9. Sınıf Fizik · 4. Ünite: Enerji
Hâl Değişimi
Buzlu bir bardak su ısıtıcıya konduğunda buz erirken termometre uzun süre 0 °C'ta takılı kalır; oysa ısıtıcı durmadan ısı vermektedir. Verilen enerji nereye gider? Bu konuda saf maddelerin hâl değiştirirken neden sıcaklıklarının sabit kaldığını, hâl değiştirmek için gereken ısının hangi değişkenlere bağlı olduğunu verilerden bulacak ve bunu Q = m·L modeliyle hesaplayacaksın. Isınma eğrisini okuyup yorumlamayı da öğreneceksin.
Kazanımlar
- FİZ.9.4.3.a. Saf bir maddenin hâl değiştirmesi için gereken ısıyı etkileyen nitelikleri (kütle ve madde cinsi/hâl değişim ısısı) tespit eder.
- FİZ.9.4.3.b. Hâl değişimiyle ilgili ölçüm verilerini toplayıp kaydeder; sıcaklık–zaman tablolarını ve grafiklerini düzenler.
- FİZ.9.4.3.c. Topladığı verileri yorumlayarak Q = m·L matematiksel modeli ile değerlendirir ve ısınma eğrisi üzerinde hesaplamalar yapar.
- Hâl değişimi sırasında sıcaklığın sabit kalmasını, kinetik ve potansiyel enerji kavramlarıyla açıklar.
Konu anlatımı
1. Sıcaklık neden "takılıp" kalıyor?
2. Hâl değişimi çeşitleri
3. Tanecik modeli: enerji nereye gidiyor?
4. Deneyle keşfetmek: hâl değişimi için gereken ısı neye bağlı?
5. Matematiksel model: Q = m·L
6. Isınma eğrisi (sıcaklık–zaman grafiği)
7. Çok adımlı örnekler
8. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları
Anahtar terimler
- Hâl değişimi
- Maddenin ısı alarak ya da vererek katı, sıvı ve gaz hâlleri arasında geçmesi.
- Hâl değişim ısısı (L)
- 1 g maddenin sıcaklığı değişmeden hâl değiştirmesi için gereken ısı; cal/g, maddeye özgüdür.
- Q = m·L
- Hâl değiştirirken alınan ya da verilen ısıyı veren matematiksel model.
- Erime ve kaynama sıcaklığı
- Saf maddenin hâl değiştirirken sabit kaldığı sıcaklıklar (suda 0 °C ve 100 °C).
- Isınma eğrisi
- Sabit güçle ısıtılan maddenin sıcaklık–zaman grafiği; yatay kısımlar hâl değişimidir.
- Potansiyel enerji (tanecik)
- Tanecikler arası çekimle ilgili enerji; hâl değişiminde değişen enerjidir.
- Yoğuşma ve donma
- Gazdan sıvıya ve sıvıdan katıya geçiş; madde ısı verir, L değerleri ters olaylarla aynıdır.
- Süblimleşme ve kırağılaşma
- Katıdan doğrudan gaza (ısı alır) ve gazdan doğrudan katıya (ısı verir) geçiş.
Örnek soru
Saf bir madde hâl değiştirirken maddeye ısı verilmeye devam ediliyor. Bu süreçle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- Sıcaklık sürekli artar, çünkü verilen enerji kinetik enerjiyi artırır.
- Sıcaklık azalır, çünkü madde enerji kaybeder.
- Verilen ısı kaybolur, iç enerji değişmez.
- Sıcaklık artar, potansiyel enerji azalır.
- Sıcaklık sabit kalır, verilen ısı tanecikler arası bağları gevşetmeye harcanır.
Doğru cevap: E
Çözüm
1. Hâl değişimi sırasında saf maddenin sıcaklığı sabittir; ortalama kinetik enerji değişmez.
2. Verilen ısı kaybolmaz; taneciklerin birbirinden uzaklaşmasına, yani potansiyel enerjinin artmasına harcanır.
3. İç enerji artar.
Doğru cevap: E. A şıkkı, ısı verilen her maddenin ısındığı yanılgısını yansıtır.