Bu konuda ne öğreneceksin
Buz erir, su buharlaşır, bulut yağmura dönüşür. Balonu şişirince gaz her yöne eşit basınç yapar, güneşte kalan balon patlayabilir. Madde katı, sıvı, gaz ve plazma olmak üzere dört hâlde bulunur. Hâl, maddeyi oluşturan taneciklerin düzenine, aralarındaki uzaklığa ve hareketine bağlıdır. Bu konuda maddenin hâllerini, hâl değişimlerini, gazların özelliklerini ve gaz yasalarını öğreneceksin.
Hedefler
- Katı, sıvı ve gazların tanecikli yapısını karşılaştırmak.
- Hâl değişimlerini adlandırmak ve ısı alışverişini belirtmek.
- Gaz basıncını ve gazların genel özelliklerini açıklamak.
- Boyle, Charles ve Gay-Lussac yasalarını uygulamak.
- İdeal gaz denklemini ve mutlak sıcaklığı kullanmak.
1. Maddenin hâlleri
| Özellik | Katı | Sıvı | Gaz |
|---|---|---|---|
| Tanecik düzeni | Düzenli, sıkı | Daha az düzenli, yakın | Düzensiz, uzak |
| Tanecik hareketi | Titreşim | Kayma, titreşim | Hızlı, öteleme |
| Şekil | Sabit | Kabın şekli | Kabın şekli |
| Hacim | Sabit | Sabit | Kabın hacmi |
| Sıkışabilme | Yok | Çok az | Kolay |
| Akışkanlık | Yok | Var | Var |
Plazma: Gaz taneciklerinin çok yüksek sıcaklıkta iyonlaşmasıyla oluşan dördüncü hâldir. Güneş, yıldızlar, şimşek, neon lambaları plazmadır.
2. Hâl değişimleri
| Hâl değişimi | Nereden nereye? | Isı |
|---|---|---|
| Erime | Katı → sıvı | Alınır |
| Donma | Sıvı → katı | Verilir |
| Buharlaşma | Sıvı → gaz | Alınır |
| Yoğuşma (yoğunlaşma) | Gaz → sıvı | Verilir |
| Süblimleşme | Katı → gaz | Alınır |
| Kırağılaşma (depozisyon) | Gaz → katı | Verilir |
Örnekler: Naftalinin zamanla yok olması, buzdolabındaki buzun küçülmesi, kuru buzun gaz çıkarması süblimleşmedir. Soğuk bardağın dışında su damlaları oluşması yoğuşmadır. Kışın camda buz çiçeği oluşması kırağılaşmadır.
Buharlaşma türleri: Sıvının yüzeyinden her sıcaklıkta olan buharlaşma ve sıvının her yerinden gaz kabarcıkları çıkarak belirli sıcaklıkta olan kaynama vardır. Kaynama, sıvının buhar basıncının dış basınca eşitlendiği anda gerçekleşir. Dış basınç düştükçe kaynama noktası düşer. Yüksek yerlerde su 100 °C’den daha düşük sıcaklıkta kaynar. Düdüklü tencerede basınç yüksek olduğundan su 100 °C’nin üstünde kaynar ve yemek daha çabuk pişer.
Grafikte gör
Verilen ısıyı artır. Hâl değişimi sırasında sıcaklığın sabit kaldığına dikkat et.
3. Gazların özellikleri ve basıncı
Gaz tanecikleri kabın çeperlerine sürekli çarpar. Gaz basıncı, bu çarpmaların birim alana düşen kuvvetidir. Basıncı belirleyen etkenler: Gazın miktarı (mol sayısı), hacim ve sıcaklık.
- Basınç birimleri: atmosfer (atm), mmHg, Pa. .
- Açık hava basıncı deniz seviyesinde 1 atm ya da 76 cmHg’dir.
- Gaz kapta her yöne eşit basınç yapar.
- Gazlar kolay sıkışır, her oranda karışır, bulundukları kabın tamamını doldurur.
Mutlak sıcaklık: . 27 °C = 300 K. Gazların hacmi ve basıncı mutlak sıcaklıkla orantılıdır. Mutlak sıfır noktası () olup taneciklerin kinetik enerjisinin sıfır olduğu varsayılan sıcaklıktır.
4. Gaz yasaları
Sabit miktardaki bir gaz için:
| Yasa | Sabit olan | Bağıntı | Ne söyler? |
|---|---|---|---|
| Boyle | Sıcaklık () | Basınç artarsa hacim azalır | |
| Charles | Basınç () | Sıcaklık artarsa hacim artar | |
| Gay-Lussac | Hacim () | Sıcaklık artarsa basınç artar | |
| Birleşik | Mol sayısı | Üçü birlikte |
Örnek (Boyle). 2 atm basınçta 6 L olan gaz, sabit sıcaklıkta 4 atm’e sıkıştırılırsa ve olur.
Örnek (Charles). 300 K’de 6 L olan gaz, sabit basınçta 450 K’e ısıtılırsa .
Örnek (Gay-Lussac). Hacmi sabit kapta 2 atm basınçlı gaz 300 K’den 600 K’e ısıtılırsa basınç olur.
Gazı dene
Sıcaklığı ve hacmi değiştir. Basıncın taneciklerin çarpışmalarından doğduğunu gör.
5. İdeal gaz denklemi
atm, litre, mol, kelvin, alınır.
Örnek. 1 mol gaz 0 °C’de ve 1 atm basınçta () hacim kaplar. Bu değer normal koşullar (NK) için molar hacimdir. Ders kitaplarında bu koşul NŞA (normal şartlar altında) olarak da geçer.
Örnek. 2 mol gaz 27 °C’de (300 K) ve 2 atm’de kaplar.
Avogadro yasası: Aynı sıcaklık ve basınçta gazların eşit hacimleri eşit sayıda molekül içerir.
- Sıcaklık sabit, basınç artıyorHacim azalır (Boyle).
- Basınç sabit, sıcaklık artıyorHacim artar (Charles).
- Hacim sabit, sıcaklık artıyorBasınç artar (Gay-Lussac).
- Dış basınç azalıyorKaynama noktası düşer.
6. Sıvıların özellikleri
- Buhar basıncı: Kapalı kapta sıvı ile buharı dengeye geldiğinde buharın yaptığı basınçtır. Sıcaklık arttıkça artar. Sıvının miktarına ve kabın şekline bağlı değildir. Moleküller arası etkileşimleri zayıf olan sıvının buhar basıncı yüksektir.
- Kaynama sıcaklığı: Buhar basıncı dış basınca eşit olduğunda sıvı kaynar. Dış basınç arttıkça kaynama sıcaklığı yükselir. Moleküller arası etkileşim güçlüyse kaynama sıcaklığı yüksektir.
- Viskozite (akmazlık): Sıvının akmaya karşı direncidir. Moleküller arası etkileşim güçlendikçe artar, sıcaklık arttıkça azalır. Bal, su ve alkolden daha viskozdur.
- Adezyon ve kohezyon: Aynı tür moleküller arasındaki çekime kohezyon, farklı tür moleküller arasındaki çekime adezyon denir. Su cama yapışır çünkü adezyon kohezyondan büyüktür. Bu yüzden dar borularda su yükselir (kılcallık).
- Yüzey gerilimi: Sıvı yüzeyindeki moleküllerin içeriye doğru çekilmesinden oluşur. Moleküller arası etkileşim güçlendikçe artar, sıcaklık arttıkça ve deterjan eklenince azalır. Su damlasının küre biçimi ve böceğin su üstünde yürümesi bunun sonucudur.
7. Katıların özellikleri
Katılar atom ya da moleküllerin dizilişine göre ikiye ayrılır:
| Tür | Dizilim | Örnek |
|---|---|---|
| Kristal katı | Taneciklerin düzenli ve tekrarlanan dizilimi vardır, belirli erime sıcaklığı vardır | NaCl, elmas, buz, metaller |
| Amorf katı | Düzenli bir dizilim yoktur, belirli bir erime sıcaklığı yoktur, yumuşayarak erir | Cam, plastik, kauçuk |
Kristal katılar, birimlerini birbirine bağlayan etkileşime göre iyonik, metalik, kovalent ve moleküler kristaller olarak sınıflanır. Etkileşim güçlendikçe erime sıcaklığı yükselir.
8. Konuyu toparla
| Başlık | Kısa not |
|---|---|
| Katı | Düzenli, sabit hacim ve şekil |
| Sıvı | Sabit hacim, kabın şekli |
| Gaz | Kabın hacmi ve şekli |
| Süblimleşme | Katı → gaz |
| Boyle | sabit |
| Charles | sabit |
| İdeal gaz |
Mini test
Soru 1
Sabit sıcaklıkta, 2 atm basınç altında 6 L hacim kaplayan bir ideal gaz, basıncı 4 atm olacak şekilde sıkıştırılıyor. Gazın son hacmi kaç litre olur?
- A2
- B3
- C4
- D6
- E12
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Sıcaklık sabit olduğundan Boyle yasası uygulanır: .
- ve . Doğru cevap B.
Diğer şıklar: 2 ilk basınç değeri hacim sanılmış / 4 son basınç değeri hacim sanılmış / 6 hacmin değişmediği sanılmış / 12 basınç oranı ters kurulmuş, doğru orantı sanılmış.
Soru 2
Sabit basınçta 300 K sıcaklığında 6 L hacim kaplayan bir ideal gaz, 450 K’e kadar ısıtılıyor. Gazın son hacmi kaç litre olur?
- A4
- B6
- C8
- D9
- E300
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: D
- Basınç sabit olduğundan Charles yasası: .
- ve . Doğru cevap D.
Diğer şıklar: 4 sıcaklık oranı ters kurulmuş / 6 hacmin değişmediği sanılmış / 8 işlem hatasıyla bir eksik bulunmuş / 300 ilk sıcaklık değeri hacim sanılmış.
Soru 3
Naftalin tabletlerinin zamanla küçülüp yok olması hangi hâl değişimiyle açıklanır?
- AErime
- BSüblimleşme
- CBuharlaşma
- DYoğuşma
- EKırağılaşma
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Naftalin katı hâlden sıvı hâle geçmeden doğrudan gaz hâline geçer.
- Bu olaya süblimleşme denir.
- Doğru cevap B.
Diğer şıklar: Erime önce sıvı olmadan doğrudan gaza geçiyor / Buharlaşma katı maddenin sıvı hâlden geçmeden gaza dönüşümü buharlaşma değildir / Yoğuşma gazın sıvıya dönüşmesidir / Kırağılaşma gazın doğrudan katıya dönüşmesidir.
Soru 4
Deniz seviyesinden çok yüksekte bulunan bir dağ evinde su kaynatılıyor. Suyun kaynama noktası için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- A100 °C’den yüksektir, çünkü dış basınç daha azdır.
- B100 °C’den düşüktür, çünkü dış basınç daha azdır.
- C100 °C’dir, çünkü suyun kaynama noktası değişmez.
- D100 °C’den düşüktür, çünkü suyun özkütlesi artar.
- E100 °C’den yüksektir, çünkü hava daha soğuktur.
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Sıvı, buhar basıncı dış basınca eşit olunca kaynar.
- Yüksekte dış basınç azdır, bu yüzden daha düşük sıcaklıkta buhar basıncı dış basınca eşitlenir.
- Doğru cevap B.
Diğer şıklar: 100 °C’den yüksektir, çünkü dış basınç daha azdır. dış basınç azalınca kaynama noktası düşer / 100 °C’dir, çünkü suyun kaynama noktası değişmez. kaynama noktası dış basınca bağlıdır / 100 °C’den düşüktür, çünkü suyun özkütlesi artar. neden dış basınç, özkütle değil / 100 °C’den yüksektir, çünkü hava daha soğuktur. havanın soğuk olması kaynama noktasını yükseltmez.
Kendini dene
Kendini dene
Suyun donması hangi hâl değişimidir?
Donma, sıvı → katı, ısı verilir.
27 °C kaç kelvindir?
300 K.
Sabit sıcaklıkta basınç 2 katına çıkarsa gazın hacmi nasıl değişir?
Yarıya iner.
1 mol ideal gazın normal koşullardaki hacmi kaç litredir?
Yaklaşık 22,4 L.
Kuru buzun doğrudan gaza dönüşmesi hangi olaydır?
Süblimleşme.
Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.