Hal değişimine uğramayan bir maddeye ısı enerjisi verilirse ;

Q = m.c.Δt bağıntısına göre cismin sıcaklığı artar.

                Madde katı ise belli bir sıcaklık derecesine kadar sıcaklığı yükselir, daha sonra sıvı hale geçer. Madde sıvı ise belli bir sıcaklıktan sonra kaynamaya başlar. Katı sıvılaşırken ( erirken ) , erime bitinceye kadar , sıvı buharlaşırken sıvı bitinceye kadar daima sıcaklık sabit kalır. Yani madde hal değiştirirken sıcaklık ve kütle değişmez. O anda verilen ısı enerjisi hal değişimin sağlar. Yani maddenin molekülleri arasındaki bağları çözmeye harcanır.

 

ERİME : Bir katı maddenin ısı enerjisi alarak katı halden sıvı hale geçmesi olayıdır.

 

ERİME NOKTASI (DONMA NOKTASI ) : Belirli bir basınç altında katı maddenin erimeye başladığı sıcaklık derecesine denir.^^te^^ ile gösterilir. Buz için 0°C dir.

 

ERİME ISISI ( Le ) : 1 atmosfer basınç altında ve erime noktasında bulunan katı haldeki 1 gram arı maddeyi aynı sıcaklıkta sıvı haline dönüştüren ısı miktarına o maddenin erime ısısı denir. 0°C deki buz için       

Le = 80 calori / Gram

            

 

DONMA : Bir sıvı maddenin ısı kaybederek sıvı halden katı hale geçmesi olayıdır.

§ saf bir maddenin erime noktası , donma noktasına , erime ısısı donma ısısına eşittir.

                M gram maddenin erimesi için gerekli ısı Q = m . Le ile bulunur.

                Madde hal değiştirirken hacmi değişir hacimleri değişir. Bazılarının hacimleri küçülür. Bazılarınınki büyür. Örneğin : Buz eriyince hacmi küçülür. Su donunca hacmi büyür.

 

Erime ve Katılaşmada Basıncın Etkisi : Erime sırasında cismin hacmi küçülüyorsa bunun üzerine etki eden basınç arttırılırsa erime noktası düşer. Erimede cismin hacmi büyürse basınç artarsa erime noktası yükselir.

 

Aşırı Erime Veya Donmadaki Gecikme : Bir sıvının donma noktasından daha düşük sıcaklığa kadar soğutulduğu halde donmaması olayına denir. Donmadaki gecikme , sıvının moleküllerine bağlı bir olay anormal bir durumdur. Bu durumdaki bir sıvıya sıvısının kristalinden küçük bir parça atılırsa veya sarsılırsa , sıvının bir kısmı hemen donar sıcaklığı da donma noktasına yükselir.

                Eğer su aşırı ergirmiş ise ; kristali atılınca donacak suyun kütlesi (x)

               

X = m .t      bağıntısından bulunur. Burada ;

     L +c .t

M = aşırı erimiş suyun kütlesi ; L = Buzun erime ısısı ( 80 cal / gr. )

C = buzun ısınma ısısı ( C buz = 0,5 cal / gr - °C ) , t = aşırı erimiş suyun sıcaklığı ( - ) olduğu halde bunun mutlak değeri alınır.

 

ERİME KANUNLARI :

 

1-) Plastik maddeler hariç olmak üzere kristal yapılı her katı maddenin sabit bir basınç altında bir erime noktası vardır.

2-) Erime süresinde maddenin sıcaklığı sabit kalır. Şimdi bir katı maddenin erimesi olayını sıcaklığının zaman göre değişim grafiği ile gösterelim.

                Katı maddenin ilk sıcaklığını ( t1 ) , erime sıcaklığı te ise ;

                Grafiğin 1. bölgesinde katı erime sıcaklığına kadar

ısınmıştır. Madde katı haldedir.

                2. Bölgede verilen ısı katı maddenin molekülleri arasında

ki bağı çözmek için harcamış olup ; madde katı-sıvı karışımı

haldedir.

                3. Bölgede ise maddenin erimesi bitmiştir , madde tama

men sıvı haldedir.

 

DONMA KANUNLARI :

 

1-)Katısı kristal yapılı olan her sıvını basınç altında belli bir donma noktası vardır.

2-)Katılaşma süresince maddenin sıcaklığı değişmez.

 

İlk sıcaklığı t1 , donma noktası td olan bir sıvı maddenin

donma grafiği.

Bu iki grafiğin zaman ekseni , aynı zamanda maddenin

aldığı verdiği ısının , sıcaklığa bağlı değişim eksenidir.

Bu grafiklerin bölgelerine göre , cismi verilen gereken

Isı miktarını hesaplayalım.

 

BUHARLAŞMA :

 

                Bir sıvı maddenin ısı enerjisi alarak sıvı halden gaz hale geçmesidir. Erime belli bir sıcaklık derecesinde olduğu halde buharlaşma her sıcaklık derecesinde olur. Eğer böyle olmasaydı ıslanan bir cisim suyun kaynama noktasına kadar ısıtılırdı.

 

BUHARLAŞMA ISISI (Lb) : 1 atmosfer basınç altında belli bir sıcaklıkta 1 gram sıvıyı aynı sıcaklıkta buhar haline dönüştüren ısı miktarına

buharlaşma ısısı denir.

                100°C de su için Lb = 540 cal/g

Buharlaşma ısısı ; sıvının buharlaştığı sıcaklık derecesine bağlıdır. Yani sıvını sıcaklığı artarsa Lb küçülür.

Kütlesi M olan maddeyi sıvı halden gaz haline getirmek için Q = M . Lb enerjisi verilmelidir.

 

UYARI : Buharlaşan sıvı çevresinden ısı alır. Onun için elimize kolonya dökünce serinlik hissederiz. Ayrıca terimiz veya ıslak çamaşırlarımız üzerimizde kurursa hasta oluruz. Bunun da sebebi vücudumuzun ısı kaybetmesidir.

 

YOĞUNLAŞMA : Gaz (buhar) halinde bulunan  bir maddenin ısı    vererek sıvı hale geçme olayına denir. Sıvı madde buharlaşırken aldığı   ısıyı,    yoğunlaşırken  aynen  geri verir. Bir  sıvının belli bir

sıcaklık derecesinde buharlaşma  ısısı, yoğunlaşma  ısısına  eşittir.

 

KAYNAMA : Isıtılan bir  sıvının iç buhar basıncının dış basınca eşit olduğu anına kaynama denir. Kaynamanın oluştuğu sıcaklık derecesine kaynama noktası denir.

 

Kaynama Kanunları:

1)Her sıvı maddenin sabit bir basınç altında kaynama sıcaklığı (Kaynama Noktası) vardır.

2)Sabit bir basınçta  kaynama süresince sıvının sıcaklığı değişmez.

 

UYARILAR:

1)Bir sıvının içine yabancı maddeler katılırsa kaynama noktası yükselir.

2)Kaynama noktası basınç ile doğru orantılıdır. Yani basınç artarsa kaynama noktası da artar. Basınç düşerse kaynama noktası da düşer.

                   Saf su deniz seviyesinde100°C kaynadığı halde denizden yüksekte olan Ankara’da 87-98°C  de kaynar.

 

SÜBLİMLEŞME: Bir katı maddenin ısı enerjisi alarak sıvı hale gelmeden doğrudan doğruya buhar haline geçmesi olayına denir.

                Şimdi bir katı maddenin belli bir sıcaklıktan itibaren gaz haline gelinceye kadar , hal değişim grafiğini çizelim.

                Bu grafik kütlesi M , ısınma ısısı ( Ck ) ,

erime ısısı ( Le ) , buharlaşma ısısı ( Lb ) olan

bir maddeye ait olsun. Her aralık için ısı

denklemlerini yazalım.

1. ARALIK : Cismin sıcaklığını t1°C den 

erime noktasına kadar arttırmak için verilen ısı:

Q1 = M . CK . ( te – t1 )

2. ARALIK : Maddenin katı-halden , sıvı hale geçtiği aralık olup ,

ΔQ = Q2  - Q1 = M . Le  ısısını almıştır.

                3.  ARALIK : Sıvılaşan katı maddenin kaynama noktasına kadar ısıtıldığı aralık olup ,

verilen ısı Q3 – Q2 = M . Csıvı ( tk – te ) ile bulunur.

4. ARALIK : Kaynama noktasına kadar ısınan sıvının tamamen gaz

haline geçebilmesi için ısıtıldığı aralık olupΔQ = Q4 – Q3 =M . Lb ısısını almıştır.

AÇIK HAVADA BUHARLAŞMA HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

1-)Açık havada buharlaşma hızı , havanın sıcaklığı ile doğru orantılıdır. Sıcak havada buharlaşma hızlı olur.

2-)Buharlaşma hızı buharlaşacak sıvının havaya açık yüzeyinin büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Yüzey geniş ise buharlaşma hızlı olur.

3-)Buharlaşma hızı , buharlaşacak sıvının havadaki buharları ile ters orantılıdır. Buharlar havada çok ise buharlaşma yavaş olur.

4-)Buharlaşma hızı rüzgarlı havada hızlı olur.

5-)Buharlaşma hızı basınç ile ters orantılıdır.

6-)Buharlaşma hızı sıvının cinsine bağlıdır.