Bu yazıda maddenin hâl değiştirmesi sürecinde oluşan erime, donma, kaynama, yoğunlaşma (yoğuşma), buharlaşma, süblimleşme ve kırağılaşma olaylarını ısı alınıp verilmesini; erime, donma ve kaynama noktalarını kullanarak saf maddeleri ayırt etmeyi; ayrıca, ısı ve sıcaklık kavramları arasındaki temel farkları kavrayarak ısınma ve soğuma esnasında maddelerde meydana gelen genleşme ve büzülme olaylarını kavramanız için bu yazıyı hazırladık. 5. Sınıf Madde ve Değişim Konu Anlatımı, Madde ve Değişim Konu Anlatımı,5. Sınıf Fen Bilimleri
Maddelerin bulundukları hâlden başka bir hâle geçişine hâl değişimi denir. Maddenin üç hâli vardır. Bu hâller arasındaki geçişleri, aşağıda verilen şemadaki gibi isimlendirebiliriz. Bir maddenin katı hâlden sıvı hâle geçişine erime, sıvı hâlden gaz hâle geçişine buharlaşma, gaz hâlden sıvı hâle geçişine yoğuşma, sıvı hâlden katı hâle geçişine de donma denir.
Buharlaşmanın en hızlı olduğu durum, kaynama olarak adlandırılır. Saf sıvılar belirli bir sıcaklıkta kaynar. Ancak buharlaşma her sıcaklıkta olur. Bir sıvının buharlaşması için kaynama sıcaklığında olması şart değildir. Buharlaşma sadece sıvının yüzeyinde gerçekleşirken kaynama anında, sıvının her tarafında buharlaşma meydana gelir. Yani kaynama anında buharlaşma çok daha fazla olur.
Yağmur ve kar yağışı esnasında hava daha ılık iken yağış bittikten sonra hava soğur. Bunun nedeni, yağmur ve kar oluşurken yani yoğuşma ve donma olayı gerçekleşirken bulutlarda
bulunan su buharının havaya ısı vermesiyle hava sıcaklığının artmasıdır. Yağmur ve kar yağdıktan sonra ise buharlaşma ve erime sonucu su ve kar, havadan ve yerden ısı alır.
Naftalin herhangi bir ısıtma işlemi yapılmadan da hâl değiştirmektedir. Katı hâldeki naftalin, ortamdan ısı alarak sıvı hâle geçmeden gaz hâle geçmektedir. Maddelerin bu şekilde ortamdan ısı alarak katı hâlden gaz hâle geçmesine süblimleşme denir. Katı hâldeki naftalin topları dolap içinde süblimleşerek dolabın içini naftalin kokusu ile doldurur.
Süblimleşme olayının tersine yani gaz hâldeki maddenin ısı vererek doğrudan katı hâle geçmesine ise kırağılaşma denir. Süblimleşme olayı maddenin ısı alması, kırağılaşma olayı ise maddenin ısı vermesi sonucu oluşur.
Her maddenin kendine özgü özellikleri vardır. Bunlara ayırt edici özellikler denir.
Saf bir katı maddenin ısı alması sonucu, katı hâlden sıvı hâle geçtiği sıcaklık değerine erime noktası denir. Benzer şekilde, saf bir sıvı maddenin ısı vermesi sonucu, sıvı hâlden katı hâle geçtiği sıcaklık değerine donma noktası denir. Dolayısıyla saf bir maddenin erime ve donma noktası, aynı değerdir.
Saf bir sıvının kaynadığı sıcaklık değerine kaynama noktası denir.
Isı, maddeler arasında aktarılan bir enerji çeşididir. Enerji birimine, James Prescott Joule’ün (Ceyms Preskut Jul) anısına Joule (jul) denmektedir. Ancak ısı için daha çok calori (kalori) birimi kullanılmaktadır. Joule “J” ile calori ise “cal” sembolü ile gösterilir. 1 cal, yaklaşık 4,2 J’dür. Alınan ya da verilen ısı, kalorimetre denen aletlerle ölçülür.
Sıcaklık ise bir maddenin sahip olduğu enerji ile ilgili bir büyüklüktür. Sıcaklık bir enerji değil enerjinin ya da ısının bir ölçüsüdür. Sıcaklık birimi derece selsiyustur (°C). Sıcaklık, termometre ile ölçülür.
Farklı sıcaklıktaki maddeler arasındaki enerji alışverişine ısı alışverişi denir. Isı akışı, sıcak maddeden soğuk maddeye doğrudur. Yani sıcak maddenin sıcaklığı azalırken soğuk maddenin sıcaklığı artar. Isı alışverişi, her iki maddenin sıcaklıkları eşitleninceye kadar devam eder. Ulaşılan bu son sıcaklığa denge sıcaklığı denir. Denge sıcaklığı, her zaman karıştırılan maddelerin sıcaklık değerleri arasında yer alır.
Maddelerin miktarına ve cinsine göre denge sıcaklığı değişebilir.
Özel durumlar hariç olmak üzere, genelde ısı alarak sıcaklığı artan maddelerin boyutları ve hacimleri artmaktadır. Isı alarak gerçekleşen bu olaya genleşme denir. Benzer şekilde, ısı vererek sıcaklığı azalan maddelerin boyutları ve hacimleri azalmaktadır. Bu duruma da büzülme denir.
Bir deney yaptığımızı düşünelim deneyde balonun içindeki gazın ısı alınca genleştiğini ve balonun hacminin arttığını, ısı verince büzüldüğünü yani hacminin küçüldüğünü görebiliriz.
Katıların genleşmesine bir diğer örnek de açılmayan kavanoz kapaklarının ısıtılarak açılması gösterilebilir. Metal çerçeveli gözlüklerin camı, yaz aylarında daha sık düşer. Çünkü metal kısım cama göre daha fazla genleşir. Farklı şekilde genleşen metallerin birbirine perçinlenmesi sonucu oluşturulan metal çiftleri; buzdolabı, fırın ve ütü gibi araçların termostatlarının yapımında kullanılır.
Sıvıların genleşme özelliğinden yararlanılarak sıvılı termometreler geliştirilmiştir. Termometre daha sıcak bir ortama bırakıldığında içindeki sıvı, ısı alarak genleşir. Bunun sonucunda sıvı, ölçeklendirilmiş ince cam boruda yükselir. Aynı şekilde, ortam soğuduğunda termometre sıvısı ısı vererek büzülür ve ince cam borudaki sıvının yüksekliği azalır. Termometre sıvısının ince cam borudaki yükselme ve alçalma miktarına göre sıcaklık değeri ölçülmüş olur.
Gazların hem genleşme hem büzülme özelliğinden yararlanmaktayız. Genelde turistik amaçlı kullanılan seyahat balonları, gazların genleşme ve büzülme özelliğine göre yükselip alçalır. Bir başka genleşme olayını da deodorant kutularında gözlemleyebiliriz. Deodorant kutuları güneşte bırakıldığında ya da ateşe atıldığında içindeki gaz, ısı etkisiyle genleşeceği için patlayıp etrafa zarar verebilir. Bu nedenle kutuların üzerinde bu yönde uyarılar yer almaktadır.
5. Sınıf Madde ve Değişim, 5. Sınıf Madde ve Değişim Konu Anlatımı, Madde ve Değişim Konu Anlatımı
Madde ve değişim ana başlığı altında ısı ve sıcaklık konusunu da kapsayan fen bilimleri 5. sınıf 4. ünite konu anlatımı.
>>ISI VE SICAKLIK<<
>>MADDE VE DEĞİŞİM<<
>>MADDELERİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ<<
Çevremizde ki bir çok materyali biz madde diye adlandırırız. Madde ve değişim konusu fen bilimlerinin önemli konularındandır. Bazı maddeleri gözle görebiliyorken bazılarını göremeyiz. Maddeler bazı durumlara maruz bırakıldıklarında şekil değiştirebilirler.
MADDE VE DEĞİŞİM
Maddenin Halleri ve Hal Değişimi nedir?
Doğadaki maddeler üç halde bulunurlar. Bunlar; katı, sıvı ve gaz halleridir. Maddenin bir halden, başka bir hale geçmesine hal değişimi denir. Mesela suyun buharlaşması veya buzun eriyip su haline gelmesi madde değişimine örnektir.
Katı halde bulunan bir maddenin sıvı bir hale gelmesine erime denir. Erimenin gerçekleşebilmesi için katı maddelerin ısı alması gereklidir.
Örnek: Buzun erimesi, dondurmanın erimesi, margarinin erimesi ve mumun erimesi gibi sizde bir kaç örnek bulmayı deneyin.
Sıvı halde bulunan bir maddenin katı bir hale gelmesine donma denir. Donmanın gerçekleşebilmesi için maddelerin dışarıya ısı vermesi gereklidir.
Örnek: Suyun donması, altın ve bakır gibi maddelerin donması bu duruma bir kaç örnek olabilir.
Sıvı halde bulunan bir maddenin gaz haline geçmesine buharlaşma denir. Buharlaşmanın gerçekleşmesi için maddelerin ısı alması gereklidir.
Örnek: Çamaşırların kuruması, elimize dökülen kolonyanın buharlaşması, banyodan çıkınca üşümemiz yine buharlaşmaya örnektir.
Gaz halinde bulunan maddelerin sıvı hale geçmesine yoğuşma denir. Yoğuşma olayının gerçekleşmesi için maddenin dışarıya ısı vermesi gereklidir.
Örnek: Banyo aynalarının buğulanması, camların buğulanmasını yoğuşmaya örnek olarak gösterebiliriz.
Katı halde bulunan bir maddenin gaz haline geçmesine süblimleşme denir. Süblimleşme olayının gerçekleşebilmesi için, maddelerin dışarıdan ısı alması gereklidir.
Örnek: Naftalin, iyot katı halden doğruca gaz haline geçer.
Gaz halde bulunan bir maddenin katı hale geçmesine kırağılaşma denir. Kırağılaşma olayının gerçekleşmesi için ise, maddelerin dışarıya ısı vermeleri gereklidir.
Örnek: Kışın araba camlarında ve bitki yapraklarında buz taneciklerinin oluşması kırağılaşmaya birer örnektir
MADDE DEĞİŞİMLERİ ÖZET
MADDELERİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
Maddelerin birbirinden ayrılmasını sağlayan, her maddede farklı olan özelliklere maddenin ayırt edici özellikleri denir.
*NOT: Maddelerin erime ve donma noktaları bir birine eşittir.
*NOT: Kaynama esnasında maddelerin sıcaklığı sabit kalır değişmez. Madde miktarının fazla olması, kaynama noktasını değiştirmez sadece kaynama süresini uzatır.
ISINMA VE SOĞUMA EĞRİLERİ
ISI VE SICAKLIK
Günlük hayatta ısı ve sıcaklık kelimelerini sıkça kullanırız. Öyle ki bir çoğumuz bu kavramların aynı olduğunu bile düşünürüz. Ancak bu kavramlar birbirinden farklıdır.
Isı Nedir?
Sıcaklık Nedir?
*Not: 1 cal (kalori) = 4 j (joule)
Isı Alışverişi Nedir?
Sıcaklıkları farklı maddeler arasında gerçekleşen ısı akışına ısı alışverişi denir. Isı alışverişi, maddelerin sıcaklıkları eşitlenene kadar devam eder. Isı akışı sıcak olandan soğuk olana doğru gerçekleşir.
Genleşme Nedir?
Isı alan maddelerin hacimlerinde meydana gelen artışa genleşme denir. Genleşen maddelerin yüzeyi genişler.
Örnek: Yazın elektrik tellerinin sarkması, kavanoz kapaklarının sıcak suda bekletince açılması çevremizde bulunan genleşmelere örnektir.
Büzüşme Nedir?
Isı veren cisimlerin hacimlerinde meydana gelen azalmaya büzüşme denir. Büzüşen cisimlerin yüzey alanları azalır.
Örnek: Kışın elektrik tellerinin ve tren raylarının büzüşmesi en çok karşılaşılan örneklerdir.
Genleşme ve Büzüşmenin Görüldüğü Olaylar
Madde doğada farklı hallerde bulunur. Fen Bilimleri dersinde ise maddenin 3 hali ele alınır. Bu haller katı, gaz ve sıvıdır. Katı, gaz ve sıvı halde bulunan bu maddelerin belirli tepkimeler ile değişim göstermesi ise maddenin hal değişimi olarak işlenir. Bir buzun erimeye maruz kalması ile suya dönüşmesi ya da suyun kaynamayla buharlaşarak gaza dönüşmesi maddenin hal değişimi konusudur.
MADDENİN HAL DEĞİŞİMİ NEDİR?
Maddenin hal değişimleri erime, yoğunlaşma, buharlaşma, donma, kırağılaşma ve süblimleşme olarak 6 temel başlıkta incelenir. Gelin bunları detaylı bir şekilde inceleyelim:
Erime
Katı bir halde bulunan madde uğradığı tepkime ile sıvılaşabilir. Buna erime denir. Erime sürecinin gerçekleşmesini sağlayan ısıdır. Isı olmadan erime meydana gelmez. Bu ısıya bağlı olarak gerçekleşen erimeye de erime sıcaklığı adı verilir. Erime sırasındaki maddenin sıcaklığının da stabil olduğu unutulmamalıdır. Eğer bir buza ısı verirseniz bu buz ısının derecesine göre eriyerek sıvı bir hale gelecektir. Erime işlemine aşağıdaki örnekleri verebiliriz:
Maddenin donma hali erime halinin tam tersi olarak ele alınabilir. Bir katı maddeye verilen sıcaklık nasıl ki erimeye yol açıyorsa verilen soğukluk da donmaya neden olur. Eğer bir suyu yüksek derecede soğuğa maruz bırakırsanız sıvı haldeki su buza dönüşecektir. Donma işlemine aşağıdaki örnekleri verebiliriz:
Buharlaşma
Buharlaşma ise sıvı bir maddenin kaynatılması ile gaza dönüşme halidir. Buharlaşma işlemine aşağıdaki örnekleri verebiliriz:
Suyun kaynama ile buharlaşması
İçeriğinde alkol bulunan maddelerin buharlaşması
Yoğunlaşma
Yoğunlaşma gazın sıvı hale dönüşmesidir. Eğer havada bulunan su buharı soğuk madde ile tepkimeye girerse sıvılaşma meydana gelir. Camlarda ve gözlüklerdeki buharlaşma buna örnektir.
Süblimleşme
Katı maddenin gaza dönüşümüdür.
Kırağılaşma
Gaz olarak bulunan bir madde eğer sıvı hale geçiş yapmadan hemen katı hale dönüşürse bu olay kırağılaşma olarak adlandırılır. Otomobil camlarında kış aylarında meydana gelen ince buzlanma buna örnektir.