MADDENİN TANECİKLİ YAPISI VE ISI

** Maddenin Tanecikli Yapısı** Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Madde, doğada fiziksel özelliklerine göre katı, sıvı ve gaz olarak 3 halde bulunur. • Madde hangi halde olursa olsun bütün maddeler taneciklerden oluşmuştur. Maddeleri oluşturan tanecikler bazı maddelerde atomu bazı maddelerde de molekülü temsil eder. • Maddeyi oluşturan taneciklerin arasında boşluk bulunur. • Madde hangi halde olursa olsun maddeyi oluşturan tanecikler hareket halindedir. Bu nedenle maddeyi oluşturan taneciklerin hareketlerinden dolayı hareket (kinetik) enerjileri vardır. • Maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk miktarı ve taneciklerin hareketi maddenin haline göre değişir.

---Isı--- Bir maddeyi oluşturan taneciklerin sahip oldukları hareket (kinetik) enerjilerinin toplamına ısı denir. Isı bir enerji türüdür ve ısı enerjisi kalorimetre kabı ile ölçülür.

a) Isı Enerjisi Birimleri : • Kalori (cal) • Kilo Kalori (kcal) • Joule (J) • Kilo Joule (kJ) b) Isı Enerjisi Birimlerinin Dönüşümü : • 1 kcal = 1000 cal 1 cal = kcal • 1 kJ = 1000 J 1 J = kJ • 1 cal = 4,18 J 1 cal  4 J • 1 J = 0,24 cal 1 J  0,25 cal

Sıcaklık Bir maddeyi oluşturan taneciklerden bir tanesinin sahip olduğu hareket enerjisine (taneciklerin sahip oldukları hareket = kinetik enerjilerinin ortalamasına) sıcaklık denir. Sıcaklık birimi derecedir. Derece 0C ile gösterilir ve selsiyus derece veya santigrat derece diye okunur. Sıcaklık, termometre ile ölçülür. Termometrelerin cıvalı, alkolü, ispirtolu ve metal termometre gibi çeşitleri vardır.

Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar : 1- Isı bir enerji çeşidi, sıcaklık ise bir ölçümdür. 2- Isı kalorimetre kabı ile sıcaklık termometre ile ölçülür. 3- Isı birimi kalori (cal) veya Joule, sıcaklık birimi ise derecedir. 4- Isı, madde miktarına bağlıdır, sıcaklık ise madde miktarında bağlı değildir.

Isı Enerjisinin Maddenin Tanecikleri Üzerindeki Etkisi : Maddeler ısıtıldığında ya da soğutulduğunda maddeyi oluşturan taneciklerin hızları ve aralarındaki boşluk miktarı değişirken maddeyi oluşturan taneciklerin büyüklüklerinde (belirgin olarak) değişme olmaz. Maddeyi oluşturan tanecikler görülemeyecek kadar küçük olduğu için ısı alan veya ısı veren maddelerde gözlenen hareketler taneciklere değil tanecik (molekül) yığınlarına aittir.

a) Isıtılan Maddenin Taneciklerinin Hareketi : Maddeler ısıtıldığında yani ısı enerjisi aldığında maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjileri artar yani tanecikler daha hızlı hareket ederler. Hızlı hareket eden tanecikler yavaş hareket eden taneciklere çarparak enerjilerini yavaş hareket eden taneciklere aktarır. Böylece maddeyi oluşturan taneciklerin hızları birbirine eşit olur. Taneciklerin hızları birbirine eşit olduğu için maddenin sıcaklığı her yerinde aynı olur ve maddenin sıcaklığı ilk duruma göre artar. Sıcak ortamda bulunan tanecikler hızlı hareket ettikleri için tanecikler arasındaki boşluk fazladır ve fazla hacim kaplarlar.

• Taneciklerin hızı artar. • Tanecikler arasındaki boşluk artar • Taneciklerin hızı artar. • Tanecikler arasındaki boşluk artar. • Maddenin hacmi artar

b) Soğutulan Maddenin Taneciklerinin Hareketi : Maddeler soğutulduğunda yani ısı enerjisi kaybettiğinde (verdiğinde) maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjileri azalır yani tanecikler daha yavaş hareket ederler. Yavaş hareket eden tanecikler, hızlı hareket eden taneciklerden enerji alırlar. Böylece maddeyi oluşturan taneciklerin hızları birbirine eşit olur. Taneciklerin hızları birbirine eşit olduğu için maddenin sıcaklığı her yerinde aynı olur ve maddenin sıcaklığı ilk duruma göre azalır. Soğuk ortamda bulunan tanecikler yavaş hareket ettikleri için tanecikler arasındaki boşluk azdır ve az hacim kaplarlar.

• Taneciklerin hızı azalır. • Tanecikler arasındaki boşluk azalır • Taneciklerin hızı azalır. • Tanecikler arasındaki boşluk azalır. • Maddenin hacmi azalır.

Isı Aktarımı (Isı Alışverişi) Bir maddede ısı aktarımı, o maddenin taneciklerinin çarpışması ile gerçekleşir. Farklı sıcaklıklardaki maddeler birbirlerine dokundurulduklarında (temas ettiklerinde) ısı aktarımı, sıcak olan maddedeki taneciklerin, soğuk olan maddedeki taneciklerle çarpışması ile gerçekleşir. Isı alan maddenin taneciklerinin hızı (hareketliliği) artar. Isı veren maddenin taneciklerinin hızı (hareketliliği) azalır.

Isı Enerjisinin Maddeler Üzerindeki Etkileri Isı bir enerji çeşididir ve maddeler üzerinde 3 türlü değişiklik yapabilir. Bunlar; • Sıcaklık Değişimi • Hal Değişimi • Boyut Değişimi (Genleşme veya Büzülme)

a) Sıcaklık Değişimi : Sıcaklığın var olmasının nedeni ısı enerjisidir ******a) Sıcaklık Değişimi : Sıcaklığın var olmasının nedeni ısı enerjisidir. Sıcaklık, maddenin aldığı veya verdiği ısı enerjisinin bir göstergesidir. Bir madde dışarıdan ısı enerjisi aldığında yani madde ısıtıldığında, verilen ısı enerjisini maddeyi oluşturan tanecikler alır ve tanecikler bu enerjiyi hareket enerjisine dönüştürür. Yani maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjileri artar. Bu nedenle de maddenin sıcaklığı artar. Bir madde dışarıya ısı enerjisi verdiğinde yani madde soğutulduğunda maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjileri azalır. Bu nedenle de maddenin sıcaklığı azalır.

******b) Hal Değişimi : Katı, sıvı ve gaz halindeki maddelerin ısı enerjisi etkisiyle bir halden diğerine dönüşmesine hal değişimi denir. Hal değişimi olayı ısı enerjisi sayesinde gerçekleşir. Madde hal değiştirdiğinde o maddeyi oluşturan taneciklerin sayısı ve büyüklüğü değişmez, sadece taneciklerin birbirlerine olan uzaklığı ve yaptıkları hareket değişir.

*****c) Boyut Değişimi (Genleşme veya Büzülme) : Dışarıdan ısı enerjisi alan maddelerin hacimlerinde meydana gelen artışa genleşme denir. Dışarıya ısı enerjisi veren maddelerin hacimlerinde meydana gelen azalmaya büzülme denir. Bir madde dışarıdan ısı enerjisi aldığında yani madde ısıtıldığında, maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjileri artar. Taneciklerin hareket enerjileri artınca titreşim hızları artar ve tanecikler birbirlerinden uzaklaşırlar. Bu nedenle de maddenin hacmi artar yani madde genleşir.

Bir madde dışarıya ısı enerjisi verdiğinde yani madde soğutulduğunda, maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjileri azalır. Taneciklerin hareket enerjileri azalınca titreşim hızları azalır ve tanecikler birbirlerine yaklaşırlar. Bu nedenle de maddenin hacmi azalır yani madde büzülür.