Genel Bilgi

ISI VE SICAKLIK
 *Isı; sıcaklıkları farklı iki madde arasında alınıp verilen enerjinin adıdır. Bu durumda sıcaklıkları
eşit iki madde arasında ısı aktarımı gerçekleşmez. Bu iki maddeden birinin sıcaklığının diğerinden
farklı olması hâlinde, sıcaklığı yüksek olan maddeden sıcaklığı düşük olan maddeye enerji aktarılır ve aktarılan bu enerjiye ısı adı verilir.
(Not: Isı bir enerji çeşididir, fakat sıcaklık bir enerji çeşidi değildir.)
*Aynı maddenin farklı kütleleri düşünüldüğünde, kütlesi fazla olan madde daha fazla sayıda tanecik içerir. “Maddelerin aynı sıcaklığa ulaşması için kütlesi fazla olan maddeye daha fazla ısı aktarılması gerekir.”
*Maddeyi oluşturan tanecikler çarpışarak birbirlerine enerjilerini aktardıkları için her tanecik farklı enerjiye sahip olabilir ve her çarpışmada da enerjileri değişebilir.
*Bir maddenin sıcaklığının ölçümünde o maddeyi oluşturan taneciklerin hepsi rol oynar. Taneciklerin enerjileri birbirinden farklı olduğu için sıcaklık ölçümü taneciklerin ortalama hareket enerjileri ile ilişkilidir. Taneciklerin ortalama hareket enerjilerinin göstergesi ise sıcaklıkolarak adlandırılır. Sıcaklık termometre ile ölçülür. (Not: Sıcaklık termometre ile ölçülürken ısı kalorimetre kabı ile ölçülür.)
*Termometre sıcaklığı ölçülen maddelerin hangisinin hareket enerjileri ile ilgili bilgi verir. Termometrede sıcaklık 0 0 C’ yi gösterdiğinde o maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjisi sıfır değildir.
*Termometrelerdeki sıvı seviyesinin yükselip alçalması, haznedeki sıvının ısındığında genleşmesi ve soğuduğunda büzülmesi ile ilgilidir.
*Bir madde ne kadar çok tanecikten oluşuyorsa toplam hareket enerjisi de o kadar fazladır. Bu durumda tanecik sayısı fazla olanlar başka bir maddeye daha çok enerji aktarabilir.(Not: O halde sıcaklık madde miktarına bağlı değilken, ısı madde miktarına bağlıdır.)
*Farklı sıcaklıklardaki iki maddeden fazla miktarda olanı daha fazla tanecik içerir ve sıcaklığı düşük olsa bile toplam hareket enerjisi daha fazla olabilir. Bu sayede, başka bir maddeye daha fazla enerji aktarabilir. (Not: Taneciklerin toplan enerjisine ısı, ortalama hareket enerjilerinin göstergesine de sıcaklık diyebiliriz.)

ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ VE ÖZISI
*Isı bir enerji çeşidi olduğuna göre maddelerin ısınması da enerji aktarımı ile gerçekleşir.
*Bir gram maddenin sıcaklığını 1 0C arttırmak için gerekli ısı miktarına o maddenin öz ısısı denir.
*Isı birimi olan “kalori” suyun öz ısısı esas alınarak tarif edilmiştir. 1 g suyun sıcaklığını1 0C arttırmak için gerekli ısı miktarı 1 kaloridir.
*Öz ısı cal/g 0C veya J/g 0C birimleriyle ifade edilir.(1 cal=4,18 joule ise suyun öz ısısı 4,18 J/g 0C olur)
* Öz ısı madde miktarına bağlı olmayıp maddenin cinsine bağlıdır ve tüm maddeler için farklıdır. Bu yüzden öz ısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir ve c sembolü ile gösterilir.

Isı Alışverişi

• Isıca yalıtılmış ortamda bulunan sıcaklıkları farklı iki cisimden, sıcaklığı yüksek olan cismin verdiği ısısıcaklığı düşük olan cisim tarafından alınır. Isı alışverişi, cisimlerin sıcaklıkları eşit olana kadar devam eder.
• Isı alışverişi bittiğinde ısıl denge sağlanmış olur. Enerji yoktanvar olup vardan da yok olamayacağından Cisimler arasındaki verilen ısı, alınan ısıya daima eşittir.
• Qverilen = Qalınan
• Isı alış verişi için maddenin sıcaklıkları farklı olmalıdır.
• Isı akışı sıcaklığı büyük olan maddeden sıcaklığı küçük olan maddeye doğrudur.
•  Denge sıcaklığı büyük maddenin sıcaklığından büyük, sıcaklığı küçük olan maddenin sıcaklığından dahaküçük olamaz.
• Cisimler denge sıcaklığına ulaştıklarında ısı alış verişi biter. Alınan ısı verilen ısıya eşittir.
•  Farklı sıcaklıktaki sıvılar(cisimler) karıştırıldığında hal değişimi olmuyorsa karışımın denge sıcaklığı,

ERİME – DONMA ve BUHARLAŞMA – YOĞUŞMA ISISI
* Katı maddeler erirken çevresinden ısı alır ve alınan ısıyı erime sıcaklığına gelmek ve tamamen erinmek için kullanırlar.
*Katı madde erimeye başladığı an sıcaklık bir süre sabit kalır, çünkü alınan ısı katının tamamen erimesi için kullanılır. Sıcaklığın sabit kaldığı bu sürede verilen ısı o maddenin erime ısısıdır.
*Erime ısısı erime sıcaklığındaki 1 gram saf katı maddeyi sıvı hâle geçiren ısıdır. Her madde için farklı olduğundan maddeler için ayırt edici bir özelliktir ve Le gösterilir. Birimi J/g dır.
* Maddenin donmak için dışarıya vermesi gereken ısıya ise donma ısısı denir. Madde donarken geçen sürede sıcaklık yine sabit kalır. Madde erimek için aldığı ısı ne kadarsa, donmak için aynı ısıyı geri vermek zorundadır: Bu yüzden erime ısısı donma ısısına eşittir. (Le =Ld)
* Maddenin erimeye başladığı sıcaklığa erime noktası, donmaya başladığı sıcaklığa ise donma noktası denir. Erime ve donma noktası maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Aynı madde için erime ve donma noktası birbirine eşittir. (Erime noktası = Donma noktası) Örneğin su sıfırın üstünde sıvı, sıfırın altında katıdır.(buz)
* Aktarılan ısı kütle ile doğru orantılı olarak artar veya azalır. O halde bir miktar maddeyi eritmek için gerekli ısı; Q= m.Le ile donması için dışarı vermesi gereken ısı Q= m.Ld ile hesaplanır.
*Sıvı haldeki madde buharlaşma sıcaklığına geldiğinde sıcaklık sabit kalır.Çünkü verilen ısı maddenin tamamının gaz hale geçmesi için harcanmıştır.
* Kaynama sıcaklığındaki 1 g saf sıvıyı, aynı sıcaklıktaki 1g buhar hâline getirmek için gerekli
ısıya buharlaşma ısısı denir. Sıvılar buharlaşırken aldıkları ısıyı yoğuşurken geri verirler. Bu sebeple buharlaşma ısısı yoğuşma ısısına eşittir. Buharlaşma ısısı Lb, yoğuşma ısısı Ly şeklindedir ve Lb=Ly dir.
* Farklı maddeler farklı buharlaşma - yoğuşma ısısına sahiptir. Bu sebeple buharlaşma - yoğuşma ısıları da maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
* Sıvıların buharlaşması için gereken ısı miktarı kütleleriyle doğru orantılıdır. Kaynama sıcaklığındaki “m” gram sıvıyı buharlaştırmak için gerekli ısı Q= m.Lb bağıntısı ile , “m” gram buharın yoğuşarak sıvı hâle geçmesi için çevresine verdiği toplam enerji miktarı Q= m.Ly bağıntısı ile hesaplanır.
* Maddelerin buharlaşırken çevreden ısı alması ve yoğuşurken çevreye ısı vermesi, günlük hayatta birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Buzdolabına konulan yiyeceklerin sulanması, yazın yolların ve mağaza önlerinin sulanması, kesildikten sonra güneşe konulan karpuzun soğuması, kolonya dökülen elin bir müddet sonra serinlemesi buna örnektir.
* Saf maddelerin belirli bir erime ve kaynama noktaları vardır, fakat saf olmayan maddelerin belirli bir erinme ve kaynama noktaları yoktur. Bu yüzden saf olmayan maddelerde kaynama süresince sıcaklık sabit kalmaz. Örneğin suya tuz atıldığında oluşan karışımda sodyum ve klor iyonları su moleküllerinin arasına girer ve suyun donma noktasını düşürür. Kışın yollara tuz dökülmesinin sebebi budur.
*Sıvılara karışmış olan katkı maddeleri ise sıvının kaynama sıcaklığını yükseltir. Örneğin suya tuz atıldığında kaynama noktası yükselecektir. Bu yüzden yemeklere atılan tuz, piştikten sonra atılırsa daha mantıklı bir karar verilmiş olacaktır. 

Tepkimelerde Isı Alış Verişi


Kimyasal tepkimeler oluşurken maddeler ya enerji alır ya da enerji açığa çıkarır. Bazı maddelerin tepkimeye girmesi için ısı alması gerekir. Örneğin kömürün yanmaya başlaması için tutuşma sıcaklığına kadar ısıtılması gerekir. Kömür tutuştuktan sonra yanarken etrafa ısı yayar.



Isı Alan (Endotermik) Tepkime
Isı alarak gerçekleşen kimyasal olaylara endotermik tepkime denir. Isı alarak gerçekleşen bir kimyasal tepkime denkleminde girenler tarafında ısı alındığı belirtilir.
Örneğin; kireçtaşı (kalsiyum karbonat) ısıtıldığında kalsiyum oksit ve karbon dioksit oluşur. Bunun tepkime denklemi şöyledir:

CaCO3 + Isı ----->  CaO + CO2

Bu denklemde de görüldüğü gibi endotermik reaksiyonlarda ısı girenler tarafında yazılır.

Isı Veren (Ekzotermik) Tepkime
Isı vererek gerçekleşen kimyasal olaylara ekzotermik tepkime denir.Isı vererek gerçekleşen bir kimyasal tepkime denklemi yazılırken çıkanlar tarafında dışarı ısı verildiği belirtilir.
Örneğin karbonun oksijenle tepkimeye girmesi sonucu karbon dioksit gazı ve ısı açığa çıkar. Bu olayın tepkime denklemi;

C + O2 ----->  CO2 + Isı şeklinde belirtilir.

Yanma tepkimeleri, maddelerin oksijenle tepkimeye girmesiyle gerçekleşir. Yanma tepkimelerinin tamamı ısı veren tepkimedir.

Örnek : Civa oksit ısıtıldığında cıva ve oksijene ayrışmaktadır.Bunu tepkime denklemini yazarak gösteriniz.

Örnek :Vücudumuzda bulunan glikozun (C6H12O6) oksijenle tepkimeye girmesi sonucu karbon dioksit, su ve ısı enerjisi açığa çıkar. Bu olaya solunum denir.Bunu tepkime denklemini yazarak gösteriniz.

Asitin suda çözünmesi sonucu da ısı enerjisi açığa çıkar. Bu yüzden asit içine su dökülmemelidir.Suyun elektrolizi esnasında suya elektrik enerjisi verilir. Bu da bir çeşit endotermik tepkimedir.

Kimyasal Tepkimelerin Önemi
Kimyasal tepkimeler, yeryüzünde yaşamın devam etmesinde çok önemli bir yer tutar. Örneğin yeşil bitkilerin su, karbon dioksit ve
güneş ışığı yardımı ile besin üretmesi kimyasal bir olaydır. Buna ışıkla birleştirme anlamında fotosentez denir. Fotosentez denklemi aşağıdaki gibidir.
klorofil
6H2O +     6CO2 +    Güneş ışığı ----->  C6H12O6    +    6O2 
Su            Karbondioksit                    Glikoz (besin)         Oksijen

Fotosentez sırasında bitkiler havadan karbondioksit alıp havaya oksijen verirler.Canlı vücutlarında besinlerin yakılması da bir kimyasal tepkimedir. Bu olay sonucunda açığa çıkan enerji, yaşam için gerekli hareketleri yapmakta kullanılır. Bu olaya solunum denir. Besinleri vücudumuzda yakma tepkimesi şu şekildedir;

C6H12O6    +     6O2 ----->  6CO2     +       6H2O + Enerji
Glikoz (besin)     Oksijen         Karbondioksit    Su


Vücudumuzda proteinlerin amino asitlere dönüşmesi, daha sonra hücrelerde bu amino asitlerden protein sentezlenmesi de kimyasal reaksiyonlar sonucu meydana gelir. 
Vücudumuza aldığımız besinlerin mide, bağırsak gibi organlarımızda asitlerle parçalanması esnasında pek çok kimyasal işlem gerçekleşir.
Yer altından çıkarılan petrolün işlenmesi, boya, ilaç, plâstik maddelerin üretilmesi esnasında pek çok kimyasal değişimler gerçekleşmektedir.
Aspirinin yapımında petrolden elde edilen asitler kullanılır.
Temizlik için kullanılan sabun ve deterjanlar değişik kimyasal maddelerden elde edilir.Örneğin sabun, bitkisel yağların sodyum hidroksit ile tepkimesi sonucu elde edilir.
Tarımda kullanılan böcek ilaçları ve suni gübreler kimyasal yollarla elde edilir.