Hal Değişim Grafiği

Kategoriler: 9. Sınıf Kimya, Kimya, Maddenin Halleri

Maddelerin ısıtılması veya soğutulması sırasında sıcaklığın zamanla değişimini gösteren grafiklere hal değişim grafikleri denir. Aşağıda -30 °C taki bir miktar buzun ısıtılarak buhar haline getirilmesine ait hal değişimi grafiği verilmiştir. Suyun normal erime noktası 0 °C ve normal kaynama noktası 100 °C tur.

  • Hal değişimleri sırasında maddelerin sadece potansiyel enerjilerinde değişim olur. Kinetik enerjisi değişmez.
    Hal değişiminde maddenin ısı değişimi Q = m.L eşitliği ile hesaplanır. Q ısı, m kütle, L erime veya buharlaşma ısısıdır.
    t1 – t2 zaman aralığı (II. bölge): Buz erime noktasına (0 °C) ulaşıldığından ve ısıtılmaya devam edildiğinden t, anında 0 °C ta erimeye başlamıştır. t2 anına kadar erime devam eder ancak sıcaklık değişmez. Verilen ısı sadece maddenin potansiyel enerjisinin artmasına neden olur. t1 – t2 zaman aralığında hem buz hem de su bir arada bulunur.
    t3 – t4 zaman aralığı (IV. bölge): Isıtılmaya devam edildiğinden 100 °C sıcaklıktaki su kaynamaya başlar. t4 anına kadar yani suyun tamamı buharlaşana kadar sıcaklık değişmez. Verilen ısı maddenin potansiyel enerjisinin artmasına neden olur. Kinetik enerjisini değiştirmez.
  • Sıcaklık değişmelerinde ise maddenin kinetik enerjisi artar. Sıcaklık değişimlerinde potansiyel enerjisindeki artış çok az olduğu için ihmal edilir.
    Sıcaklığı değişen maddenin ısı değişimi Q = m.c.Δt eşitliği ile hesaplanır. Q ısı, m kütle, c öz ısı ve At sıcaklık değişimidir.
    0 – t1 zaman aralığı [I. bölge]: Buzun sıcaklığı -30 °C tan 0 °C a kadar yükselmiştir. Buzun sadece sıcaklığı artmıştır. Erimemiştir. Buz taneciklerinin kinetik enerjisi artmıştır.
    0 – t1 zaman aralığı [I. bölge]: Suya verilen ısı, suyun sıcaklığının 100 °C a yani kaynama noktasına kadar artmasını sağlamıştır. Verilen ısı suyun kinetik enerjisini artırır. Bu arada bir miktar su buharlaşır.
    t4 – t5 zaman aralığı [V. bölge]: Su artık gaz haline geçmiştir ve verilen ısı su buharının sıcaklığını 130 °C yapmak için harcanmıştır. Verilen ısı su buharının kinetik enerjisini artırmıştır.

Saf bir maddenin, Katı –> Sıvı –> Gaz hal değişimleri sırasında,

  • Tanecikler arası uzaklık artar.
  • Yoğunluğu genellikle azalır.
  • Tanecikler arası çekim kuweti azalır.
  • Düzensizliği artar.
  • Toplam kütlesi değişmez.
  • Kimyasal özelliği değişmez. Fiziksel özelliği değişir.
  • Sıcaklığı değişmez.
  • Potansiyel enerjisi artar. Kinetik enerjisi değişmez.

Bilgi: 1 gram maddenin sıcaklığını 1 °C artırmak için gerekli olan enerjiye öz ısı denir ve c ile gösterilir. Birimi kal/g.°C veya J/g.°C şeklinde olabilir.

Erime sıcaklığındaki bir katının 1 gramının tamamen sıvı hale geçmesi için gerekli olan enerjiye erime ısısı denir ve Le ile gösterilir. Birimi ise kal/g veya J/g olabilir.

Kaynama sıcaklığındaki bir sıvının 1 gramının tamamen buhar hale geçmesi için gerekli olan enerji miktarına buharlaşma ısısı denir ve Lb ile gösterilir. Birimi ise kal/g veya J/g olabilir.

Çözüm: Sıcaklık artırıldığında her iki grafikte de erime noktası olan X değeri değişmez. A seçeneği yanlıştır.
Madde miktarının erime sıcaklığına etkisi yoktur. Sıcaklık artırıldığında her iki grafikte de erime noktası olan X değeri değişmez. B seçeneği yanlıştır.
Y ve Z değerlerinin sıcaklık ile bir ilgisi yoktur. Madde miktarı ile değişir. Sıcaklık daha yüksek de olsa düşük de olsa Y ve Z değerleri değişmez. C seçeneği yanlıştır.
Madde miktarı artırıldığında her iki grafikteki Y ve Z değerleri artar. Yani gerekli enerji (ısı) miktarı ve süre uzar. D seçeneği yanlıştır.
Isıtıcı gücü artırıldığında (madde miktarı sabit) 1. grafikteki Z ve Y değeri yani zaman azalır. Ancak aynı miktar maddeyi ısıtmak için gereken enerji (ısı) değişmez. Yani 2. grafik değişmez. E seçeneği doğrudur. Cevap E




Liselere Giriş Sınavı (LGS)
6 Haziran 2021 Pazar

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
19 Haziran 2021 Cumartesi

Alan Yeterlilik Sınavı (AYT)
20 Haziran 2021 Pazar