Hâl Değişimi Nedir?
Maddeler doğada üç temel hâlde bulunur: katı, sıvı ve gaz. Bir maddenin bu hâller arasında geçiş yapmasına hâl değişimi denir. Örneğin, buzun erimesi (katıdan sıvıya), suyun buharlaşması (sıvıdan gaza) birer hâl değişimidir.
Hâl Değişimi Sırasında Sıcaklık Neden Sabit Kalır?
Bir madde hâl değiştirirken, ona verdiğimiz ısı enerjisi, maddede bir sıcaklık artışına neden olmaz. Bunun yerine, bu enerji tanecikler arasındaki bağları koparmak için kullanılır.
Şöyle düşünelim:
- Katı bir maddeyi (örneğin, buz) ısıtmaya başladığımızda, önce sıcaklığı yükselir.
- Sıcaklık 0°C'ye ulaştığında, buz erimeye başlar. Bu andan itibaren, buzun tamamı eriyene kadar sıcaklık 0°C'de sabit kalır.
- Verdiğimiz bütün ısı enerjisi, buzun katı hâlden sıvı hâle geçmesi için harcanır. Bu enerji, buz moleküllerinin arasındaki bağları zayıflatır ve onları birbirinden uzaklaştırır.
Bu Durumu Nasıl Açıklayabiliriz?
Maddeleri oluşturan tanecikler (moleküller veya atomlar) birbirlerine çeşitli kuvvetlerle bağlıdır.
- Katı hâlde tanecikler birbirine sıkı sıkıya bağlıdır ve sadece titreşim hareketi yaparlar.
- Erime sırasında verilen ısı enerjisi, bu sıkı bağları koparmak için kullanılır. Tanecikler birbirinden uzaklaşır ve daha serbest hareket edebilecekleri sıvı hâle geçerler.
- Isı enerjisi bağları koparmaya harcandığı için, taneciklerin ortalama hareket enerjisi (yani sıcaklık) aynı kalır.
Aynı durum su kaynatırken de görülür. Su 100°C'ye geldiğinde kaynamaya başlar ve suyun tamamı buhara dönüşene kadar sıcaklık 100°C'de sabit kalır.
Özetle:
- Hâl değişimi sırasında verilen ısı enerjisi, sıcaklığı artırmak için değil, tanecikler arasındaki bağları değiştirmek için kullanılır.
- Bu nedenle, maddenin sıcaklığı, hâl değişimi tamamlanana kadar sabit kalır.
- Bu olay, erime, donma, buharlaşma ve yoğuşma gibi tüm hâl değişimlerinde geçerlidir.
