Merhaba sevgili öğrencilerim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz.
Bugün sizlerle birlikte “Maddenin Hâl Değişim Noktaları” etkinliğimizin ikinci aşamasını ve sonuçlarını inceleyeceğiz. Gönderdiğiniz görseldeki soruları adım adım, hep birlikte çözeceğiz. Hazırsanız başlayalım!
Öncelikle deneyin ikinci aşamasında sıvı parafini soğutup donmasını gözlemledik ve belirli aralıklarla sıcaklığını ölçtük. Bu ölçüm sonuçlarını aşağıdaki gibi bir tabloya kaydettiğimizi varsayalım. (Not: Bu tablo, deneyi yaptığımızda elde edeceğimiz tahmini değerleri göstermektedir.)
Gözlem Tablosu (Örnek)
Zaman (dakika): 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12
Sıcaklık (°C): 70 | 60 | 55 | 55 | 55 | 50 | 45
Şimdi bu tabloyu ve öğrendiğimiz bilgileri kullanarak aşağıdaki soruları cevaplayalım.
Soru: Parafini ısıttığımızda ve soğuttuğumuzda gözlemlediğimiz değişimleri etkinliğin başlangıcında yaptığımız tahminlerle karşılaştırarak yazalım.
Çözüm:
Etkinliğin başında, katı parafinin ısıtıldığında eriyerek sıvı hâle geçeceğini, sıvı parafinin ise soğutulduğunda donarak katı hâle döneceğini tahmin etmiştik. Deneylerimiz sonucunda gözlemlerimiz de tam olarak bu yönde oldu. Isı alan parafin eridi, ısı veren parafin ise dondu. Yani tahminlerimiz doğru çıktı. Bu olaylara hâl değişimi adını veriyoruz.
Soru: Parafin parçalarının erimeye başladıkları anda oluşan sıvının sıcaklığı kaç °C’tur?
Çözüm:
Adım 1: Saf maddeler erimeye başladıkları andan erime tamamlanana kadar sabit bir sıcaklıkta kalırlar. Bu sıcaklığa erime sıcaklığı veya erime noktası denir.
Adım 2: Parafinin erime sıcaklığı yaklaşık olarak 55 °C’dir. Dolayısıyla, katı parafin parçaları erimeye başladığında oluşan ilk sıvı damlasının sıcaklığı da 55 °C olur. Erime bitene kadar da sıcaklık bu değerde sabit kalır.
Soru: Parafinin ısıtılması aşamasında sıcaklık hangi zaman aralığında değişmemiştir? Bu zaman aralığında sıcaklığın sabit kalmasının nedeni nedir?
Çözüm:
Adım 1: Sıcaklık, parafinin erimeye başladığı andan tamamen eridiği ana kadar değişmez. Yani maddenin aynı anda hem katı hem de sıvı hâlde bulunduğu zaman aralığında sıcaklık sabittir.
Adım 2: Sıcaklığın sabit kalmasının nedeni şudur: Bu sırada maddeye verilen ısı, taneciklerin hareketini artırmak (yani sıcaklığı yükseltmek) yerine, katı hâldeki tanecikler arasındaki bağları koparıp maddeyi sıvı hâle geçirmek için kullanılır. Kısacası, verilen enerji hâl değişimi için harcanır.
Soru: Parafinin erime sıcaklığı kaç °C’tur?
Çözüm:
Yukarıdaki sorularda da belirttiğimiz gibi, parafinin erimeye başladığı ve erime süresince sabit kaldığı sıcaklık onun erime sıcaklığıdır.
Sonuç: Parafinin erime sıcaklığı 55 °C‘dir.
Soru: Parafini soğuttuğumuzda sıcaklık hangi zaman aralığında değişmemiştir? Bu zaman aralığında sıcaklığın sabit kalmasının nedeni nedir?
Çözüm:
Adım 1: Örnek gözlem tablomuza baktığımızda, sıcaklığın 4. ve 8. dakikalar arasında değişmediğini ve 55 °C’de sabit kaldığını görüyoruz. Bu, parafinin donduğu zaman aralığıdır.
Adım 2: Sıcaklığın sabit kalmasının nedeni ise şudur: Sıvı hâldeki parafin donarken dışarıya ısı verir. Madde soğutulsa bile, donma sırasında dışarıya verdiği bu ısı, sıcaklığının düşmesini engeller. Yani madde hâl değiştirirken (donarken) kaybettiği ısıyı, yine hâl değişimi sırasında açığa çıkan enerji ile dengeler.
Soru: Parafinin donma sıcaklığı kaç °C’tur?
Çözüm:
Bir maddenin donmaya başladığı ve donma süresince sabit kaldığı sıcaklığa donma sıcaklığı veya donma noktası denir. Örnek tablomuza göre parafin 55 °C’de donmaya başlamış ve bu sıcaklıkta donma işlemi devam etmiştir.
Sonuç: Parafinin donma sıcaklığı 55 °C‘dir.
Soru: Parafinin erime ve donma sıcaklıklarını karşılaştıralım ve düşüncelerimizi yazalım.
Çözüm:
Yaptığımız bu etkinlikte parafinin erime sıcaklığını 55 °C, donma sıcaklığını ise yine 55 °C olarak bulduk.
Düşüncelerimiz: Bu durum bize çok önemli bir kuralı gösteriyor. Saf bir maddenin erime sıcaklığı ile donma sıcaklığı birbirine eşittir. Bu, saf maddelerin ayırt edici bir özelliğidir. Yani bir madde hangi sıcaklıkta eriyorsa, aynı sıcaklıkta da donar. Su için bu değerin 0 °C olduğunu zaten biliyoruz. Parafin için de bu değerin 55 °C olduğunu deneyle görmüş olduk.
Umarım tüm sorular anlaşılmıştır çocuklar. Unutmayın, Fen Bilimleri deneyerek ve gözlemleyerek öğrenilir. Harika bir iş çıkardınız!