6. sınıf Erime ve donma noktası nedir? Test 1

Saf suyun erime noktası 0°C, kaynama noktası 100°C'dir. 2000 m yükseklikte bu değerlerin değişmesinin temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

A) Yükseklik arttıkça sıcaklığın azalması
B) Atmosfer basıncının azalması
C) Yerçekiminin azalması
D) Havanın yoğunluğunun azalması

Saf suyun erime ve kaynama noktaları, dış basınca bağlı olarak değişen fiziksel özelliklerdir. Yükseklik arttıkça bu değerlerin değişmesinin temel nedenini adım adım inceleyelim:

• Erime ve Kaynama Noktası Nedir?

  Erime noktası, bir maddenin katı halden sıvı hale geçtiği sıcaklıktır. Kaynama noktası ise bir sıvının buhar basıncının dış basınca eşit olduğu ve sıvının her yerinden buharlaşmanın başladığı sıcaklıktır.

• Yükseklik ve Atmosfer Basıncı İlişkisi:

  Dünya yüzeyinden yukarı çıkıldıkça, üzerimizdeki hava tabakasının kalınlığı azalır. Bu durum, hava moleküllerinin sayısının ve dolayısıyla birim yüzeye uyguladıkları kuvvetin (basıncın) azalmasına neden olur. Yani, 2000 m gibi yüksek bir yerde, deniz seviyesine göre atmosfer basıncı daha düşüktür.

• Atmosfer Basıncının Kaynama Noktasına Etkisi:

  Kaynama noktasının tanımına göre, bir sıvının kaynaması için buhar basıncının dış basınca eşit olması gerekir. Yüksek yerlerde atmosfer basıncı daha düşük olduğu için, suyun buhar basıncının bu düşük dış basınca ulaşması için daha az enerjiye (daha düşük sıcaklığa) ihtiyaç duyulur. Bu nedenle, yüksek yerlerde su 100°C'nin altında kaynar. Örneğin, Everest Dağı'nın zirvesinde su yaklaşık 70°C civarında kaynar.

• Atmosfer Basıncının Erime Noktasına Etkisi:

  Erime noktası da dış basınçtan etkilenir, ancak bu etki kaynama noktasına göre çok daha az belirgindir. Suyun özel bir durumu vardır: donarken hacmi artar. Bu nedenle, dış basınç arttığında suyun erime noktası çok hafifçe düşer. Yüksek yerlerde dış basınç azaldığı için, suyun erime noktası da çok hafifçe yükselir (ancak bu değişim kaynama noktasındaki değişim kadar dramatik değildir ve günlük hayatta genellikle ihmal edilebilir).

• Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
  • A) Yükseklik arttıkça sıcaklığın azalması: Yükseklik arttıkça ortam sıcaklığı genellikle azalır, evet. Ancak bu, suyun erime ve kaynama noktalarının *kendilerinin* neden değiştiğinin temel nedeni değildir. Ortam sıcaklığı, suyun ne zaman kaynayacağını veya donacağını etkiler, ancak kaynama ve erime noktası değerlerini doğrudan değiştirmez.
  • B) Atmosfer basıncının azalması: Yukarıda açıklandığı gibi, bu, özellikle kaynama noktasındaki değişimin temel ve en önemli nedenidir. Düşük basınç, suyun daha düşük sıcaklıkta kaynamasına neden olur. Erime noktası üzerindeki etkisi de bu basınç değişimiyle ilişkilidir.
  • C) Yerçekiminin azalması: Yükseklik arttıkça yerçekimi kuvveti çok az miktarda azalır. Ancak bu azalma, maddelerin erime ve kaynama noktalarını belirgin bir şekilde etkileyecek kadar büyük değildir ve bu tür faz geçişleri için temel bir etken değildir.
  • D) Havanın yoğunluğunun azalması: Havanın yoğunluğunun azalması, atmosfer basıncının azalmasının bir sonucudur. Yani, yoğunluk azalması bir neden değil, basınç azalmasının bir göstergesidir. Temel neden doğrudan basınçtır.

Bu nedenle, 2000 m yükseklikte saf suyun erime ve kaynama noktası değerlerinin değişmesinin temel nedeni atmosfer basıncının azalmasıdır.

Cevap B seçeneğidir.