Erime ve Kaynama Noktası Nedir?

https://bylge-images.s3.amazonaws.com/banff-4331689_1920.jpg
Pow

Fizik, Kimya, Matematik, Tarih ve Genel Kültür Sevdiricisi

1st May 2020





1. Erime Noktası (Erime Sıcaklığı)

Katı haldeki maddelerin enerji alarak sıvı hale geçmesi olayına erime denir. Maddeler belirli koşullar (sıcaklık ve basınç) altında doğada katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç fiziksel halde bulunurlar. Örneğin su; katı halindeyken buz, sıvı halindeyken su ve gaz halindeyken buhar halinde bulunur. Katı haldeki maddelerde atomlar veya moleküller birbirlerine oldukça yakın, aralarında boşluk yok denecek kadar az ve sıkışık bir durumda bulunurlar ve oldukları yerde sürekli olarak titreşim hareketi yaparlar. Katı haldeki bir maddeye dışarıdan bir miktar enerji verilirse bir süre sonra taneciklerinin titreşim hareketlerinin hızı artar ve biz bunu sıcaklık olarak algılarız. Örneğin ısıtılmış bir metal parçasına elimizi dokundurduğumuzda çok sıcak olduğu için hemen çekmemizin nedeni budur.







Peki, sıcaklığını arttırdığımız katı maddemizi daha da ısıtmaya devam edersek ne olur? Katı maddeleri oluşturan atomlar veya moleküller arasında Van der Waals kuvvetlerinin bir türü olan tanecikler arası çekim kuvveti denilen bir kuvvet bulunmakta olup bu kuvvet sayesinde katı maddeler düzenli ve belirli bir şekle sahip olabilmekte ve dağılıp parçalanmamaktadırlar. Sıcaklığı artmış durumdaki katı maddemizi ısıtmaya devam edersek maddeyi oluşturan tanecikler, artık aldıkları enerjiyi titreşim hareketlerini hızlandırmak için değil de birbirlerini bir arada tutan tanecikler arası çekim kuvvetini yenmek için kullanmaya başlarlar. Atomları veya molekülleri bir arada tutan ve katı maddelerin dağılıp parçalanmasını önleyen tanecikler arasındaki bağ kırılıp kopunca atomlar veya moleküller bulundukları yerlerden ayrılarak daha serbest bir şekilde hareket etmeye başlarlar ve böylelikle katı haldeki madde eriyerek sıvı hale geçmiş olur.





Katı haldeki bir maddenin eriyerek tamamen sıvı hale dönüşmesi için belirli bir sürenin geçmesi gerekir. Ancak yukarıda da açıklamış olduğumuz gibi ısı vermeye devam ettiğimiz halde erimenin başladığı andan bittiği ana kadar katı-sıvı karışımının sıcaklığı değişmez. Katı haldeki bir maddenin tam sıvı hale geçmeye başladığı andaki sıcaklığa erime sıcaklığı veya erime noktası denir. Bütün maddelerin atomlarının veya moleküllerinin özellikleri birbirlerinden farklı olduğu için tanecikler arası çekim kuvvetlerinin büyüklüğü de aynı değildir ve bu nedenden dolayı erime sıcaklığı bütün maddeler için ayırt edici bir özellik olup ayrıca aynı maddenin farklı basınç altındaki erime noktası değerleri de aynı değildir.



Örneğin, hava sıcaklığının sıfırın altında olduğu çok soğuk ve kar yağışlı bir kış gününde sokakta yürürken yerden aldığınız bir parça karı iki elinizin arasına alıp sıkıştırdığınızda hemen erimeye başladığını görmüşsünüzdür. Peki, hava sıcaklığı buzun erime noktası olan sıfır derecenin altında eksi bir değerde olduğu halde nasıl olur da ellerimizin arasındaki buz erimeye başlar. Çünkü katı maddelerin erime noktası üzerlerine uygulanan basınç arttıkça düşer, azaldıkça yükselir. Bundan dolayı ellerimizin arasına alıp sıkıştırdığımız buzun, üzerine etki eden basınç kuvveti arttığı için erime noktası düşmüştür.



2. Kaynama Noktası (Kaynama Sıcaklığı)

Sıvı haldeki maddelerin enerji alarak gaz haline geçmesi olayına kaynama denir. Bir kapta bulunan sıvı bir maddeyi alttan ısıtmaya başladığımızda kinetik enerjisi artan tanecikler yukarı doğru hareket etmeye başlayarak kaptan ayrılıp dışarı çıkmaya çalışırlar. Ancak dışarıdaki açık hava (atmosfer) basıncı kabın içerisindeki taneciklerin sıvının yüzeyine ve kabın çeperlerine çarpmaları sonucu oluşturdukları buhar basıncından büyük olduğu için kabın içindeki atomlar veya moleküller bir türlü kaptan ayrılıp dışarı çıkamazlar. Ancak öyle bir an gelir ki kabın içerisinde bulunan taneciklerin oluşturduğu toplam buhar basıncı açık hava basıncına eşit olur ve sıvının yüzeyine çarpan ve daha büyük kinetik enerjiye sahip olan tanecikler fokurdama benzeri sesler çıkmasına neden olur. İşte tam bu anda kabın içerisine daldırmış olduğumuz bir termometre yardımı ile ölçmüş olduğumuz bu sıcaklık değerine kaynama sıcaklığı denir ve kaynama süresince de değişmez. Artık bu andan itibaren kabın içerisinde bulunan taneciklerin oluşturduğu toplam buhar basıncı açık hava basıncını yenmiştir ve birer ikişer kaptan ayrılmaya başlayan tanecikler buharlaşma dediğimiz bir olayın gözlenmesini sağlarlar.



Bütün maddelerin atomlarının veya moleküllerinin özellikleri birbirlerinden farklı olduğu için tanecikler arası çekim kuvvetlerinin büyüklüğü de aynı değildir ve bu nedenden dolayı kaynama sıcaklığı bütün maddeler için ayırt edici bir özellik olup ayrıca aynı maddenin farklı basınç altındaki kaynama noktası değerleri de aynı değildir.





Örneğin, deniz kenarından yükseklere doğru çıkıldıkça bir sıvının kaynama noktası düşer. Çünkü yükseklere doğru çıkıldıkça atmosfer basıncı azalır. Atmosferimizi oluşturan havanın içerisinde oksijen, azot, hidrojen v.b. birçok gaz bulunmaktadır ve yer çekimi kuvvetinin etkisi ile bu tanecikler dünyamız tarafından aşağı doğru çekilmektedirler ve sonuçta bir ağırlık oluşturdukları için de açık hava veya atmosfer basıncı olarak adlandırdığımız bir basınca neden olurlar. Ancak yerden yükseldikçe kütle çekim kuvvetinin etkisi azalacağı için havanın yoğunluğu da azalır ve hafifleyen havadan dolayı yükseklere doğru çıkıldıkça basınç ta azalmış olur.



Basınç arttıkça ise sıvıların kaynama noktası yükselir örneğin, düdüklü tencerede yemekler daha çabuk pişer. Çünkü 1 atmosfer basınç altında ve deniz seviyesinde su ancak 100 °C'de kaynar. Ancak düdüklü tencerenin ağzı sıkıca kapalı olduğu için sıcaklığı artan ve kaynama noktası olan 100 °C'ye ulaşan suyun içerisindeki moleküllerin dışarı çıkıp düdüklü tencereden kurtulma imkanları olmadığı için zamanla aldıkları ısı enerjisi nedeniyle kinetik enerjileri daha da artar ve bu da düdüklü tenceredeki buharın sıcaklığının ve basıncının artmasına ve içerisindeki yemeğin daha çabuk pişmesini sağlar.





https://bylge-images.s3.amazonaws.com/banff-4331689_1920.jpgPow senin desteğini bekliyor.
Bylge: Makale yazarak para kazanmanın kolay yolu 💰