Maddenin Halleri ve Isı

Isı ve Sıcaklık Isı ve sıcaklık kavramlarını günlük hayatımızda çeşitli şekillerde kullanırız. Havalar ısınmaya başladı. Çay suyu ısındı mı? Mevsim sıcak ve kurak geçiyor.

Isı bir enerjidir. Sıcaklık ise ısı hakkında yapılan değerlendirmedir. Çay çok sıcak, bu gün hava 45 oC gibi ifadeler ısı hakkında yapılan bir değer- lendirmedir ve sıcaklığı ifade eder. Isı birimi kalori, sıcaklık birimi celcius’dur. oC şeklinde gösterilir. Bizim termometre ile ölçtüğümüz, sıcak olan maddeden termometreye aktarılan ısı miktarıdır.

Kışın elinizde kartopu tuttuğunuzda bir süre sonra eliniz neden üşür?

Isının bir maddeden diğerine aktarımına ısı alışverişi denir. 100 oC Isının akış yönü sıcak olan maddeden soğuk olana doğrudur -5 oC Isının bir maddeden diğerine aktarımına ısı alışverişi denir.

Isı – Sıcaklık ve Kütle İlişkileri Bir maddenin aldığı ısı enerjisi, maddenin miktarına bağlıdır. K ve L kaplarındaki sıvıyı 100 oC a kadar ısıtalım. 10 oC L K Daha uzun sürede kaynar Daha kısa sürede kaynar

Sonuç: Bir maddenin kütlesi arttıkça, o maddenin sıcaklığını arttırmak için gereken ısı miktarı da artar.

K ve L kaplarına eşit sürede ısı verilirse; 80 oC 25 oC 15:00 K kabındaki su sıcaklığının L kabındaki suyun sıcaklığından az olduğu gözlemlenir.

Örnek: Başlangıç sıcaklığı 30 oC olan I, II, III kapları özdeş ısıtıcılar ile 50 dakika ısıtılıyor. 1- Kapların sıcaklığını karşılaştırınız. 2- Kaplara ait sıcaklık sütun grafiğini çiziniz. Y Y Y Z Z X X X

Çözüm: X > Y >Z Sütun grafiği Z X Y

Sıcaklık Kavramı Bir maddenin sıcaklığının artması o maddenin taneciklerinin hareketinin artmasıdır. Bir madde sıcak ise o maddeyi oluşturan taneciklerin titreşim hızı büyük, madde soğuk ise taneciklerinin titreşim hızı küçüktür. Bir maddenin sıcaklığının artması taneciklerin hareket enerjisinin artması demektir.

Sıcaklık bir maddenin taneciklerinin sahip olduğu ortalama kinetik enerjisinin bir göstergesidir.

Sıcaklığın Ölçülmesi Bir maddenin ne kadar sıcak veya soğuk olduğuna dokunma duyusu ile yorum yapabiliriz. Ancak sıcaklığı dokunma duyusu ile sayısal olarak ölçemeyiz. Sıcaklığı sayısal olarak ölçen alete termometre denir.

Isı Termometre, bir ortamla ısı alışverişinde bulunduğunda içindeki sıvı genleşir veya büzüşür.

Örnek; I 10 20 40 30 50 5 10 15 20 25 30 III 20 40 60 80 100 Şekilde farklı ortamlarda ölçüm yapılmış I,II ve III termometreleri görülmektedir. Buna göre; Hangi termometrenin gösterdiği değer en büyüktür? Hangi termometre daha hassastır? II

Örnek; Donma sıcaklığı oC Kaynama sıcaklığı oC X 10 100 Y -20 60 Z -10 95 X, Y ve Z maddelerine ait donma ve kaynama sıcaklıkları tabloda verilmiştir. Bu maddelerin hangileriyle yapılan termometreler hem 0 oC hem 80 oC sıcaklıkta ölçüm yapılabilir?

Hangi kaba konulan buzlar daha çabuk erir? Kaynar su Kaynar su

Kütlesi Büyük Olan Çok Enerji Verebilir Kaynar su ile dolu büyük ve küçük kapları gözlemleyelim. Her ikisinin sıcaklıkları aynıdır. Fakat büyük kaptaki tanecik sayısı küçük kaptaki tanecik sayısından daha fazladır. Büyük kaptaki tanecikler küçük kaba göre başka bir maddeye daha fazla enerji verirler. Büyük kaba atılan buz daha çabuk erir.

Enerji Dönüşümü ve Öz Isı Günlük hayatımızda birçok alet, çalışması sırasında bir enerji türünü diğer bir enerji türüne dönüştürür. Örneğin fırın elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştürür. Çamaşır makinesi elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştürür.

Saç kurutma Elektrik enerjisi Isı enerjisi Fırın Elektrik enerjisi Isı enerjisi Yakılan kibrit Isı enerjisi Mekanik enerji

Sıcaklıkları ve kütleleri eşit iki farklı sıvıyı eşit süre ısıtalım. 200 ml yağ 200 ml su 10 dk Süre sonunda sıvıların sıcaklıklarının farklı olduğunu gözlemleriz. Sonuç: Sıcaklık artışı maddenin cinsine bağlıdır.

Bir gram maddenin sıcaklığını 1oC artırmak için gerekli ısı miktarına o maddenin öz ısısı denir.

1 gram 20 oC 21 oC Isı (1 kalori)

Suyun öz ısısı 1 cal/g oC tur. 1 kalori 4,18 joule eşittir. 1 gram suyun sıcaklığını 1 oC artırmak için gerekli ısı miktarına 1 kalori denir. Suyun öz ısısı 1 cal/g oC tur. 1 kalori 4,18 joule eşittir. Öz ısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Madde Öz ısı(j/g oC) Su 4,18 Demir 0,46 Alkol 2,54 Bakır 0,37 Öz ısısı büyük olan madde geç ısınır geç soğur.

Maddelere verilen ısı miktarını karşılaştırınız. Örnek; Kütleleri eşit üç farklı maddenin öz ısıları verilmiştir. Bu maddelerin sıcaklığı 5 oC artırılıyor. X Y Z 0,28 j/g oC 4 j/g oC 2,15 j/g oC Maddelere verilen ısı miktarını karşılaştırınız. Sütun grafiğini çiziniz.

Çözüm: A) Öz ısısı büyük olan madde daha geç ısınır. Bu yüzden verilmesi gereken ısı miktarı da daha fazladır. Y>Z>X B) Z X Y

Suyun öz ısısı 1 j/g oC olsaydı yaşam nasıl olurdu? Su daha çabuk kaynar daha çabuk donardı. Denizler, nehirler çok çabuk buharlaşır, çabuk donardı Atmosferin nem dengesi bozulurdu.

Maddenin Halleri ve Isı Alışverişi Maddenin tanecikleri arasında çekim kuvveti vardır. Tanecikler ısı aldıkça birbirinden uzaklaşır ve çekim kuvveti azalır. Çekim kuvveti

Buzu oluşturan tanecikler sıkı dizilidirler Buzu oluşturan tanecikler sıkı dizilidirler. Buz suya dönüşünce su molekülleri arasındaki mesafe artar,çekim kuvveti azalır. Su Buz Erime Su Buhar Buharlaşma

Katı Sıvı Gaz Tanecikler arası çekim kuvveti çok büyüktür. Tanecikler arası mesafe çok azdır. Tanecikler bulunduğu yerde titreşim hareketi yapar. Katıların belli bir şekli vardır. Tanecikler arası çekim kuvveti katılara göre azdır. Tanecikler arası boşluk katılara göre daha fazladır Tanecikler birbirinin üzerinden kayabilir Titreşim ve öteleme hareketi yaparlar Sıvılarım hacmi vardır belli bir şekli yoktur. Tanecikler arası çekim kuvveti çok azdır. Tanecikler arası mesafe çok büyüktür Tanecikler titreşim ve öteleme hareketi yapar Gazların belli bir hacmi ve şekli yoktur

Erime – Donma – Buharlaşma - Yoğuşma Katı haldeki maddeler sıvı hale geçerken çevresinden ısı alır. Bu ısı önce maddenin erime sıcaklığına gelmesi ve sonra tamamen erimesi için kullanılır. Erime sıcaklığındaki 1 gram saf katı maddenin sıvı hale geçmesi için gereken ısı miktarına o maddenin erime ısısı denir.

Buz Buz Su -10 oC 0 oC 0 oC 0 oC Buz+Su Örneğin -10 oC ta buz parçalarını ısıtalım. Buz parçalarının sıcaklığı 0 oC a kadar artar. Buz ısıtıldığı halde sıcaklık artmaz. Alınan ısı buzun tamamen sıvı hale geçmesi için kullanılır. -10 oC 0 oC 0 oC 0 oC Buz Buz Buz+Su Su

Buhar Su Buz+Su Buz Sıcaklık oC 100 Su+Buhar t2 t3 t1 t4 t5 t6 Zaman t1 t4 t5 t6 Zaman Buz+Su -10 Buz

Erime – Donma sıcaklığı : 20 oC Sıcaklık oC 80 Kaynama - Yoğuşma 20 Erime - Donma Zaman -10 Erime – Donma sıcaklığı : 20 oC Kaynama – Yoğuşma sıcaklığı: 80 oC

Sıcaklık oC 80 Kaynama - Yoğuşma 20 Erime - Donma Zaman -10

Amasya Merkez Gazi Ortaokulu Fen ve Teknoloji Öğretmeni Kemal ÖZDEMİRCİOĞLU Amasya Merkez Gazi Ortaokulu Fen ve Teknoloji Öğretmeni

Sıcaklık oC 80 20 Zaman -10

Buzu oluşturan tanecikler sıkı dizilidirler Buzu oluşturan tanecikler sıkı dizilidirler. Buz suya dönüşünce su molekülleri arasındaki mesafe artar,çekim kuvveti azalır. Buz Erime Su Su Buhar Buharlaşma