Maddenin Doğada Bulunuş Halleri Ve Özellikleri Nedir? Maddenin Halleri Nelerdir?

Maddenin doğada bulunuş halleri ve özellikleri nedir? Maddenin Halleri Nelerdir?
Maddenin doğada bulunuş halleri ve özellikleri nedir? Maddenin Halleri Nelerdir?

MADDENİN HALLERİ

Maddeler üç fiziksel halde bulunabilir Katı , sıvı ve gaz haller Madde bu üç hal arasında geçişler yapabilir Örneğin katıdan sıvıya, sıvıdan gaza, katıdan gaza geçer veya bunların tersini yapabilir Maddenin katıdan sıvıya geçmesi olayı erime, sıvıdan gaza geçmesi olayı buharlaşma (veya kaynama), bu olayların tersi, yani, sıvıdan katıya geçme donma, gazdan sıvıya geçme yoğunlaşma dır

Katı erime--->----> Sıvı ---->----kaynama(buharlaşma*)--->----> Gaz
Katı ---<----donma---<---< Sıvı ---<---yoğunlaşma----<----< Gaz
Katı ------>------>----->Katı -------<------<------< kırağlaşma (depozisyon da denilir)-------<-------<------------->------> Gaz

Gaz
buharlaşma kaynamadan farklı olarak her sıcaklıkta olabilir

Su

Su, kimya ile ilgili yazılarda tadı ve kokusu olmayan bir sıvı olarak tanımlanırİçine başka bir madde karışmamışsa kokusunun olmadığı doğrudurAma susuz kaldığımız zamanlarda içtiğimiz suyun nekadar tatlı olduğunu hepimiz biliriz
Bir bardak içinde olsun,bir çukuru doldurmuş olsun,sakin sakin akan bir akarsuda,hatta rüzgarsız bir günde denizde gördüğümüz su,ilk bakışta bize durgun ve zararsız izlenimi verirOysa kendisini etkileyen şartlara bağlı olarak zararlı bir nitelik kazanabilirÇok soğuk bölgelerin denizine düştüğümüzde donabilirizKaynama noktasına gelmiş suda haşlanarak ölebilirizAma yaşam için gereken en önemli maddelerden birisidirÖyle ki canlılara hayat veren ortamı sağladığı gibi bizzat o canlının yapısında yer alır
*
Sıvıların çoğu donma noktasına gelince hacımlarının hemen hemen yüzde onunu kaybederlerBu özellik su için de aynıdırAma ilginç bir özelliği daha vardırDonma noktasının tam sınırında genişlemeye başlarDonma gerçekleştiğinde katı hale gelirİşte bu durumda eskisinden aşağı yukarı yüzde 10 kadar bir oranda daha hacım kazanmış olurArtık ona buz deriz,ve o,suyun üzerinde yüzme kabiliyetindedirSuyun bu özelliği sayesinde yeryüzü hayat verme özelliğini sürdürmektedirAksi olsaydı,yani buz suyun üzerinde yüzemeseydi,göller ve okyanusların dibi buzlarla kaplanırdıYüzeyde kalan buzun yüzey altının ısısını koruma özelliği ortadan kalkacağı için diplerden başlayan donma gittikçe yukarılara doğru yükselirdiBöylece göl ve okyanuslar en sonunda birer buz yığınına dönerlerdi
*
Tek bir su molekülünde bir adet oksijen atomu,iki adet hidrojen atomuyla bağlı haldedirTek moleküldeki hidrojen atomları kendi oksijen atomuna çok sıkı sarılıdırlar,ama diğer su molekülleriyle olan bağları o kadar sıkı değildirBöylece herhangi bir su molekülü diğer su molekülleri ile birleşip ayrılma durumunu sürekli tekrarlarBir parkta otururken gördüğümüz ufacık bir su birikintisinde bile izlediğimiz o sakin görünüm bizim için biraz aldatıcıdırMolekülleri görme özelliğimiz olsaydı,durgun görünen bu ufacık su kütlesi içindeki herbir molekülün saniyede milyarlarca birbiri ile bağlantı kurup ayrıldığı,sonra tekrar bağlantı kurduğu izlenirdiGerçi su molekülleri bir araya gelip kütle oluştururlar,giderek göl ve okyanus boyutlarına ulaşırlar,ama molekülleri birbirine çok sıkı sarılmadıkları için dışarıdan gelen bir madde olduğunda ayrılmaları çok kolay olurSu ile kaplı bir yüzeyde yürürken bunu kolayca gözlemlerizAma su molekülleri aynı zamanda güçlü bir bağ özelliği de gösterirYüzey direnci denilen olayın sebebi de budurBir su kütlesinin yüzeyindeki moleküllerinin,alt ve yan taraflarındaki moleküllerle oluşan bağları,üstlerdeki hava molekülleriyle oluşturdukları bağlardan daha güçlüdürBu türden bir bağlılık sayesinde böcekleri,hatta su üstünde kaydırılan ağır cisimleri bile taşıyabilen bir zar yaratılmış olurSuyun bu çeşit direncini,ona uygun bir açıyla atlamayan,örneğin karınüstü atlayan biri biraz acıyla öğrenmiş olur
*
İnsan yapısının yüzde 65’ini su oluştururBu nedenle yaşamın devamı için vazgeçilmesi olanaksız bir sıvıdırAma dünya üzerinde insanların içmek için yararlandığı su miktarı o kadar bol değildirZira dünyamızdaki su miktarının çok az bir bölümü dışında kalan kısmı tuz içerdiği için içilemezZaten tüm su miktarı 1,3 milyar kilometreküptür ve bunun yüzde 97’si denizlerdedirGeriye kalan yüzde 3’lük miktar olan tatlı suyun büyük kısmı buz katmanlarında bulunur
*
Suyu oluşturan oksijen ve hidrojen elementleri tek başlarına farklı özellik taşıyan maddelerdir Oksijen yanmayı sağlayan elementtirHidrojenin bizzat kendisi yanıcı özelliktedirYanmaya eğilimli bu iki element uygun oranda birleşince ateş söndürücü hale gelmiş olur
Eğer bir cismin yoğunluğu,yani birim hacmıne düşen madde miktarı,suyun yoğunluğundan daha fazla ise o cisim batarSuyun yoğunluğu 1 gr/1 cm3 tür
Başka bir ifadeyle bir santimetre küp su,bir gram gelirHer gün gördüğümüz büyük gemiler muazzam çelik kütlelerden yapılmış olmalarına rağmen denizin üzerinde rahatlıkla yüzerlerBunun sebebi,geminin tümü gözönüne alındığında,içinde büyük oranda hava barındırıyor olmasındandırŞöyle de söyleyebiliriz:Çelik,diğer yapı malzemeleri ve hava hepsi birlikte ele alındığında hepsinin ortalama yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha azdırAncak geminin içine su girerse,geminin ortalama yoğunluğu,üzerinde yüzdüğü suyun yoğunluğunu aşacağından batacaktır

SUYUN DOĞADA BULUNUŞ ŞEKİLLERİ

Su doğada;

• Katı (buz),
• Sıvı (su) ve
• Gaz (su buharı) şeklinde bulunur

Su ısı etkisiyle;
* nem, * sulu sepken,
* bulut, * dolu,
* sis, * çiy,
* yağmur, * kırağı,
* kar gibi hava olaylarını oluşturur

• NEM: Yeryüzündeki su kaynaklarından buharlaşarak atmosfere karışan suya nem denir
• BULUT: Nemli havanın yükselmesiyle oluşan, su buharı, su zerrecikleri, buz kristalleri ya da bunların karışımına bulut denir
• SİS: Bol su buharı taşıyan havanın, yeryüzüne yakın yerlerde yoğuşmasından meydana gelen bulutlara sis denir
• YAĞMUR: Su buharı yüklü bulutlar, soğuk hava tabakalarına rastlayınca, su buharı yoğuşur, damlalar halinde yeryüzüne düşer Buna yağmur denir

• KAR: Bulutlar,0 derecenin altında bir hava katmanına girince, küçük su damlaları birden bire donarak altı köşeli kar tanecikleri şeklinde yeryüzüne düşerler
• SULU SEPKEN: Yağmurla karışık kara, sulu sepken denir

• DOLU: Yağmur damlaları yere düşerken, kuvvetli rüzgarlar, bunları yukarılardaki daha soğuk hava katmanlarına iter Damlalar donar Buna dolu denir
• ÇİY: Yer yüzü gündüz ısınır, gece soğur Nemli havadaki su buharı, bitkiler ve taşlar üzerinde yoğuşarak su damlacıkları oluşturur Buna çiy denir
• KIRAĞI: Çok soğuk gecelerde, havadaki su buharı, sıvı hale gelmeden donarak bitkiler, taş ve toprak üzerinde ince bir kar tabakası oluşturur Buna kırağı denir

SU DÖNGÜSÜ

• Yeryüzündeki sular, Güneş’in ısı enerjisi etkisiyle buharlaşır
• Ayrıca bitki ve diğer canlılardan terleme yoluyla buharlaşan su, atmosfere karışır
• Atmosferde yaşanan hava hareketleriyle değişik bölgelere taşınır
• Su buharı, atmosferde soğuk hava tabakalarında yoğuşarak;
• Yağmur,
• Kar,
• Dolu şeklinde yeryüzüne iner

yağışlar

su geçirmez toprak katmanı

bulut

bulut

SU DÖNGÜSÜ

• Yeryüzündeki suların buharlaştıktan sonra yağış şeklinde tekrar yeryüzüne dönmesine su döngüsü denir
• Suyun doğadaki bu dolanımı aynı zamanda iklimleri de etkiler
• Bir bölgede uzun süre içerisinde yinelenen hava olaylarına iklim denir

ENERJİ KAYNAĞI GÜNEŞ

Güneş enerjisi;

• Yeryüzündeki karaları, suları, havayı ve tüm canlıları ısıtır
• Su döngüsü ve diğer hava olaylarının oluşmasını sağlar
• Enerjisinden yararlandığımız deniz dalgaları ve rüzgarı oluşturur
• Yeryüzündeki canlıların yaşamlarının devamını sağlar

Buna göre;

• Yakıtlardan elde ettiğimiz enerjinin kaynağı güneştir

• Güneş Dünya’daki enerjinin hemen hepsinin ana kaynağıdır
• Güneş enerjisini farklı enerji türlerine dönüştürebilecek teknolojiler vardır

* Güneş pilleri,
* Güneş kollektörleri

ISI VE SICAKLIK

• Tüm maddeler atom ve molekül adı verilen taneciklerden oluşur

Maddeyi oluşturan tanecikler;

• Katılarda çok sıkı,
• Sıvılarda seyrek,
• Gazlarda daha seyrektir

ISI

• Sıcak ya da soğuk her maddenin bir ısı enerjisi vardır
• Bir maddenin sahip olduğu ısı miktarı;
• Cinsine, kütlesine ve sıcaklığına bağlıdır

SICAKLIK

• Sıcaklık maddenin aldığı ısı enerjisinin bir ölçüsüdür Isı alan maddelerin sıcaklığı artar

ISI VE SICAKLIK FARKLIDIR

• Isı bir enerji, sıcaklık ise algılamadır
• Isı maddelerde hal değişimine neden olur
• Sıcaklık termometre ile ölçülür
• Isı enerjisi birimi olarak;
• joule (jul) ve
• Calorie (kalori) kullanılır

YAKITLAR

• Yakıldığı zaman ısı enerjisi veren maddelere yakıt denir
• Günümüzde kullanılan yakıtlar üç ana bölümde incelenir:

1-Katı yakıtlar
2-Sıvı yakıtlar
3-Gaz yakıtlar

• Yakıtlarda depolanmış enerjinin kökeni güneş enerjisidir
• Yeşil bitkiler besinlerini yaparken güneş enerjisini kullanır

• Milyonlarca yıl önce yaşamış ağaçlar ve dev bitkiler yer kabuğu hareketleri ile yerin derinliklerine iner Değişime uğrayarak bugün yakıt olarak kullandığımız kömürler oluşur
• Milyonlarca yıl önce denizlerde yaşamış bitkiler ve hayvan kalıntılarının deniz tabanlarına çöküp değişimi ile petrol ve doğal gaz yakıtları oluşmuştur

YAKITLARDAN NASIL YARARLANIRIZ?

• Tüm yakıtlarda yanan madde karbondur
• Yakıtlar yanarken havadan oksijen alır
• Yanma sonucunda karbondioksit oluşur
• Fosil yakıtların (petrol, kömür, vb) yanması sonucu zehirli gazlar oluşur

Yakıtları;

• Uygun teknikle yakmalıyız
• Çevre kirliliği konusunda önlem almalıyız
• Tutumlu kullanmalıyız

NOT:Gaz yakıtlar çevreyi daha az kirletir

ISI ENERJİSİ HAREKETE DÖNÜŞEBİLİR

• Yakıtların yanması ile elde edilen ısının harekete dönüştürülmesinden;
• Isı motorları (otomobil, kamyon, vb),
• Buhar makineleri (buharlı tren),
• Buhar türbinleri (termik elektrik santralleri) yapılmıştır

ISI BİRİMLERİ

• Jul (j) ve kalori (cal) dir
• 1 kalori 1 gram suyun sıcaklığını 1 derece arttıran ısı miktarıdır
• 1 cal = 4 J’dür (1000 cal = 1 kilokalori)
• 1000 jul = 1 kilojul dür

• Vücudumuz, gereksinimi olan enerjiyi çeşitli besinlerden sağlar Besin çeşitlerinin de verdikleri enerjiler farklıdır

Örneğin:

• 100 g ekmekte : 250 cal
• 100 g patateste : 90 cal
• 100 g kuru fasulyede : 330 cal bulunur

Örnek: 11 yaşında bir çocuğun günlük enerji ihtiyacı 2100 cal’dir Buna göre enerji ihtiyacı kaç juldür
1 cal = 4 jul olduğundan
Enerji = 2100 x 4 = 8400 jul olur

Örnek: 100 g ekmeğin verdiği enerji 250 cal’dir Bir öğünde 200 g ekmek yiyen biri kaç cal enerji kazanır?
100 g ekmek 250 cal verdiğine göre;
Enerji = 2 x 250 = 500 cal olur
Örnek: 4000 jul enerji kaç kJ’dür?
1000 J = 1 kJ olduğundan
4000 J = 4000:1000 = 4 kJ bulunur

ISI ALAN MADDENİN SICAKLIĞI ARTAR

• Isı enerjisi alan maddenin sıcaklığı yükselir (ısınır)
• Isı enerjisi kaybeden maddenin sıcaklığı düşer (soğur)
• Örneğin; buzdolabından çıkardığımız yemeğimizi ısıtırsak, sıcaklık yükselir Oda sıcaklığındaki yemeği buzdolabına koyarsak bu sefer de ısı kaybederek soğur
• Aynı cins ve aynı miktardaki maddelere eşit ısı verildiğinde sıcaklık artışı aynı olur

ISI MADDELERİ ETKİLER

• Isı alan maddelerin sıcaklığı değişir
• Isı maddelerde hal değişikliğine neden olur Isı alan katı madde sıvı, sıvı madde de gaz haline geçer
• Isıtılan maddelerin boyutları değişir, hacmi artar yani genleşir
• Isı atmosferde bazı olaylara neden olur Rüzgar ve yağışların meydana gelmesi ısıyla ilgilidir
• Sonuç olarak ısı; sıcaklık değişimi, boyut değişimi ve hava değişimine neden olur

GENLEŞME
Isıtılan maddelerin;

• Boyu uzar,
• Yüzeyi büyür,
• Hacmi artar

Buna genleşme denir

• Genleşmenin tersi büzüşmedir Soğuyan maddeler büzüşür
• Isı verilen bütün katı cisimler genleşir
• Her katı cismin genleşme miktarı farklıdır
• Genleşme katılarda ayırt edici bir özelliktir

SIVI MADDELERDE GENLEŞME

• Isı enerjisi verilen bütün maddeler genleşir
• Her sıvının genleşme miktarı farklıdır

(Alkolün genleşme miktarı suyunkinden daha büyüktür)

• Genleşme sıvılarda ayırt edici bir özelliktir
• Su donarken de hacmi büyür

GAZLARIN GENLEŞMESİ

• Aynı derecede ısıtılan, hacimleri eşit gazlar, aynı ölçüde genleşirler
• Genleşme, gazlar için ayırt edici bir özellik değildir
• Isı etkisiyle genleşme;
• En fazla gazlarda,
• Sonra sıvılarda,
• En az katılarda olur

TERMOMETRE

• Maddenin sıcaklığını ölçmeye yarayan araçlara termometre denir
• Termometreler katı, sıvı ve gazların genleşme özelliğinden yararlanarak yapılmıştır
• Üç çeşit termometre vardır:

1-Sıvılı termometre,
2-Metal termometre,
3-Gazlı termometre

HAL DEĞİŞİMİ
1-Sıvı maddenin gaz haline geçmesi (buharlaşma)
2-Gaz maddenin sıvı hale geçmesi (yoğuşma)
3-Katı maddenin sıvı hale geçmesi (erime)
4-Sıvı maddenin katı hale geçmesi (donma)
5-Katı maddenin doğrudan gaz hale geçmesi ya da gaz maddenin doğrudan katı hale geçmesi (süblimleşme) olmak üzere beş şekilde gerçekleşir

BUHARLAŞMA

• Sıvı bir maddenin ısı enerjisi alarak gaz haline geçmesine buharlaşma denir
• Buharlaşma her sıcaklık derecesinde olur
• Dışarıya asılan ıslak çamaşırlar üzerindeki su damlacıkları ortamdan ısı alarak buharlaşınca çamaşırlar kurumuş olur

Buharlaşma hızı;

• Sıcaklık artışıyla,
• Rüzgarla,
• Havadaki nemin azalması ve
• Sıvı yüzeyinin genişlemesiyle artar

YOĞUŞMA

• Gaz halindeki bir maddenin ısı enerjisi vererek sıvı hale dönüşmesine yoğuşma denir
• Çaydanlığın emziğinden çıkan su buharına soğuk bir kaşık tutarsak, su buharı soğuk kaşık yüzeyine çarparak soğur
• Buhar, su haline dönüşerek kaşıktan damlalar halinde düşer Bu olay yoğuşmadır
• Piştikten sonra ağzı kapatılarak bekletilen yemek tenceresinin kapağında oluşan su damlacıkları da yoğuşmadır

KAYNAMA

• Sıvı içinde oluşan hızlı buharlaşmaya kaynama denir
• Kaynama, sıvı taneciklerinin gaz haline geçmesi ve sıvıyı terk etmesidir
• NOT: Kaynama süresince sıcaklık değişmez
• Su ısıtılırsa 100 derecede kaynamaya başlar
• Kaynama sıcaklığı sabittir
• Sıvıları tanımakta kullanılabilir
• Alkol 79, civa 359 derecede kaynar

ERİME

• Bir katı maddenin ısı enerjisi alarak sıvı hale geçmesine erime denir
• Erime sıcaklığı: Saf bir katının sıvı hale gelmeye başladığı sıcaklık derecesine denir
• Buzun erime sıcaklığı 0 derece,
• Mumun erime sıcaklığı 56 derece,
• Demirin erime sıcaklığı 1540 derece dir
• Erime sıcaklığı; sabittir
• Büyüklüğü maddenin kütlesine bağlı değildir Saf katıları tanımakta kullanılır

DONMA: Sıvı haldeki bir maddenin ısı enerjisi vererek katı hale geçmesine dona denir

• Örnek: Bir kap içindeki suyu buzdolabının buzluğuna koyarak bekletirsek, bir süre sonra katı hale geçer
• Donma sıcaklığı: Saf bir sıvının donmaya başladığı sıcaklık derecesine denir
• Suyun donma sıcaklığı 0 derece,
• Mumun donma sıcaklığı 56 derece,
• Demirin donma sıcaklığı 1540 derecedir
• Donma sıcaklığı her maddenin sabittir
• Saf maddelerin erime donma sıcaklıkları eşittir

SÜBLİMLEŞME

• Katı haldeki bir maddenin ısı enerjisi alarak sıvılaşmadan doğrudan gaz haline geçmesine, ya da gaz halindeki bir maddenin ısı enerjisi vererek sıvılaşmadan doğrudan katı hale geçmesine denir
• Naftalin ve iyot süblimleşir

NOT: Hal değişimi maddenin kütlesini değiştirmez

YOĞUNLUK (ÖZKÜTLE)

• Bir maddenin birim hacminin kütlesine yoğunluk ya da özkütle denir
• Ayırt edici bir özelliktir

Yoğunluk birimleri;

• Kg/m küp
• g/mL
• g/L
• g/cm küp tür
• Bir maddenin atıldığı sıvıda batması veya yüzmesi yoğunluğa bağlıdır

SUYUN KATI VE SIVI HALLERNİN YOĞUNLUK FARKININ ÖNEMİ

• Suyun genleşmesi diğer maddelerden farklıdır
• Su soğurken hacmi küçülür
• +4 derecede en küçük hacme ve en büyük yoğunluğa sahip olur(1 g/cm küp)
• 0 derecede buz olunca hacmi büyür, yoğunluğu azalır Buz sudan hafif olur

Bu nedenle;

• Su yüzeyinde donan su, buz tabakası oluşturarak yüzer
• En soğuk günlerde bile deniz ve göllerin diplerindeki sıcaklık +4 dereceden aşağı düşmez
• Deniz göllerin diplerindeki su donmadığından, buradaki canlılar yaşamlarını sürdürürler
• Ortam sıcaklığı düştükçe deniz ve göl yüzündeki buz tabakası kalınlaşır ve alt tabakalardaki suyun soğumasını önler