Hâl değişimi

Hâl değişimi, bir maddenin moleküller arası potansiyel enerjisinin ısı alarak ya da vererek değişmesi sonucu meydana gelen olay.

Madde, genel olarak 4 hâldedir:

Bunun dışında, madde farklı hâllerde de bulunabilir. Bu farklı hâlleriyle birlikte madde evrende (alt dallanmalarıyla birlikte) 20 farklı hâlde bulunabilir. Ancak maddenin bu hâlleri doğal olarak bulunamaz. Deney ortamında denenebilir veya uzaydaki varlığı saptanabilir.

Maddeler ısı etkisi ile hâl değiştirebilirler. Su yeterince soğuduğunda donar, buz hâlini alır. Buz suyun katı hâlidir. Çeşmeden akan su, dereler, göller ve denizler suyun sıvı hâline örnektir. Kaynamakta olan çaydanlıktaki sudan çıkan su buharı ise suyun gaz hâlidir. Dondurma ve çikolata sıcağın etkisi ile erimeye başlar.

Maddeler hâl değişimi sırasında çevreden ısı alır ya da çevreye ısı verirler. Çevreden ısı alarak katı hâlden sıvı hâle geçmeye erime, sıvı hâlden gaz hâle geçmeye ise buharlaşma adı verilir.

Çevreye ısı vererek gaz hâlden sıvı hâle geçmeye yoğunlaşma, sıvı hâlden katı hâle geçmeye ise donma adı verilir.

Gaz hâldeki su buharının ani sıcaklık değişiminin etkisiyle çevresine ısı verip sıvı hâle geçmeden direkt katı hâle geçmesine kırağılaşma, katı hâldeki maddenin ise çevreden ısı alıp sıvı hâle geçmeden direkt gaz hâle geçmesine de süblimleşme denir.

Erime ve donma

Katı maddenin ısı alarak sıvı hâle gelmesine erime denir. Erime ve donma birbirinin tersidir. Katı hâldeki çikolatayı ısı etkisi ile eritip kalıplara döktüğümüzde çikolata ısı kaybeder, donar ve tekrar katı hâle gelir.

Buharlaşma ve yoğunlaşma

Sıvı bir maddenin ısı etkisiyle gaz hâline gelmesine buharlaşma denir. Çaydanlıkta kaynayan sudan çıkan buhar suyun gaz hâline iyi bir örnektir. Gaz hâlindeki bir maddenin ısı kaybederek tekrar sıvı hâle gelmesine ise yoğunlaşma denir. Çaydanlıktan çıkan su buharına soğuk tencere kapağını tuttuğumuzda su buharı tencere buharında ısı kaybeder ve su damlacıkları oluşur.

Buharlaşma ve kaynama ilişkisi

Buharlaşma her sıcaklıkta ve sıvının sadece yüzeyinde gerçekleşen bir hâl değişimi olayıdır. Buharlaşma hızı sıcaklığa bağlı olduğundan sıcaklık arttıkça buharlaşma hızı da artar. Buharlaşmanın en yoğun ve hızlı gerçekleştiği anda ise kaynama başlar. Kaynama sadece belirli sıcaklıklarda, sıvının iç basıncı, dış basınca eşitlendiğinde başlar ve sıvının her tarafında gözlemlenir.

İyonizasyon ve Deiyonizasyon

Gaz maddenin ısı alarak plazma hâle geçmesine iyonizasyon denir.

Deiyonizasyon ise plazma ısı vererek gaz hâle geçmesine denir.

Doğada su döngüsünün sebepleri

Yeryüzündeki sular yerle gök arasında durmadan devam eden bir döngü içindedir. Bunun nedeni suyun hâlden hâle geçmesidir. Güneşin etkisiyle buharlaşan su gökyüzünde bulutları oluşturur. Bulutlar çok küçük su damlacıklarından oluşur. Soğuk bir hava tabakasına rastlayınca ısı kaybettikleri için bulutlardan yoğunlaşma çoğalır. Yoğunlaşmayla ağırlaşan su damlacıkları yeryüzüne doğru düşmeye başlar. Buna yağmur denir. Bazen soğuk hava tabakası buluttaki su damlacıklarını doldurur. Bu durum kar yağmasına neden olur. Dolu ise yağmur damlalarının daha soğuk bir hava tabakasına rastlayarak donması sonucu oluşur. Yeryüzüne yağışlarla tekrar dönen su yine Güneş'in etkisiyle buharlaşarak gökyüzüne yükselir. Böylece yeryüzündeki su, dengesi sürekli olarak korunmuş olur.