$H_2O(g) \rightarrow H_2O(s) + Q$ denklemine göre gerçekleşen hal değişimi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) $Q$ değeri sistemin aldığı ısıyı temsil eder.Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, suyun gaz halinden sıvı hale geçişi yani yoğuşma olayı incelenmektedir. Denklemi $H_2O(g) \rightarrow H_2O(s) + Q$ şeklindedir. Şimdi seçenekleri adım adım inceleyelim:
Denklemde $Q$ değeri ürünler tarafında yer almaktadır. Ürünler tarafında yer alan $Q$, sistemin dışarıya ısı verdiğini, yani olayın ekzotermik olduğunu gösterir. Eğer $Q$ girenler tarafında olsaydı, sistemin ısı aldığını (endotermik) temsil ederdi. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
Verilen olay, suyun gaz halinden sıvı hale geçişidir. Bu bir hal değişimi, yani fiziksel bir değişimdir. Kimyasal değişimlerde atomlar arası bağlar (örneğin $H_2O$ molekülündeki H-O bağları) kopar veya yeni bağlar oluşur. Hal değişimlerinde ise moleküller arası çekim kuvvetleri (hidrojen bağları gibi) etkilenir, ancak molekül içi kimyasal bağlar kopmaz. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.
Gaz halindeki maddelerde moleküller birbirinden çok uzakta ve düzensiz hareket halindedir. Sıvı hale geçişte (yoğuşma), moleküller birbirine yaklaşır ve daha düzenli bir yapı oluşturur. Bu durum, moleküller arası çekim kuvvetlerinin artmasıyla gerçekleşir. Dolayısıyla, gazdan sıvıya geçişte moleküller arası uzaklık azalır. Bu ifade doğrudur.
Entropi ($S$), bir sistemin düzensizliğinin veya rastgeleliğinin bir ölçüsüdür. Gaz hali, moleküllerin en serbest ve düzensiz olduğu haldir. Sıvı hali ise gaz haline göre daha düzenlidir. Gazdan sıvıya geçişte düzensizlik azalır, yani entropi azalır ($ΔS < 0$). Entropinin artması için düzensizliğin artması (örneğin sıvıdan gaza geçiş) gerekir. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.
Yukarıda da belirtildiği gibi, gaz halindeki moleküller çok daha serbest hareket eder ve daha düzensizdir. Sıvı haldeki moleküller ise birbirine daha yakın ve daha düzenlidir. Bu yüzden gaz halinin düzensizliği sıvı halinden fazladır. Bu ifade yanlıştır.
Cevap C seçeneğidir.
