6. sınıf Hâl değişimi sırasında sıcaklık neden sabit kalır? Test 1

Kaynamakta olan suyun sıcaklığının 100°C'de sabit kalmasının nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

A) Su moleküllerinin hareket enerjisi artmaya devam eder
B) Verilen ısı enerjisi su moleküllerinin ortalama hızını artırır
C) Isı enerjisi moleküller arası çekim kuvvetlerini yenmek için kullanılır
D) Suyun buhar basıncı azalır

Sevgili öğrenciler, kaynama noktasına ulaşan bir sıvının sıcaklığının neden sabit kaldığını anlamak için ısı enerjisinin madde üzerindeki etkilerini inceleyelim.

• Sıcaklık ve Moleküler Hareket: Bir maddenin sıcaklığı, o maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Yani, bir maddeye ısı verdiğimizde, moleküller daha hızlı hareket etmeye başlar ve bu da sıcaklığın artmasına neden olur.
• Kaynama Noktasına Kadar: Suyu ısıtmaya başladığımızda, sıcaklığı yükselir. Bu, su moleküllerinin kinetik enerjisinin ve dolayısıyla hareket hızlarının arttığı anlamına gelir.
• Kaynama Noktasında (100°C): Su 100°C'ye ulaştığında kaynamaya başlar. Bu noktadan sonra, suya ısı vermeye devam etsek bile sıcaklığı 100°C'de sabit kalır. Peki, bu fazladan ısı enerjisi nereye gidiyor?
• Faz Değişimi ve Gizli Isı: İşte bu noktada önemli bir dönüşüm gerçekleşir: su, sıvı halden gaz (buhar) haline geçmeye başlar. Bu hal değişimine "buharlaşma" denir. Sıcaklık artışı yerine, verilen ısı enerjisi, su moleküllerini birbirine bağlayan çekim kuvvetlerini (moleküller arası kuvvetleri) yenmek ve moleküllerin birbirinden ayrılarak gaz fazına geçmesini sağlamak için kullanılır. Bu enerjiye "gizli ısı" veya "buharlaşma ısısı" denir.
• Şimdi seçenekleri inceleyelim:
• A) Su moleküllerinin hareket enerjisi artmaya devam eder: Eğer hareket enerjisi artmaya devam etseydi, suyun sıcaklığı 100°C'nin üzerine çıkardı. Kaynama noktasında sıcaklık sabit kaldığı için bu seçenek yanlıştır.
• B) Verilen ısı enerjisi su moleküllerinin ortalama hızını artırır: Ortalama hızın artması, kinetik enerjinin ve dolayısıyla sıcaklığın artması demektir. Kaynama noktasında sıcaklık sabit kaldığı için bu seçenek de yanlıştır.
• C) Isı enerjisi moleküller arası çekim kuvvetlerini yenmek için kullanılır: Bu ifade, yukarıda açıkladığımız gibi, kaynama noktasında verilen ısı enerjisinin faz değişimine (sıvıdan gaza geçişe) harcandığını doğru bir şekilde açıklar. Moleküllerin birbirinden ayrılarak buhar fazına geçmesi için bu çekim kuvvetlerinin yenilmesi gerekir. Bu nedenle bu seçenek doğrudur.
• D) Suyun buhar basıncı azalır: Kaynama noktasında, sıvının buhar basıncı dış basınca (genellikle atmosfer basıncına) eşit olur. Buhar basıncının azalması, kaynamanın durması veya daha yüksek bir sıcaklıkta gerçekleşmesi anlamına gelirdi. Bu nedenle bu seçenek yanlıştır.

Cevap C seçeneğidir.