya donma sıcaklıkları tabloda verilmiştir

Erime ve Donma Isıları

Moleküller arası bağ,bazı maddelerde zayıftır

Dolayısıyla bazı maddelerin moleküllerini birbirinden uzaklaştırmak için daha çok enerji,bazılarında da daha az enerji harcanır

O halde maddenin cinsine ve kütlesine bağlıdır

Sonuç olarak diyebiliriz ki:Bir maddenin erimesi sırasında aldığı ısı,maddenin cinsine veya miktarına bağlıdır ve bunlarla doğru orantılıdır

Alınan ya da verilen ısı Q=m

l bağıntısından bulunur

Burada L maddenin cinsine bağlı bir büyüklük olup adına “hal değiştirme ısısı”denir

Maddenin erime olayında “donma ısısı”,kaynama olayında “kaynama ısısı”,yoğunlaşma olayında da “yoğunlaşma ısısı”adını alır

Yukarıdaki bağıntıda hal değiştirme ısısı eğer erime ısısı Le ile gösterilir

Buz için Le=80 cal/g dır

Erime Isısı:Erime sıcaklığına gelmiş bir katının 1 gramının sıvı hale geçmesi için gerekli ısıya denir

Donma Isısı

Bir maddenin,

Erime sıcaklığı=Donma sıcaklığı

Erime ısısı=Donma ısısıdır

Erime ve Donma Sıcaklığına Etki Eden Faktörler

Erime ve donma noktasına iki faktör etki eder

Yani iki değişiklik yaparak erime ve donma noktaları değiştirilebilir

1)Basınç

2)Safsızlık

1)Basıncın Erime ve Donmaya Etkisi

Basınç,birim yüzeye etkiyen dik kuvvettir

Bundan dolayı basınç,bir maddenin moleküllerini bir arada tutarak parçalanıp dağılmasını önleyecek yönde etkir

Erime sırasında hacmi artan maddelerde,basıncın artması erimeyi zorlaştırır

Maddenin erime sıcaklığı basınçla yükselmiş olur

Erime sırasında hacmi azalan maddelerde basıncın erimeyi kolaylaştırır

Böylece maddenin erime sıcaklığı düşer

Örneğin normal şartlarda 0 0C eriyen buz,üzerine basınç uygulandığında –1 0C,-2 0C de eriyebilir

Kışın kar üzerine bastığımızda,ayağımızın altındaki karın erimeye başlaması buna bir örnektir

2)Safsızlığın Erimeye ve Donmaya Etkisi

Yabancı maddeler erimeye ve donmaya basınç gibi etki eder

Buzun içine tuz karıştırılması,erime sıcaklığını düşürür

Suyun içine antifiriz denen maddenin katılması,suyun donma sıcaklığını düşürür

Kışın buzlanan yollara tuz serpilmesinin nedeni,buzu 0 0C nin altında eritebilmek içindir

Yani 0 0C donan su,daha düşük sıcaklıklarda donar

Kaynama ve Yoğunlaşma Olayları

Maddenin tamamı eridikten sonra cisme ısı vermeye devam edersek sıvının sıcaklığı artar ve bu sıcaklık artışı Q=m

c

t bağıntısı ile hesaplanır

Bu sıcaklık öyle bir noktaya gelir ki,ısı verilmesine rağmen,sıcaklığında değişme meydana gelmez

Burada verilen

enerji,erimede olduğu gibi,sıvı molekülleri arasındaki bağı koparmaya ve molekülleri birbirinden uzaklaştırmaya harcanır

Bir maddenin ısı alarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma,ısı vererek gaz halinden sıvı haline geçmesi olayına da yoğunlaşma denir

Kaynama noktası:Bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu andaki sıcaklığa kaynama sıcaklığı denir

76 cm-Hg basıncında saf suyun kaynama sıcaklığı(kaynama noktası)100 0C dir

Yoğunlaşma Sıcaklığı:Yoğunlaşma olayı kaynama olayının tersinir durumudur

Sabit basınç altındaki gaz haldeki madde yoğunlaşarak,sıvı hale geçerken sıcaklığı değişmez

Bu sıcaklık değerine yoğunlaşma sıcaklığı denir

Bu durumda kaynama ve yoğunlaşma noktaları aynı olur

Kaynama ve yoğunlaşma noktaları madde miktarına bağlı değildir

Örneğin 1 atmosfer basınç altında bulunan su buharının yoğunlaşmaya başladığı sıcaklık değeri 100 0C dir

Yoğunlaşma Isısı:Yoğunlaşma sıcaklığına gelmiş 1 gram buharın,1 gram sıvı haline gelmesi için dışarıya vermesi gerekli ısıya o buharın yoğunlaşma ısısı denir

Bir maddenin ;

Kaynama sıcaklığı =Yoğunlaşma sıcaklığı

Kaynama ısısı =Yoğunlaşma ısısıdır

Erime ve buharlaşma olaylarının tersi donma ve yoğunlaşmadır

Sabit bir basınçta erime ve kaynama sıcaklığı,erime ve kaynama ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir

(Her madde için erime ve kaynama ısıları farklıdır

)

Kaynama ve Yoğunlaşma sıcaklıklarına Etki eden faktörler

1)Basınç

2)Safsızlık

1)Basıncın Kaynamaya Etkisi

Kaynama olayının gerçekleşmesi için sıvının buhar basıncının,atmosfer basıncına eşit olması gerekir

Buna göre atmosfer basıncı artarsa,kaynama zorlaşır

Yani kaynama noktası yükselir

Düdüklü tencerede buhar basıncının artması kaynama noktasını 110 0C veya 120 0C lere yükselir

Dolayısıyla yemek daha çabuk ve iyi pişer

Basınç azalırsa kaynama noktası düşer

Deniz seviyesinden yükseldikçe açık hava basıncı azalacağından kaynama noktası 100 0 C altına düşer

Erzurum’da saf su yaklaşık 94 0 C de,Everest dağının tepesinde 75 0 C de kaynar

Basınç yeterince düşürülürse,su 0 0 C de bile kaynar

Not:Eğer yeryüzünde atmosfer olmasaydı,bütün sular kaynayarak uzaya yayılırdı

2)Yabancı maddeler,sıvının kaynama sıcaklığını değiştirir

Suyun içine tuz yada şeker karıştırılıp eritilirse,kaynama sıcaklığı 100 0 C nin üstünde olur

Buharlaşma

Sıvıların gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denir

Buharlaşmada basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çoktur

Sıvı ısıtıldığında moleküllerin hızı artar

Hızla sıvı yüzeyine molekül,moleküller arası çekim kuvvetini ve yüzey gerilimini yenerek sıvıyı terk eder

Bu olaya buharlaşma denir

Buharlaşma Isısı

Kaynama sıcaklığındaki 1 gram sıvının buharlaşarak,aynı sıcaklıkta 1 gram buhar haline gelmesi için gerekli ısıya o sıvının buharlaşma ısısı denir

Su için bu ısı 537 cal/g dır

Yaklaşık 540 cal/g alınır

Buharlaşma ile kaynama birbirine karıştırılmamalıdır

Buharlaşma;bir sıvının açık havayla temas halindeki bölgesinde,çok küçük bir bölümün gaz haline geçmesi olayına denir

Kaynama sıvının dipten buharlaşmasıdır

Kaynama ise sıvının çok hızlı bir şekilde gaz haline geçmesi olayına denir

Bu durumda sabit basınç altındaki her sıcaklıkta buharlaşma olayı olur

Ancak kaynama olayının olması için sıvının kaynama sıcaklığında olması gerekir

Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir

Buharlaşma,ısı soğurmayı gerektirir

Bütün soğutma makinelerinde(buzdolaplarında)özel bir sıvı buharlaştırılarak soğuma sağlanır

Testinin içindeki suyun soğuması da buharlaşmanın bir sonucudur

Basıncın artması buharlaşmayı zorlaştırır

Azalması ise buharlaşmayı kolaylaştırır

Rüzgarlı havalarda çamaşırların kolay kurumasının sebebi,akışkanların hızının arttığı yerde basıncın azalmasındandır

10-20-2012	#2
Prof. Dr. Sinsi	İsı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örneklerle Açıklama Cisme ısı vermeye devam edildiğinde sıcaklığı öyle bir noktaya gelir ki,ısı verilmesine rağmen sıcaklığı değişmezAcaba bunun nedeni ne olabilir? Isıtılan katıların molekülleri önce hızlanırYani kinetik enerjileri artarBu ise maddenin sıcaklığının artışı demektirIsı vermeye devam ettiğimizde moleküllerin hızı öyle yükselir ki birbirlerinden iyice uzaklaşmaya,dolayısıyla aralarında ki bağı gevşetmeye başlarlarBu andan itibaren sıvılaşmaya başlarYani erime olayı olur ve moleküller artık hızlanmazlarAldıkları enerjiyi birbirlerinden uzaklaşmak için kullanırlarDolayısıyla hal değiştirme sırasında(katı halden sıvı hale geçerken) sıcaklık sabit kalırKısaca,bir maddenin ısı alarak katı halden sıvı hale geçmesi olayına erime,ısı vererek,sıvı halden katı geçmesi olayına da donma denir Sabit basınç altında bir madde erirken sıcaklığı değişmez,sabit kalırBu sıcaklık değerine erime sıcaklığı ya da erime noktası denir Mesela,1 atmosferlik basınç altında 0 derece de bulunan bir buz parçasına ısı verildiğinde buz hemen erimeye başlarAncak buz erirken sıcaklığı değişmemekte ve hep 0 derecede kalmaktadırBu olayda suyun erime sıcaklığının 0 derece olduğu anlaşılırBuz eriyip tamamen su olunca suyunda sıcaklığı yine 0 derece olurŞayet ısı verilmeye devam ederse,0 derecede bulunan suyun sıcaklığı artar O halde bir maddenin donma noktası ile erime noktası aynı sıcaklıktadırDonma ve erime noktaları madde miktarına bağlı değildir Bazı elementlerin 1 atmosferlik basınç altındaki erime veya donma sıcaklıkları tabloda verilmiştir Erime ve Donma Isıları Moleküller arası bağ,bazı maddelerde zayıftırDolayısıyla bazı maddelerin moleküllerini birbirinden uzaklaştırmak için daha çok enerji,bazılarında da daha az enerji harcanırO halde maddenin cinsine ve kütlesine bağlıdır Sonuç olarak diyebiliriz ki:Bir maddenin erimesi sırasında aldığı ısı,maddenin cinsine veya miktarına bağlıdır ve bunlarla doğru orantılıdır Alınan ya da verilen ısı Q=ml bağıntısından bulunur Burada L maddenin cinsine bağlı bir büyüklük olup adına “hal değiştirme ısısı”denirMaddenin erime olayında “donma ısısı”,kaynama olayında “kaynama ısısı”,yoğunlaşma olayında da “yoğunlaşma ısısı”adını alırYukarıdaki bağıntıda hal değiştirme ısısı eğer erime ısısı Le ile gösterilirBuz için Le=80 cal/g dır Erime Isısı:Erime sıcaklığına gelmiş bir katının 1 gramının sıvı hale geçmesi için gerekli ısıya denir Donma Isısı Bir maddenin, Erime sıcaklığı=Donma sıcaklığı Erime ısısı=Donma ısısıdır Erime ve Donma Sıcaklığına Etki Eden Faktörler Erime ve donma noktasına iki faktör etki ederYani iki değişiklik yaparak erime ve donma noktaları değiştirilebilir 1)Basınç 2)Safsızlık 1)Basıncın Erime ve Donmaya Etkisi Basınç,birim yüzeye etkiyen dik kuvvettirBundan dolayı basınç,bir maddenin moleküllerini bir arada tutarak parçalanıp dağılmasını önleyecek yönde etkir Erime sırasında hacmi artan maddelerde,basıncın artması erimeyi zorlaştırırMaddenin erime sıcaklığı basınçla yükselmiş olur Erime sırasında hacmi azalan maddelerde basıncın erimeyi kolaylaştırırBöylece maddenin erime sıcaklığı düşer Örneğin normal şartlarda 0 0C eriyen buz,üzerine basınç uygulandığında –1 0C,-2 0C de eriyebilirKışın kar üzerine bastığımızda,ayağımızın altındaki karın erimeye başlaması buna bir örnektir 2)Safsızlığın Erimeye ve Donmaya Etkisi Yabancı maddeler erimeye ve donmaya basınç gibi etki ederBuzun içine tuz karıştırılması,erime sıcaklığını düşürürSuyun içine antifiriz denen maddenin katılması,suyun donma sıcaklığını düşürürKışın buzlanan yollara tuz serpilmesinin nedeni,buzu 0 0C nin altında eritebilmek içindirYani 0 0C donan su,daha düşük sıcaklıklarda donar Kaynama ve Yoğunlaşma Olayları Maddenin tamamı eridikten sonra cisme ısı vermeye devam edersek sıvının sıcaklığı artar ve bu sıcaklık artışı Q=mct bağıntısı ile hesaplanırBu sıcaklık öyle bir noktaya gelir ki,ısı verilmesine rağmen,sıcaklığında değişme meydana gelmezBurada verilen enerji,erimede olduğu gibi,sıvı molekülleri arasındaki bağı koparmaya ve molekülleri birbirinden uzaklaştırmaya harcanırBir maddenin ısı alarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma,ısı vererek gaz halinden sıvı haline geçmesi olayına da yoğunlaşma denir Kaynama noktası:Bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu andaki sıcaklığa kaynama sıcaklığı denir76 cm-Hg basıncında saf suyun kaynama sıcaklığı(kaynama noktası)100 0C dir Yoğunlaşma Sıcaklığı:Yoğunlaşma olayı kaynama olayının tersinir durumudurSabit basınç altındaki gaz haldeki madde yoğunlaşarak,sıvı hale geçerken sıcaklığı değişmezBu sıcaklık değerine yoğunlaşma sıcaklığı denir Bu durumda kaynama ve yoğunlaşma noktaları aynı olurKaynama ve yoğunlaşma noktaları madde miktarına bağlı değildirÖrneğin 1 atmosfer basınç altında bulunan su buharının yoğunlaşmaya başladığı sıcaklık değeri 100 0C dir Yoğunlaşma Isısı:Yoğunlaşma sıcaklığına gelmiş 1 gram buharın,1 gram sıvı haline gelmesi için dışarıya vermesi gerekli ısıya o buharın yoğunlaşma ısısı denir Bir maddenin ; Kaynama sıcaklığı =Yoğunlaşma sıcaklığı Kaynama ısısı =Yoğunlaşma ısısıdır Erime ve buharlaşma olaylarının tersi donma ve yoğunlaşmadır Sabit bir basınçta erime ve kaynama sıcaklığı,erime ve kaynama ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir(Her madde için erime ve kaynama ısıları farklıdır) Kaynama ve Yoğunlaşma sıcaklıklarına Etki eden faktörler 1)Basınç 2)Safsızlık 1)Basıncın Kaynamaya Etkisi Kaynama olayının gerçekleşmesi için sıvının buhar basıncının,atmosfer basıncına eşit olması gerekirBuna göre atmosfer basıncı artarsa,kaynama zorlaşırYani kaynama noktası yükselirDüdüklü tencerede buhar basıncının artması kaynama noktasını 110 0C veya 120 0C lere yükselirDolayısıyla yemek daha çabuk ve iyi pişer Basınç azalırsa kaynama noktası düşerDeniz seviyesinden yükseldikçe açık hava basıncı azalacağından kaynama noktası 100 0 C altına düşerErzurum’da saf su yaklaşık 94 0 C de,Everest dağının tepesinde 75 0 C de kaynarBasınç yeterince düşürülürse,su 0 0 C de bile kaynar Not:Eğer yeryüzünde atmosfer olmasaydı,bütün sular kaynayarak uzaya yayılırdı 2)Yabancı maddeler,sıvının kaynama sıcaklığını değiştirirSuyun içine tuz yada şeker karıştırılıp eritilirse,kaynama sıcaklığı 100 0 C nin üstünde olur Buharlaşma Sıvıların gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denirBuharlaşmada basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çokturSıvı ısıtıldığında moleküllerin hızı artarHızla sıvı yüzeyine molekül,moleküller arası çekim kuvvetini ve yüzey gerilimini yenerek sıvıyı terk ederBu olaya buharlaşma denir Buharlaşma Isısı Kaynama sıcaklığındaki 1 gram sıvının buharlaşarak,aynı sıcaklıkta 1 gram buhar haline gelmesi için gerekli ısıya o sıvının buharlaşma ısısı denirSu için bu ısı 537 cal/g dırYaklaşık 540 cal/g alınır Buharlaşma ile kaynama birbirine karıştırılmamalıdırBuharlaşma;bir sıvının açık havayla temas halindeki bölgesinde,çok küçük bir bölümün gaz haline geçmesi olayına denirKaynama sıvının dipten buharlaşmasıdırKaynama ise sıvının çok hızlı bir şekilde gaz haline geçmesi olayına denirBu durumda sabit basınç altındaki her sıcaklıkta buharlaşma olayı olurAncak kaynama olayının olması için sıvının kaynama sıcaklığında olması gerekir Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir Buharlaşma,ısı soğurmayı gerektirirBütün soğutma makinelerinde(buzdolaplarında)özel bir sıvı buharlaştırılarak soğuma sağlanırTestinin içindeki suyun soğuması da buharlaşmanın bir sonucudur Basıncın artması buharlaşmayı zorlaştırırAzalması ise buharlaşmayı kolaylaştırırRüzgarlı havalarda çamaşırların kolay kurumasının sebebi,akışkanların hızının arttığı yerde basıncın azalmasındandır