Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, maddelerin farklı fiziksel halleri arasındaki geçişlerde düzensizliğin (entropinin) nasıl değiştiğini anlamamız gerekiyor. Maddenin düzensizliği, taneciklerinin hareket serbestliği ve rastgeleliği ile doğru orantılıdır. Genel olarak, maddelerin hallerine göre düzensizlikleri şu şekilde sıralanır:
- Katı (k): Tanecikler belirli bir düzende sıkıca istiflenmiştir ve sadece titreşim hareketi yapabilirler. Bu yüzden düzensizlikleri en azdır.
- Sıvı (s): Tanecikler birbirine yakın olmakla birlikte, birbirleri üzerinden kayarak hareket edebilirler. Katıya göre daha düzensiz, gaza göre daha düzenlidirler.
- Gaz (g): Tanecikler birbirinden çok uzakta ve rastgele, hızlı hareket ederler. Bu yüzden düzensizlikleri en fazladır.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim ve düzensizliğin nasıl değiştiğini bulalım:
- A) $X(s) \rightarrow X(g)$: Madde sıvı halden gaz hale geçiyor (buharlaşma). Sıvı halden gaz hale geçişte taneciklerin hareket serbestliği ve rastgeleliği artar. Dolayısıyla, düzensizlik artar.
- B) $X(k) \rightarrow X(s)$: Madde katı halden sıvı hale geçiyor (erime). Katı halden sıvı hale geçişte taneciklerin düzeni bozulur ve hareket serbestliği artar. Dolayısıyla, düzensizlik artar.
- C) $X(g) \rightarrow X(k)$: Madde gaz halden katı hale geçiyor (kırağılaşma/süblimleşme). Gaz hali en düzensiz hal iken, katı hali en düzenli haldir. Bu geçişte tanecikler en düzensiz halden en düzenli hale geçerler. Dolayısıyla, düzensizlik en çok azalır.
- D) $X(g) \rightarrow X(s)$: Madde gaz halden sıvı hale geçiyor (yoğunlaşma). Gaz halden sıvı hale geçişte taneciklerin hareket serbestliği azalır ve birbirine yaklaşırlar. Dolayısıyla, düzensizlik azalır. Ancak gazdan katıya geçişe göre daha az azalır.
- E) $X(k) \rightarrow X(g)$: Madde katı halden gaz hale geçiyor (süblimleşme). Katı halden gaz hale geçişte taneciklerin hareket serbestliği ve rastgeleliği en fazla artar. Dolayısıyla, düzensizlik en çok artar. (Bu seçenek A seçeneği ile aynı anlama gelir.)
Soru bizden maddenin düzensizliğinin en çok azaldığı değişimi istiyor. Gaz halinden katı hale geçiş, maddenin en düzensiz halinden en düzenli haline geçiş olduğu için, düzensizlikteki azalma en büyük bu durumda gerçekleşir.
Cevap C seçeneğidir.
