Hal değişimi esnasında maddelerin değişen ve sabit kalan özellikleri nelerdir?
Sabit kalanlar
Hal değişimi esnasında maddelerin kütlesi, sıcaklığı ve kinetik enerjisi değişmez.
Hal değişimi esnasında maddeye verilen ya da alınan ısı, iç enerji değişmesine rağmen, sıcaklık değişimine neden olmaz. Yalnızca fiziksel özelliğinde (hal) değişim yaşanır.
Değişenler
Hal değişimi süresince maddenin hacmi, özkütlesi ve potansiyel enerjisi değişir.
Özkütle
Bir maddenin özkütlesi, hal değişimi esnasında değişir. Çünkü hal değişimi esnasında toplam madde miktarı değişmemesine rağmen maddenin cinsi değişir. Fakat hal değiştirmeyen maddenin özkütlesi etkilenmez.
Hacim
Erime ve buharlaşma esnasında maddelerin tanecikleri birbirinden uzaklaşır ve hacmi artar, donma ve yoğunlaşma için de tersi geçerlidir. Fakat buz, bizmut, antimon gibi istisna maddelerin hacimleri erime sırasında küçülürken, donma sırasında büyür.
Enerji
Maddeler erirken ve buharlaşırken ısı enerjisi alır, donarken ve yoğunlaşırken ısı kaybeder. Hal değişimi ile dış ortamda yaşanan sıcaklık değişimi arasındaki ilişki günlük hayattaki bazı olaylarla gözlemlenebilir.
Kış aylarında karlar erimeye başladığında hava soğumaya başlar. Bunun nedeni eriyen karın dış ortamdan ısı almasıdır. Fakat kar yağarken su donduğu için dışarıya ısı verir. Bu da havanın sıcaklığında artışa neden olur.
Kaynarken maddelerin potansiyel enerjisi artar, yoğunlaşırken azalır.
Suyun hacmi, donunca niçin küçülmüyor?
Fizik kurallarına göre bir madde ısıtıldığında genişler, genleşir. Soğutulduğunda da büzüşür, yani hacmi azalır. Ancak su bu kurala uymaz, aksine sıfır derecenin altına soğutulduğunda donar ve buz olarak hacmi azalacağına artar. Saf su buza dönüşürken, hacminin yüzde 9'u oranında genişler.
Buzda su molekülleri olağanüstü gevşek bir oluşum içinde yer alırlar. Buz, arada deliklerin kaldığı bir yapıya sahiptir. Bilindiği gibi, bilimsel formülü 'H2O' olan su, iki hidrojen ve bir oksijen atomundan oluşmuştur. Bu iki hidrojen atomu, oksijen atomu ile birleştiklerinde, kendi aralarında 105 derecelik bir açı meydana getirirler. Yapı olarak iki hidrojen atomunu birleştiren başka elementler de vardır ve onlar fizik kurallarına uyarlar.
Örneğin aynı yapıdaki 'H2S' eksi 83 derecede donar ve eksi 60 derecede gaz haline geçer. Ancak su hidrojen atomlarının dipol bağlantıları nedeni ile sıfır derecede donar, artı 100 derecede gaz haline geçer, donarken de hacmi küçüleceğine büyür. İşte bu fizik yasalarına aykırı özellik dünyamızdaki yaşamı sağlar. Eğer buz sudan daha yoğun, yani daha ağır olsaydı, suyun içinde dibe batardı.
Soğuk bölgelerde denizlerde, göllerde ve nehirlerdeki dibe batan buzlar, güneş ışığı alamayacaklarından eriyemeyeceklerdi. Böylece yıllar süren birikimlerle her tarafı buzlar kaplayacak ve buzullar devri başlayabilecekti. Ancak buz, yoğunluğunun azlığı nedeni ile suyun üzerinde kalır. Bu durumda buzlar altlarındaki suların donmalarına engel oldukları için dünyamızdaki ani ısı değişikliklerini de önlerler, gece ve gündüz arasındaki ısı farklarını azaltırlar ve yaz günlerindeki güneş ışığı ile kolayca erirler.
Eğer buz sudan daha ağır olmuş olsaydı, gezegenimizdeki tüm su rezervleri donmuş olurdu. Belki de başlangıçtaki buzul devrinde öyleydi de, tabiat ana kendi koyduğu kurallara aykırı olarak, hidrojen atomlarının arasındaki açıya biraz dokundu, buzun suyun üstünde kalmasını sağladı ve dünyamızı bizim için yaşanır hale getirdi.
Kaynaklar
- Yazar Yok. /Www.takvim.com.tr/. (31 Mayıs 2020). Alındığı Tarih: 31 Mayıs 2020. Alındığı Yer: Bağlantı | Arşiv Bağlantısı
- Yazar Yok. Bilgioloji.com. (31 Mayıs 2020). Alındığı Tarih: 31 Mayıs 2020. Alındığı Yer: Bağlantı | Arşiv Bağlantısı