İçeriğe geç

8. sınıf · Fen Bilimleri · 17. hafta (11-15 Ocak 2027)

Asit Yağmurları ve Önlenmesi ile Maddenin Isı ile Etkileşimi: Isınmayı ve Hâl Değişimini Etkileyen Etkenler

4. Ünite: Madde ve Endüstri teması · Konu özeti

🃏 Kavram kartlarıEtkinlikler
Bu hafta

Yeni haftaya hoş geldiniz! Geçen hafta pH ölçeğini ve asit ile bazların çeşitli maddeler üzerindeki etkilerini öğrendik. Bu hafta önce bu bilgileri büyük bir çevre sorununa uygulayacağız. Asit yağmurlarının nasıl oluştuğunu, nelere yol açtığını ve nasıl önlenebileceğini tartışacağız. Ardından yeni bir konuya, maddenin ısı ile etkileşimine geçeceğiz. Bir maddenin ne kadar ısınacağının hangi etkenlere bağlı olduğunu ve hâl değiştirmek için gereken ısının neden maddeden maddeye değiştiğini deneylerle keşfedeceğiz. Bu sırada bir bilim insanı gibi bağımlı, bağımsız ve kontrol edilen değişkenleri ayırt etmeyi de öğreneceğiz.

1. Asit Yağmurları Nasıl Oluşur? Sebepler ve Kaynaklar

Geçen hafta saf suyun pH değerinin 7 olduğunu öğrenmiştik. İlginç bir bilgi verelim: Hiç kirlenmemiş bir yağmur damlası bile tam olarak nötr değildir. Havada doğal olarak bulunan karbondioksit (CO2) yağmur suyunda çözünür ve karbonik asit adı verilen zayıf bir asit oluşturur. Bu nedenle temiz yağmurun pH değeri yaklaşık 5,6 olur. pH değeri bundan daha düşük, yani daha asidik olan yağışlara asit yağmuru denir. Asit yağmuru yalnızca yağmur biçiminde görülmez; kar, dolu, sis ve çiy de asidik olabilir. Asidik tozlar ve gazlar yağış olmadan da yüzeylere çökebilir.

Asit yağmurlarının asıl sorumlusu havaya karışan iki gaz grubudur: kükürt dioksit (SO2) ve azot oksitler. Kükürt dioksit, büyük ölçüde içinde kükürt bulunan kömür ve petrol gibi fosil yakıtların yakılmasıyla oluşur. Kömürle çalışan termik santraller, bazı fabrikalar ve kış aylarında kalitesiz kömürle ısınan konutlar bu gazın başlıca kaynaklarıdır. Azot oksitler ise özellikle motorlu taşıtların motorlarında oluşur. Motorun içindeki çok yüksek sıcaklıkta havadaki azot ve oksijen birleşir. Bu gazlar egzozdan atmosfere yayılır. Volkan patlamaları ve şimşekler de bu gazları doğal yollarla oluşturabilir. Ancak günümüzdeki asit yağmurlarının büyük bölümü insan etkinliklerinden kaynaklanır.

Havaya karışan bu gazlar atmosferde su buharı ve oksijenle kimyasal tepkimeye girer. Kükürt dioksitten sülfürik asit, azot oksitlerden ise nitrik asit oluşur. Bu asitler bulutlardaki su damlacıklarına karışır ve yağışla yeryüzüne iner. Önemli bir nokta da şudur: Gazlar rüzgârla yüzlerce kilometre uzağa taşınabilir. Bu yüzden bir şehrin fabrikalarından çıkan gazlar başka bir şehirde, hatta başka bir ülkede asit yağmuru olarak yağabilir. Asit yağmuru sınır tanımayan bir çevre sorunudur. Çözümü de bireylerin, şehirlerin ve ülkelerin iş birliğini gerektirir.

Kirletici GazBaşlıca KaynaklarıAtmosferde Oluşturduğu Asit
Kükürt dioksitKömürle çalışan termik santraller, fabrikalar, kalitesiz kömürle ısınma, volkanlarSülfürik asit
Azot oksitlerMotorlu taşıtların egzozu, yüksek sıcaklıkta çalışan fırınlar ve kazanlar, şimşeklerNitrik asit
Karbondioksit (doğal durum)Canlıların solunumu, yanma olaylarıKarbonik asit (zayıf; temiz yağmurun pH değerini yaklaşık 5,6 yapar)
ASİT YAĞMURU NASIL OLUŞUR?Termik santralTaşıt egzozu1. Havaya karışan gazlarKükürt dioksit ve azot oksitler2. Su buharı ve oksijenletepkimeye girer3. Sülfürik asit venitrik asit oluşurRüzgârla taşınırAsidik bulut4. Asit yağmuru (pH < 5,6)GölOrmanMermer eser
🔍 Büyütmek için dokunun

2. Asit Yağmurlarının Sonuçları ve Önlenmesi İçin Çözüm Önerileri

Asit yağmurlarının etkileri doğadan şehirlere kadar geniş bir alana yayılır. Göl ve akarsulara düşen asidik yağışlar suyun pH değerini düşürür. pH değeri belirli bir sınırın altına indiğinde balık yumurtaları gelişemez, kurbağalar ve su böcekleri azalır. Sonuçta göldeki canlı çeşitliliği zayıflar. Toprağa ulaşan asitler bitkiler için gerekli kalsiyum ve magnezyum gibi besin minerallerini yıkayıp götürür. Ayrıca bitkilere zararlı bazı maddelerin açığa çıkmasına neden olur. Ağaçların yaprakları zarar görür, büyümeleri yavaşlar. Bazı ormanlarda geniş alanlarda ağaç kurumaları görülür. Tarım alanlarında da verim düşer.

Asit yağmurları insan yapımı eserleri de etkiler. Geçen hafta asitlerin kalsiyum karbonatla tepkimeye girdiğini öğrenmiştik. Mermer ve kireç taşından yapılmış heykeller, anıtlar ve tarihî yapılar asit yağmurlarıyla yavaş yavaş aşınır; yüzeylerindeki işlemeler silikleşir. Demir köprüler, korkuluklar ve araç gövdeleri gibi metal yapılar daha hızlı paslanır ve aşınır. Asit yağmuruna yol açan gazlar insan sağlığını da tehdit eder. Kükürt dioksit ve azot oksitler solunduğunda öksürük, astım ve bronşit gibi solunum yolu rahatsızlıklarını artırabilir.

Peki asit yağmurlarını önlemek için neler yapılabilir? En etkili yol, zararlı gazların kaynağında azaltılmasıdır. Termik santrallerin ve fabrikaların bacalarına kükürt dioksiti tutan filtreler takılabilir. Kükürt oranı düşük yakıtlar ve doğal gaz tercih edilebilir. Daha da iyisi güneş, rüzgâr, hidroelektrik ve jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmektir. Taşıtlarda egzoz gazlarını temizleyen katalitik dönüştürücüler kullanılmalı, düzenli egzoz muayenesi yapılmalıdır. Bireyler olarak bizler de toplu taşıma, bisiklet ve yürüyüşü tercih edebiliriz. Gereksiz yanan lambaları kapatmak ve evleri yalıtmak gibi enerji tasarrufu önlemleri de yakılan yakıt miktarını azaltır. Toplumsal düzeyde ise hava kalitesini koruyan yasal düzenlemeler ve denetimler yapılmalı, gazlar sınır tanımadığı için ülkeler arasında iş birliği kurulmalıdır. Asitlenmiş göllere ve topraklara bazik özellikteki kireç serpilerek pH değeri yükseltilebilir. Ancak bu yöntem kalıcı değildir; sorunun kaynağını ortadan kaldırmaz.

Çözüm ÖnerisiNasıl Etki Eder?Kim Uygulayabilir?
Bacalara filtre takmakKükürt dioksitin havaya karışmadan tutulmasını sağlar.Santraller, fabrikalar
Kükürdü az yakıt ve doğal gaz kullanmakYanma sonucu oluşan kükürt dioksit miktarını azaltır.Sanayi, belediyeler, haneler
Yenilenebilir enerjiye yönelmekFosil yakıt kullanımını ve zararlı gaz salımını azaltır.Devlet, sanayi, bireyler
Katalitik dönüştürücü ve egzoz muayenesiTaşıtlardan çıkan azot oksitleri azaltır.Taşıt sahipleri, üreticiler
Toplu taşıma, bisiklet, yürüyüşTrafikteki taşıt sayısını ve egzoz gazlarını azaltır.Bireyler, belediyeler
Enerji tasarrufu ve yalıtımÜretilmesi gereken enerjiyi, dolayısıyla yakılan yakıtı azaltır.Herkes
Yasal düzenleme ve uluslararası iş birliğiSalım sınırlarını belirler, sınır ötesi kirliliği önler.Devletler
ASİT YAĞMURLARI: SONUÇLAR VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİSONUÇLARIGöller asitlenir, balık ve canlılar azalırOrmanlarda ağaçlar zarar görür, kururToprağın besin mineralleri yıkanır, verim düşerMermer eserler aşınır, metaller paslanırSolunum yolu hastalıkları artabilirÇÖZÜM ÖNERİLERİSantral ve fabrika bacalarına filtre takmakGüneş, rüzgâr gibi yenilenebilir enerjiKükürdü az yakıt, doğal gaz kullanmakToplu taşıma, bisiklet, katalitik dönüştürücüEnerji tasarrufu ve yasal denetimlerEn etkili çözüm: zararlı gazları kaynağında azaltmak.
🔍 Büyütmek için dokunun

3. Isı ve Sıcaklık: Maddenin Isı ile Etkileşimine Giriş

Haftamızın ikinci yarısında yeni bir konuya başlıyoruz: Maddenin ısı ile etkileşimi. Önce iki temel kavramı hatırlayalım. Isı, sıcaklıkları farklı maddeler arasında, sıcaklık farkından dolayı aktarılan enerjidir. Isı her zaman sıcak maddeden soğuk maddeye doğru kendiliğinden aktarılır. Birimi joule (J) olup günlük hayatta kalori (cal) birimi de kullanılır. Isı, kalorimetre kabı gibi düzeneklerle ölçülür. Sıcaklık ise bir maddeyi oluşturan taneciklerin ortalama hareket enerjisinin göstergesidir. Sıcaklık bir enerji değildir; termometreyle ölçülür ve günlük hayatta birimi derece Celsius'tur (°C).

Bir madde ısı aldığında tanecikleri daha hızlı hareket etmeye başlar ve genellikle sıcaklığı artar. Isı veren maddenin tanecikleri ise yavaşlar ve sıcaklığı azalır. Örneğin sıcak bir çay bardağını kavradığımızda çaydan elimize ısı aktarılır. Elimiz ısınırken çay biraz soğur. Bu aktarım, iki maddenin sıcaklıkları eşitlenene kadar sürer. Sıcaklıkların eşitlendiği bu duruma ısıl denge denir. Buzdolabından çıkan bir şişe suyun bir süre sonra oda sıcaklığına gelmesi de ısıl dengeye bir örnektir.

Isı ile sıcaklığın aynı şey olmadığını gösteren güzel bir örnek düşünelim. Bir kovada ve bir çay bardağında aynı sıcaklıkta, örneğin 60 °C'de su olsun. Termometre ikisinde de aynı değeri gösterir. Ancak kovadaki su çok daha fazla tanecik içerir. Oda sıcaklığına inene kadar çevreye verebileceği ısı da bardaktaki suyunkinden çok daha fazladır. Benzer şekilde kovadaki suyu 60 °C'ye getirmek için de çok daha fazla ısı gerekir. Demek ki bir maddenin alması gereken ısı yalnızca sıcaklığına değil, başka etkenlere de bağlıdır. Bu ünite kapsamında bu etkenleri tek tek deneylerle inceleyeceğiz.

KarşılaştırmaIsıSıcaklık
TanımıSıcaklık farkından dolayı aktarılan enerjiTaneciklerin ortalama hareket enerjisinin göstergesi
Enerji midir?Evet, bir enerji türüdür.Hayır, enerji değildir; ölçülebilir bir büyüklüktür.
Ölçüm aracıKalorimetre kabıTermometre
BirimiJoule (J), kalori (cal)Derece Celsius (°C), Kelvin (K)
Kütleye bağlılıkAynı sıcaklık değişimi için kütle arttıkça gereken ısı artar.Aynı sıcaklıktaki büyük ve küçük kütleli maddelerin sıcaklığı aynıdır.
ISI VE SICAKLIK AYNI ŞEY DEĞİLDİRAYNI SICAKLIK, FARKLI KÜTLEKova: 5 kg su60 °CBardak: 200 g60 °CTermometre ikisinde de 60 °C gösterir.Soğurken kovadaki su çok daha fazla ısı verir.ISI SICAKTAN SOĞUĞA AKTARILIRSıcak çay80 °CEl36 °CISIÇay soğur, el ısınır.Sıcaklıklar eşitlenince aktarım durur:ISIL DENGE
🔍 Büyütmek için dokunun

4. Isınma Neye Bağlıdır? Maddenin Cinsi, Kütlesi ve Sıcaklık Değişimi

Maddenin cinsi: Özdeş iki behere eşit kütlede, örneğin 100'er gram su ve zeytinyağı konur. İkisinin de ilk sıcaklığı aynıdır. Beherler özdeş ısıtıcılarla aynı süre ısıtılır. Süre sonunda termometreler okunduğunda zeytinyağının sıcaklığının sudan daha fazla arttığı görülür. Aynı ısıyı alan eşit kütleli maddelerin sıcaklıkları farklı miktarda değişmiştir. Bunun nedeni, her maddenin ısıya farklı tepki vermesidir. 1 gram maddenin sıcaklığını 1 °C artırmak için gereken ısı miktarına öz ısı denir. Suyun öz ısısı zeytinyağından, kumdan ve metallerden büyüktür. Bu yüzden su geç ısınır ve geç soğur. Yaz günü öğlen kumsalda kum ayaklarımızı yakarken denizin serin kalması bu farktan kaynaklanır.

Maddenin kütlesi: Bu kez aynı maddeden farklı kütleler kullanılır. Bir behere 100 g, diğerine 200 g su konur. İkisi de 20 °C'den 40 °C'ye kadar özdeş ısıtıcılarla ısıtılır. 200 g suyun aynı sıcaklığa ulaşması yaklaşık iki kat daha uzun sürer. Özdeş ısıtıcılar eşit sürede eşit ısı verdiği için bu sonuç, 200 g suyun yaklaşık iki kat daha fazla ısı aldığını gösterir. Yani aynı maddenin sıcaklığını aynı miktarda artırmak için kütle arttıkça gereken ısı da artar. Çaydanlıktaki az suyun çabuk, ağzına kadar dolu suyun ise geç kaynaması bu yüzdendir.

Sıcaklık değişimi: Son olarak aynı kütlede ve aynı cins madde kullanılır, yalnızca hedeflenen sıcaklık artışı değiştirilir. 100 g su bir kez 20 °C'den 30 °C'ye, bir kez de 20 °C'den 50 °C'ye kadar ısıtılır. 30 °C'lik artış, 10 °C'lik artışa göre çok daha uzun sürer ve daha fazla ısı gerektirir. Bu üç deneyden şu sonuç çıkar: Bir maddenin ısınması için alması gereken ısı; maddenin cinsine, kütlesine ve sıcaklık değişimine bağlıdır. Aynı etkenler soğuma için de geçerlidir. Kütlesi büyük ve öz ısısı yüksek bir madde, soğurken çevresine daha fazla ısı verir. Kışın sıcak su torbasının uzun süre sıcak kalması bunun güzel bir örneğidir.

İncelenen EtkenDeney DüzeneğiGözlemSonuç
Maddenin cinsi100'er g su ve zeytinyağı, aynı ilk sıcaklık, özdeş ısıtıcı, aynı süreZeytinyağının sıcaklığı daha çok artar.Isınma maddenin cinsine bağlıdır.
Kütle100 g ve 200 g su, 20 °C'den 40 °C'ye, özdeş ısıtıcı200 g su yaklaşık iki kat sürede ısınır.Kütle arttıkça gereken ısı artar.
Sıcaklık değişimi100 g su; 10 °C ve 30 °C artış, özdeş ısıtıcı30 °C artış daha uzun sürer.Sıcaklık değişimi arttıkça gereken ısı artar.
ISINMAYI ETKİLEYEN ÜÇ ETKEN1. MADDENİN CİNSİEşit kütle, aynı ısıtıcı, aynı süreSuZeytinyağıSütun: sıcaklık artışı2. KÜTLEAynı madde, 20 °C artış100 g su200 g suSütun: gereken ısı3. SICAKLIK DEĞİŞİMİAynı madde, aynı kütle (100 g su)10 °C artış30 °C artışSütun: gereken ısıAlınan veya verilen ısı; maddenin cinsine, kütlesine ve sıcaklık değişimine bağlıdır.
🔍 Büyütmek için dokunun

5. Deneylerde Değişkenleri Tanıyalım: Bağımsız, Bağımlı ve Kontrol Edilen

Önceki bölümdeki deneylerin her birinde yalnızca bir etkeni değiştirdik ve onun sonucunu ölçtük. Bilim insanları güvenilir sonuca ulaşmak için deneylerini bu düzende kurar. Bir deneyde araştırmacının bilerek değiştirdiği etkene bağımsız değişken denir. Bağımsız değişkendeki değişime bağlı olarak değişen ve ölçülen ya da gözlenen etkene bağımlı değişken denir. Deney boyunca sabit tutulan tüm diğer etkenlere ise kontrol edilen değişkenler denir. Kontrol edilen değişkenler sabit tutulmazsa ölçülen farkın gerçekten neden kaynaklandığını bilemeyiz. Böyle bir deney 'adil' olmaz.

Maddenin cinsini incelediğimiz deneyi ele alalım. Burada bağımsız değişken maddenin cinsidir (su veya zeytinyağı). Bağımlı değişken belirli bir süre sonunda ölçülen sıcaklık artışıdır. Kütle, ilk sıcaklık, ısıtma süresi, ısıtıcının gücü ve kabın türü ise kontrol edilen değişkenlerdir. Kütleyi incelediğimiz deneyde durum değişir. Bu kez bağımsız değişken kütledir. Bağımlı değişken aynı sıcaklık artışı için geçen ısıtma süresidir; bu süre, alınan ısıyı gösterir. Maddenin cinsi ise artık kontrol edilen değişkenler arasına girer. Görüldüğü gibi bir değişkenin hangi türde olduğu, deneyin neyi araştırdığına bağlıdır.

Bir deney tasarlarken önce araştırma sorusu yazılır. Örneğin 'Suyun kütlesi, ısınması için gereken ısıyı etkiler mi?' Ardından bir hipotez kurulur: 'Suyun kütlesi arttıkça aynı sıcaklık artışı için gereken ısı artar.' Sonra değişkenler belirlenir ve ölçümler bir tabloya kaydedilir. Ölçümler en az iki kez tekrarlanarak sonucun güvenilirliği artırılır. Bu yöntem yalnızca ısı deneylerinde değil, tüm fen deneylerinde kullanılır. Örneğin asit yağmurunun bitkilere etkisini araştıran bir deneyde, bitkilere verilen suyun pH değeri bağımsız değişken olur. Bitkinin boyu bağımlı değişken, bitki türü ile ışık ve toprak miktarı ise kontrol edilen değişkenlerdir.

DeneyBağımsız DeğişkenBağımlı DeğişkenKontrol Edilen Değişkenler
Isınma ve maddenin cinsiMaddenin cinsiSıcaklık artışıKütle, ilk sıcaklık, ısıtma süresi, ısıtıcı, kap
Isınma ve kütleKütleAynı sıcaklık artışı için ısıtma süresi (alınan ısı)Maddenin cinsi, ilk ve son sıcaklık, ısıtıcı, kap
Isınma ve sıcaklık değişimiHedeflenen sıcaklık artışıIsıtma süresi (alınan ısı)Maddenin cinsi, kütle, ilk sıcaklık, ısıtıcı
Erime ve kütleBuzun kütlesiTamamen erime süresi (alınan ısı)Buzun ilk sıcaklığı, ısıtıcı, kap
Asidik suyun bitkiye etkisiSulama suyunun pH değeriBitkinin boyu ve yaprak durumuBitki türü, ışık, toprak ve su miktarı
BİR DENEYDEKİ DEĞİŞKENLERBAĞIMSIZ DEĞİŞKENBilerek değiştirdiğimÖrnek: maddenin cinsi(100 g su / 100 g zeytinyağı)etkilerBAĞIMLI DEĞİŞKENÖlçtüğüm / gözlediğimÖrnek: 3 dakika sonundatermometrede okunan sıcaklık artışıKONTROL EDİLEN DEĞİŞKENLERSabit tuttuğumKütle • İlk sıcaklık • Isıtma süresi • Özdeş ısıtıcı • Aynı tür kapGüvenilir deneyde yalnızca bir bağımsız değişken değiştirilir.
🔍 Büyütmek için dokunun

6. Hâl Değişimi İçin Gerekli Isı: Maddenin Cinsi ve Kütlesi

Maddeler ısı alarak ya da vererek hâl değiştirir. Katının sıvıya geçmesi erime, sıvının gaza geçmesi buharlaşma, katının doğrudan gaza geçmesi süblimleşme olup bu değişimler ısı alarak gerçekleşir. Sıvının katıya geçmesi donma, gazın sıvıya geçmesi yoğuşma ise ısı vererek gerçekleşir. Basit bir deneyle önemli bir gözlem yapabiliriz. 0 °C'deki buz parçalarının bulunduğu bir behere termometre yerleştirilir ve beher ısıtılır. Buz eridiği sürece termometre 0 °C'de sabit kalır. Beher ısı almaya devam ettiği hâlde sıcaklık artmaz! Çünkü alınan ısı, katıdaki taneciklerin arasındaki çekim kuvvetlerini yenmek için kullanılır. Benzer biçimde deniz seviyesinde kaynayan saf suyun sıcaklığı da 100 °C'de sabit kalır. Ocağı sonuna kadar açmak sıcaklığı yükseltmez, yalnızca suyun daha hızlı buharlaşmasını sağlar. Saf maddelerin hâl değişimi sırasında sıcaklıkları sabit kalır. Tuzlu su gibi karışımlarda ise hâl değişimi sırasında sıcaklık sabit kalmaz.

Hâl değişimi için gereken ısı kütleye bağlıdır. 0 °C'deki 100 g ve 200 g buz, özdeş ısıtıcılarla ısıtıldığında 200 g buzun tamamen erimesi yaklaşık iki kat daha uzun sürer. Bu deneyde bağımsız değişken buzun kütlesi, bağımlı değişken erime süresidir. Erime süresi, alınan ısıyı gösterir. Buzun cinsi, ilk sıcaklığı ve ısıtıcı ise kontrol edilen değişkenlerdir. İki buz parçası da erirken termometre 0 °C'yi gösterir. Kütle yalnızca gereken ısı miktarını değiştirir, erime sıcaklığını değiştirmez. Mutfakta da aynı durumu görürüz: Kaynayan bir tencere suyun tamamen buharlaşması, aynı ocaktaki bir fincan suyunkinden çok daha uzun sürer.

Hâl değişimi için gereken ısı maddenin cinsine de bağlıdır. Eşit kütleli farklı saf maddeler, erime sıcaklıklarına ulaştıktan sonra tamamen erimek için farklı miktarda ısı alır. Örneğin eşit kütleli buz ve kurşun karşılaştırıldığında, erime sıcaklığına gelmiş buzun tamamen erimesi için gereken ısı, erime sıcaklığına gelmiş kurşununkinden çok daha fazladır. Erime sıcaklığındaki 1 g saf katının tamamen erimesi için gereken ısıya erime ısısı, kaynama sıcaklığındaki 1 g saf sıvının tamamen buharlaşması için gereken ısıya buharlaşma ısısı denir. Bu değerler, öz ısı gibi maddeler için ayırt edici özelliklerdir. Aynı maddenin donarken verdiği ısı, erirken aldığı ısıya eşittir. Bu bölümde hesaplama yapmıyoruz; önemli olan, hâl değişimi için gereken ısının kütle arttıkça arttığını ve maddeden maddeye değiştiğini deneylerle fark etmektir.

DeneyDeğiştirilen (Bağımsız)GözlemSonuç
0 °C'deki buzu ısıtmakIsıtma süresiBuz eridiği sürece termometre 0 °C'de kalır.Saf madde erirken sıcaklığı sabit kalır.
Saf suyu kaynatmakOcağın ayarıKaynama boyunca sıcaklık deniz seviyesinde 100 °C'de kalır.Saf madde kaynarken sıcaklığı sabit kalır.
100 g ve 200 g buzu eritmekBuzun kütlesi200 g buz yaklaşık iki kat sürede erir.Kütle arttıkça hâl değişimi için gereken ısı artar.
Eşit kütleli buz ve kurşunu eritmek (erime sıcaklıklarında)Maddenin cinsiErime için gereken ısılar farklıdır.Hâl değişimi için gereken ısı maddenin cinsine bağlıdır.
Tuzlu suyu dondurmakSuyun saflığıDonma sırasında sıcaklık sabit kalmaz.Sabit sıcaklık saf maddelere özgüdür.
HÂL DEĞİŞİMİ VE ISISAF MADDE ERİRKEN SICAKLIK SABİTIsıtıcı (ısı verir)Termometre1. dakika: 0 °C3. dakika: 0 °C5. dakika: 0 °C(buz erimeye devam ediyor)Isı alınır ama sıcaklık değişmez.ERİMEK İÇİN GEREKEN ISI(madde erime sıcaklığındayken)100 g buz200 g buz100 g kurşunKütle arttıkça artar;maddenin cinsine göre değişir.
🔍 Büyütmek için dokunun

Örnekler

  1. Örnek 1Kışın ısınmada kalitesiz kömürün yaygın kullanıldığı bir şehirde, yağmur sularının pH değeri ölçülüyor ve 4,5 bulunuyor. a) Bu yağış asit yağmuru sayılır mı? b) Yağışın asidik olmasının olası sebebi nedir? c) Bu şehir için iki çözüm önerisi sununuz.

    Cevabı göster

    a) Temiz yağmurun pH değeri yaklaşık 5,6'dır. 4,5 bu değerden küçük olduğu için yağış asit yağmurudur. b) Kalitesiz kömür kükürt oranı yüksek bir yakıttır. Yakıldığında havaya kükürt dioksit karışır. Bu gaz atmosferde su buharı ve oksijenle tepkimeye girerek sülfürik asit oluşturur ve yağışla yeryüzüne iner. Trafikteki taşıtlardan çıkan azot oksitler de nitrik asit oluşturarak katkı yapabilir. c) Konutlarda kükürdü az yakıt ya da doğal gaz kullanımına geçilebilir. Binalar yalıtılarak yakılan yakıt miktarı azaltılabilir. Ayrıca toplu taşıma yaygınlaştırılabilir.

  2. Örnek 2Bir şehirdeki yüzyıllık mermer heykelin yüzey işlemelerinin silikleştiği, şehre 300 km uzaklıktaki bir göldeki balıkların ise azaldığı fark ediliyor. Gölün çevresinde hiç fabrika yoktur. a) Heykelin aşınmasını açıklayınız. b) Göl fabrikalardan uzak olduğu hâlde neden etkilenmiş olabilir? c) Göl için geçici ve kalıcı birer çözüm yolu öneriniz.

    Cevabı göster

    a) Mermer kalsiyum karbonat içerir. Asit yağmurundaki asitler kalsiyum karbonatla tepkimeye girer. Bu yüzden heykelin yüzeyi zamanla aşınır. b) Kükürt dioksit ve azot oksitler rüzgârla yüzlerce kilometre taşınabilir. Uzaktaki fabrika ve santrallerden çıkan gazlar gölün üzerinde asit yağmuru olarak yağmış, göl suyunun pH değeri düşmüştür. Asidik suda balık yumurtaları gelişemediği için balıklar azalmıştır. c) Geçici çözüm: Göle bazik özellikteki kireç serpilerek pH değeri yükseltilebilir. Kalıcı çözüm: Gazların kaynağında, yani santral ve fabrika bacalarında filtre kullanılarak ve yenilenebilir enerjiye geçilerek salım azaltılmalıdır.

  3. Örnek 3Ali, özdeş iki behere 150'şer gram su ve zeytinyağı koyuyor. İkisinin de ilk sıcaklığı 22 °C'dir. Beherleri özdeş ısıtıcılarla 4 dakika ısıtıyor. Sonunda suyun sıcaklığı 34 °C, zeytinyağının sıcaklığı 46 °C ölçülüyor. a) Ali hangi etkeni araştırmaktadır? b) Bu deneyde bağımsız, bağımlı ve kontrol edilen değişkenleri yazınız. c) Hangi madde daha çok ısınmıştır ve bu ne anlama gelir?

    Cevabı göster

    a) Ali ısınmanın maddenin cinsine bağlı olup olmadığını araştırmaktadır. b) Bağımsız değişken: maddenin cinsi (su, zeytinyağı). Bağımlı değişken: sıcaklık artışı. Kontrol edilen değişkenler: kütle (150 g), ilk sıcaklık (22 °C), ısıtma süresi (4 dakika), özdeş ısıtıcı ve beherler. c) Suyun sıcaklığı 34 − 22 = 12 °C, zeytinyağınınki 46 − 22 = 24 °C artmıştır. İkisi de özdeş ısıtıcılarla aynı sürede eşit ısı almıştır. Buna rağmen zeytinyağı daha çok ısınmıştır. Bu sonuç, eşit kütleli farklı maddelerin aynı ısıyla farklı miktarda ısındığını gösterir. Suyun öz ısısı zeytinyağınınkinden büyüktür; su daha geç ısınır.

  4. Örnek 4Elif, A kabına 200 g, B kabına 400 g su koyuyor. İki kaptaki suyun ilk sıcaklığı 20 °C'dir. Kaplar özdeş ısıtıcılarla 50 °C'ye kadar ısıtılıyor. a) Hangi kaptaki su 50 °C'ye daha geç ulaşır? b) Hangi kaptaki su daha fazla ısı almıştır? c) Elif deneyini 'kütle ve maddenin cinsi' etkisini aynı anda görmek için A kabına su, B kabına 400 g zeytinyağı koyarak yapsaydı ne olurdu?

    Cevabı göster

    a) Sıcaklık değişimi ikisinde de aynıdır (20 °C'den 50 °C'ye, 30 °C). Kütlesi büyük olan B kabındaki su daha geç ısınır. B kabı yaklaşık iki kat sürede ısınır. b) Özdeş ısıtıcılar eşit sürede eşit ısı verdiği için daha uzun süre ısıtılan B kabındaki su daha fazla ısı almıştır; aldığı ısı yaklaşık iki katıdır. c) Bu durumda aynı anda iki bağımsız değişken (kütle ve madde cinsi) değiştirilmiş olurdu. Sonuçtaki farkın kütleden mi, maddenin cinsinden mi kaynaklandığı anlaşılamazdı. Bu yüzden deney güvenilir olmazdı. Her deneyde yalnızca bir değişken değiştirilmelidir.

  5. Örnek 5Can, 0 °C'deki buz parçalarıyla dolu bir beheri ısıtıp her dakika termometreyi okuyor. Buzlar tamamen eriyene kadar termometre 0 °C'yi gösteriyor, sonra sıcaklık yükselmeye başlıyor. a) Isıtıcı çalıştığı hâlde sıcaklık neden ilk başta değişmemiştir? b) Can aynı deneyi daha büyük kütleli buzla yapsaydı hangi sonuç değişir, hangisi değişmezdi? c) Buz yerine tuzlu sudan yapılmış buz kullanılsaydı erime sırasında aynı durum gözlenir miydi?

    Cevabı göster

    a) Buz saf bir maddedir. Saf maddeler hâl değiştirirken sıcaklıkları sabit kalır. Isıtıcıdan alınan ısı sıcaklığı artırmak için değil, buzdaki taneciklerin arasındaki çekim kuvvetlerini yenerek buzu eritmek için kullanılmıştır. Buzların tamamı eridikten sonra alınan ısı suyun sıcaklığını artırmaya başlar. b) Kütle büyüdükçe erime için gereken ısı artar; bu yüzden erime daha uzun sürer. Ancak erime sıcaklığı değişmez; termometre yine 0 °C'yi gösterir. c) Hayır. Tuzlu su bir karışımdır. Karışımların hâl değişimi sırasında sıcaklık sabit kalmaz. Sabit sıcaklık saf maddelere özgüdür.

  6. Örnek 6Bir laboratuvarda kaynama sıcaklıklarındaki eşit kütleli saf su ve saf etil alkol, özdeş ısıtıcılarla tamamen buharlaştırılıyor. Etil alkol yanıcı olduğu için deney, öğretmen gözetiminde ve açık alevden uzak bir ısıtıcıyla yapılıyor. Suyun tamamen buharlaşması etil alkolden çok daha uzun sürüyor. a) Bu deneyin bağımsız ve bağımlı değişkenleri nelerdir? b) Hangi maddenin buharlaşması için daha fazla ısı gerekmiştir? c) Bu deneyden hangi genel sonuç çıkarılır?

    Cevabı göster

    a) Bağımsız değişken maddenin cinsidir (su, etil alkol). Bağımlı değişken tamamen buharlaşma süresidir; bu süre, buharlaşma için alınan ısıyı gösterir. Kütle, ısıtıcı ve maddelerin kaynama sıcaklığında olması kontrol edilen değişkenlerdir. b) Özdeş ısıtıcılar eşit sürede eşit ısı verir. Suyun buharlaşması daha uzun sürdüğüne göre su daha fazla ısı almıştır. c) Eşit kütleli farklı saf maddelerin hâl değiştirmesi için gereken ısı farklıdır. Yani hâl değişimi için gereken ısı maddenin cinsine bağlıdır. Buharlaşma ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Kavram Kartları

1 / 8

Karta dokunarak arka yüzündeki açıklamayı görün; yön tuşlarıyla kartlar arasında geçiş yapın.

Etkinlikler

Soruları çözün; her cevaptan sonra doğru mu yanlış mı olduğunu hemen göreceksiniz.

  1. 1Asit yağmurlarının oluşumuna en çok neden olan gazlar aşağıdakilerin hangisinde birlikte verilmiştir?

  2. 2Aşağıdakilerden hangisi asit yağmurlarını önlemeye yönelik bir çözüm önerisi değildir?

  3. 3Eşit kütleli zeytinyağı, demir ve suya eşit miktarda ısı veriliyor. Hiçbirinde hâl değişimi olmadığına göre sıcaklığı en az artan madde hangisidir?

  4. 4Saf bir katı madde erime sıcaklığında erirken aşağıdakilerden hangisi gerçekleşir?

  5. 5Aşağıdaki ifadelerin doğru mu yanlış mı olduğunu belirleyiniz.

    • Hiç kirlenmemiş yağmur suyunun pH değeri tam olarak 7'dir.
    • Asit yağmurlarına yol açan gazlar rüzgârla yüzlerce kilometre uzağa taşınabilir.
    • Eşit kütleli farklı maddelere eşit ısı verildiğinde sıcaklıkları eşit miktarda artar.
    • Saf su kaynarken ısı almaya devam etse de sıcaklığı sabit kalır.
    • Bir deneyde araştırmacının bilerek değiştirdiği değişkene bağımlı değişken denir.
  6. 6Aşağıdaki kavramları uygun açıklamalarla eşleştiriniz.

    Soldan bir öğeye, sonra sağdaki eşine dokunun.

  7. 7Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri uygun kavramlarla tamamlayınız.

    1. Kömür ve petrol gibi yakıtların yanmasıyla havaya kükürt dioksit ve azot oksitler karışır.
    2. Asit yağmurları ve kireç taşından yapılmış tarihî eserleri aşındırır.
    3. Bir deneyde sabit tutulan etkenlere edilen değişkenler denir.
    4. Eşit kütleli su ve zeytinyağına aynı ısı verildiğinde sıcaklığı daha az artan madde olur.
    5. Saf bir madde hâl değiştirirken sabit kalır.
  8. 8Defne iki deney yapıyor. Deney 1: A beherine 100 g, B beherine 200 g su koyuyor. İkisinin de ilk sıcaklığı 20 °C'dir. Özdeş ısıtıcılarla 40 °C'ye kadar ısıtıyor. A beheri 3 dakikada, B beheri 6 dakikada 40 °C'ye ulaşıyor. Deney 2: 0 °C'deki 100 g ve 200 g buzu özdeş ısıtıcılarla eritiyor ve termometreleri izliyor. a) Deney 1'in bağımsız, bağımlı ve kontrol edilen değişkenlerini yazınız. b) Deney 1'in sonucunu yorumlayınız. c) Deney 2'de hangi buz daha uzun sürede erir? Erime boyunca termometreler ne gösterir? d) Defne ısınmanın maddenin cinsine bağlı olduğunu göstermek isterse Deney 1'i nasıl değiştirmelidir?

Kısaca

  • Asit yağmuru: Fosil yakıtların yanmasıyla havaya karışan kükürt dioksit ve azot oksitler, atmosferde su buharı ve oksijenle tepkimeye girip sülfürik asit ve nitrik asit oluşturur; pH değeri yaklaşık 5,6'dan düşük yağışlara asit yağmuru denir.
  • Sonuçlar ve çözümler: Asit yağmurları gölleri, ormanları, toprağı, mermer eserleri ve insan sağlığını olumsuz etkiler; baca filtreleri, yenilenebilir enerji, kükürdü az yakıtlar, toplu taşıma ve enerji tasarrufu en etkili çözüm önerileridir.
  • Isı ve sıcaklık: Isı, sıcaklık farkı nedeniyle sıcak maddeden soğuk maddeye aktarılan enerjidir; sıcaklık ise taneciklerin ortalama hareket enerjisinin göstergesidir ve termometreyle ölçülür.
  • Isınmayı etkileyen etkenler: Bir maddenin aldığı ya da verdiği ısı; maddenin cinsine, kütlesine ve sıcaklık değişimine bağlıdır; eşit kütleli su ve zeytinyağından su, öz ısısı büyük olduğu için daha geç ısınır.
  • Değişkenler: Deneyde bilerek değiştirilen değişken bağımsız, buna bağlı olarak ölçülen değişken bağımlı, sabit tutulan değişkenler ise kontrol edilen değişkenlerdir.
  • Hâl değişimi ve ısı: Saf maddeler hâl değiştirirken sıcaklıkları sabit kalır; hâl değişimi için gereken ısı maddenin kütlesi arttıkça artar ve maddenin cinsine göre farklıdır.

Bu dersin öteki kaynakları