11 Ağustos 2011 Perşembe

5. Sınıf Maddenin Değişimi ve Tanınması Konu Özeti -1


MADDENİ DEĞİŞİMİ VE TANINMASI KONU ÖZETİ
KONULAR
A.  Su Hâlden Hâle Girer
B.  Isı ve Sıcaklık




Yağmur
1- Deniz, göl ve akarsularda bulunan su, Güneş'in etkisiyle buharlaşır.
2- Göğe yükselen su buharı atmosferde soğuk hava tabakasına rastlayınca küçük su damlacıklarına dönüşür. Su damlacıkları bulutları oluşturur.
3- Bulutların içinde bulunduğu hava soğursa binlerce damlacık birleşerek su damlalarını oluşturur. Gittikçe su damlaları büyür, ağırlaşır ve yağmur olarak yeryüzüne iner.

Kar
Bulutların içinde bulunduğu hava çok soğuk olursa küçük su tanecikleri, su damlacıklarını oluşturamadan donar. Buz kristallerine dönüşür. Bulutlardaki su damlacıkları buz kristallerine değdiğinde donar ve diğer taneciklerle birleşerek büyür. Ağırlaşan damlacıklar bulut tarafından tutulamaz ve kar olarak yeryüzüne iner.
Bulutlarda oluşan su damlacıkları çok soğuk havalarda donarak rüzgârın etkisiyle bulut içinde hareket eder. Gittikçe büyüyerek ağırlaşır ve dolu olarak yeryüzüne iner.
Not: Bulutların bulunduğu bölgedeki hava sıcaklığına bağlı olarak su damlacıkları yağmur, kar ya da dolu olarak yeryüzüne iner.
Sis
Nemli havadaki su buharı, yeryüzüne yakın yerlerde küçük su damlacıklarına dönüşür. Bu küçük su damlacıkları, bazı günler gözlemlediğimiz sis olayını meydana getirir. Sisle birlikte çiy de görülür. Havadaki nem soğuk yüzeylere çarptığında su damlacıklarına dönüşerek çiyi oluşturur. Çok soğuk havalarda su damlacıkları donarak kırağıyı oluşturur.
Not: Su, doğada su buharı, su damlacıkları ve buz kristalleri biçiminde bulunur.

Su Döngüsü
Yeryüzü suları, Güneş'in etkisiyle buharlaşarak yükselir ve bulutları oluşturur. Bulutlardaki su damlacıkları havanın sıcaklığına göre yağmur, kar ya da dolu olarak tekrar yeryüzüne iner. Suyun hâl değiştirerek yeryüzü ile atmosfer arasındaki bu dolanımına su döngüsü denir.
Yeryüzünden buharlaşan su, yağışlarla geri döner. Bu sayede doğadaki su dengesi korunur. Toprağa sızan suların bir kısmı yer altı sularına karışır.
Suyun buharlaşması ve yağışlarla geri dönmesi mevsimlere göre değişiklik gösterir. Yaz mevsimlerinde buharlaşma fazla olduğu için yüzey sularındaki su miktarı azalır.
Bahar mevsiminde ise karların erimesi ve yağmurların çok yağmasıyla akarsular ve akarsuların döküldüğü deniz ve göllerin su seviyeleri yükselir.
Su döngüsünün gerçekleşmesini sağlayan enerji Güneş'ten gelir. Erinç'in yaptığı deneyde kullandığı ispirto ocağının Güneş'i temsil ettiğini hatırlayalım. Su döngüsünün gerçekleşmesi için buharlaşmanın meydana gelmesi gerekir. Güneş, yeryüzündeki suyu buharlaştırarak su döngüsünün devamını sağlar.

Temel Isı Kaynağımız
Güneş, yeryüzünün ısı ve ışık kaynağıdır. Yağmur, kar, dolu, rüzgâr vb. hava olayları Güneş'in ısı etkisiyle gerçekleşir.
Evleri, iş yerlerini ısıtmak için kullandığımız kömür, fuel-oil vb. yakıtlar, taşıtların çalışmasını sağlayan petrol ürünleri Güneş'in etkisiyle oluşmuştur. Biz bu maddelerde depolanmış Güneş enerjisini kullanırız.
Yel değirmenlerinde, barajlarda elektrik üretilmesini sağlayan enerjilerin kaynağı da Güneş'tir.
Bitkiler, güneş ışığını kullanarak besin üretir. Vücudumuz için gerekli olan enerjiyi besinlerden alırız. Dolayısıyla yediğimiz bu besinlerdeki enerjinin kaynağı da Güneş'tir.
Yeryüzündeki bütün enerjilerin kaynağı Güneş'tir.
Güneş Enerjisi Yeryüzüne Nasıl Ulaşır ?
Ayşe, aynı büyüklükteki cam bardaklara eşit miktarda su koydu. Bardakların içine birer termometre koyarak bardakları bahçedeki masanın üzerine yerleştirdi. Bardaklardan birini bir tahta kutunun gölgesine, diğerini ise güneş gören bir yere koydu. II. bardaktaki termometreyi beyaz bir kâğıtla kaplayarak Güneş'in ısısından korudu. Bir süre sonra II. bardaktaki termometrenin sıcaklığının arttığını gözlemledi. Güneş ışınları bardaktaki suyu ısıtmıştı. I. bardaktaki termometrenin sıcaklığında ise önemli bir değişiklik olmadı.
Bu olay  gösteriyor ki Güneş yeryüzünü ışınlarla ısıtır. Güneş ışınları ulaşan maddeler ısınır. Güneş enerjisi, ısı enerjisine dönüşerek Dünya'mızı ısıtır.
Güneş Enerjisinden Nasıl Yararlanırız?
Birçok enerjinin kaynağı olan Güneş'in enerjisi, etrafa ışınlarla yayılır. Güneş'in yaydığı enerjinin çok az bir kısmı Dünya'mıza ulaşır.
Güneş ışınları her cisimde farklı ısınma meydana getirir. Koyu renkli cisimler, açık renkli cisimlerden daha çok ısınır.
Rafet, aynı büyüklükteki kutulardan birini siyah, diğerini beyaz renkli kâğıtla kapladı. Kutuları delerek ikisine de birer termometre koydu. Kutuları güneş alan bir yere yerleştirdi. Termometrelerin güneş ışınlarıyla ısınmasını önlemek için üzerlerine kupa geçirdi. Bir süre bekleyip termometrelerin sıcaklığını incelediğinde siyah kutudaki termometrenin daha çok ısındığını gördü.

Bu nedenle kışın koyu, yazın açık renkli giysiler giyeriz. Koyu renkler güneş ışınlarını emer ve bizi daha çok ısıtır.
Güneş ışınları, yeryüzüne ulaştığında toprağı ve suyu ısıtır. Toprak ve su da etrafındaki havayı ısıtır. Hava bulutluyken de güneş ışınları yeryüzünü ısıtır ancak bulutlar ışınların yere ulaşmasını engeller.
Günümüzde güneş enerjisinden yararlanmak için birçok yöntem geliştirilmiştir.
Güneş enerjisinden çoğunlukla ısıtma amacı ile yararlanılır. Ülkemizde de çok yaygın kullanılan güneş panelleri güneş ışınlarıyla ısıyı toplar. En çok sıcak su elde etmek için kullanılır. Bu düzeneklerde olduğu gibi güneş enerjisi ısı enerjisine dönüşür.
Güneş enerjisinden elektrik elde etmek için kullanılan güneş pilleri birçok Ol cihazın çalıştırılmasında ucuz enerji sağlar. Hesap makinesi, saat, fotoğraf makinesi ve uzay araçlarında güneş pilleri kullanılır.
Güney Amerika'da yiyeceklerin pişirilmesinde güneş fırınları kullanılır. Güneş enerjisi ısı enerjisine dönüştüğü için ısınan fırında yiyecekler pişer.

B. ISI VE SICAKLIK

Isınma ve Soğuma
Çorba servisi için masaya koyduğumuz kâseyi rahatlıkla tutarız. Kâseye kaynamakta V olan tencereden çorba koyduğumuzda kâseyi tutamayız. Kâse sıcak çorbanın etkisiyle ısınır. Bir süre beklediğimizde çorbanın soğuduğunu fark ederiz.
Farklı sıcaklıktaki iki madde birbirine temas ettiğinde sıcaklığı yüksek olan soğur, düşük olan ise ısınır,
Buzdolabından çıkardığımız soğuk suyu bardağa doldurduğumuzda bardağın soğuduğunu dokunarak anlayabiliriz. Bir süre sonra su da ısınmaya başlar. Su bardaktan ve ortamdan ısı aldığı için ısınmıştır.

Isı Alışverişi Nasıl Gerçekleşir?
Umut, içmek için ısıttığı süt çok ısınınca soğutmak istedi. Bunun için sıcak süt olan bardağı soğuksu dolu kabın içine yerleştirdi. Bir süre sonra sütün soğuduğunu, kaptaki suyun ısındığını fark etti.
Çünkü süt ısı verdiği için soğumuş, su da ısı aldığı için ısınmıştır. Sıcaklıkları farklı bu iki madde arasında ısı alışverişi olmuştur.
Umut ısı alışverişini daha iyi anlamak için bir deney yapmaya karar verir. Bir bardağa buz doldurarak içinde musluk suyu bulunan kabın içine koyar. Bardağa ve kaba birer termometre yerleştirerek sıcaklıklarını ölçer.
  1. Buz dolu bardağın sıcaklığı, kaptaki suyun sıcaklığından düşüktür.
  2. Bir süre sonra bardaktaki termometrede sıcaklık yükselirken kaptakinin sıcaklığı düşmektedir.
  3. Soğuk olan ısı almakta, sıcak olan ısı vermektedir.
  4. Isı akışı, sıcaktan soğuğa doğru olmaktadır,
  5. Her iki termometrenin sıcaklığı eşit duruma gelmiştir. Demek ki ısı alışverişi tamamlanmıştır.
  6. Isı alışverişi maddelerin sıcaklıkları eşitlenene kadar sürer.

Hangi Durumda Daha Çok Isınır?


Meliha ile Yahya, eşit miktardaki sıvıların ısıtıldığı süre ile sıcaklık artışı arasında bir ilişki olup olmadığını anlamak için bir deney yaptılar.
Eşit büyüklükte iki behere üç yüzer mililitre su koydular. Beherleri iki ayrı ispirto ocağında ısıttılar.
Yahya suyu 3 dakika,
Meliha ise 10 dakika ısıttı. Meliha'nın ısıttığı suyun sıcaklığı, diğerinden fazlaydı.
Not: Uzun süre ısıtılan maddeler daha çok ısı alır. Daha çok ısı alan maddelerin sıcaklıkları da daha çok artar  
Sütü sıcak olmasını istediğimizde daha çok ısıtırız.

Isı ve Sıcaklık Farklıdır
Suna, bir çaydanlık ve cezveyi su ile doldurdu. Bunları ocağın aynı miktarda ısı veren bölümlerine koyarak 5 dakika ısıttı. Çaydanlığın ve cezvenin sıcaklıklarını ölçtüğünde cezvedeki suyun sıcaklığının daha yüksek olduğunu gördü.
Eşit miktarda ısı almalarına rağmen miktarı az olan sıvının sıcaklık artışı daha fazla oldu. Buradan anlıyoruz ki ısı ve sıcaklık farklı kavramlardır.
Aynı büyüklükteki iki bardağa eşit miktarda buz koyalım. Bardaklardan birine yarısına kadar sıcak su koyalım. Her iki bardağa da konulan suyun sıcaklığı eşit olmasına rağmen çok su konulan kaptaki buzlar daha çabuk erir. Bardaklara konulan suların sıcaklıkları eşit, ısıları farklıdır. Miktarı çok olan suyun enerjisi fazla olduğu için ısısı fazladır.
Not: Isı bir enerji türüdür. Sıcaklık termometre ile ölçülen değerdir. Bir bardak suyun ısı enerjisi vardır. Termometre kullanarak bu bardaktaki suyun sıcaklığını ölçeriz.
Termometrede sıcaklık derece selsiyus olarak ölçülür ve °C ile gösterilir. °C ile ifade edilen kavramlar sıcaklıktır. "Bugün havanın ısısı 26 °C'tur." kullanımı yanlıştır. 26 °C olan havanın ısısı değil, sıcaklığıdır.
Not: Isı ve sıcaklık farklı kavramlar olduğu için birbirinin yerine kullanılamaz.
Sıcaklıkları farklı iki madde arasındaki ısı alışverişinde sıcak olandan soğuk olana ısı enerjisi akar. Isı bir madde değildir. Isınan maddelerin kütlesi artmaz.
Yanan maddeler çevrelerine ısı verir. Yanan odunların üzerinde yemek pişirebilir, su kaynatabiliriz. Bu maddelerdeki kimyasal enerji ısı enerjisine dönüşür.
Not:  "Yalnızca yanan ya da sıcak olan maddelerin ısı enerjisi vardır." düşüncesi yanlıştır. Soğuk olarak düşündüğümüz maddelerin de ısı enerjisi vardır. Ancak sıcaklıkları düşüktür.

Isı Elde Etmek İçin Hangi Yakıtları Kullanırız?
Evlerimizi ısıtmak, sıcak su elde etmek ve yemek pişirmek için gerekli olan ısı enerjisini çeşitli yakıtlardan elde ederiz. Bunlar çoğunlukla doğal gaz, tüp gaz (petrol gazı), odun ve kömürdür. Bunların dışında ısı elde etmek için elektrik enerjisinden de yararlanırız.
Isı elde etmek için kullandığımız yakıtları bir kavram haritasında gösterelim.

Tüm Enerjilerin Kaynağı Güneş'tir
1.                  Elektrik enerjisi, hidroelektrik santrallerinde suyun tribünleri döndürmesi sonucu elde edilir. Akarsulardaki su, güneş enerjisinin etkisiyle gerçekleşen su döngüsü ile oluşur. O hâlde elektrik enerjisinin kaynağı güneş enerjisidir.
2.                  Fosil yakıtlar olarak da adlandırılan petrol, kömür ve doğal gaz canlı kalıntılarından oluşmuştur. Canlı kalıntılarına ve izlerine fosil denir.
Kömür, milyonlarca yıl önce bataklıklara gömülen büyük ağaçların üst üste sıkışması ve ısının etkisiyle kömürleşmesi sonucu oluşmuştur.
Petrol ve doğal gaz ise küçük deniz canlılarının kalıntılarından oluşmuştur. Bu kalıntılar milyonlarca yıl boyunca çamur ve kayaların altında gömülü kalır. Üzerlerindeki ağırlık ve yüksek sıcaklık canlı kalıntılarını petrol ve doğal gaza dönüştürür.
Sonuç olarak, bitki ve hayvan atıklarından oluşan fosil yakıtların kaynağı da güneş enerjisidir.
Fosil yakıtlar, yenilenemeyen enerji kaynakları olduğu için dikkatli kullanılmalıdır.
Odun hâlâ dünyanın birçok yerinde ısınmak, yemek pişirmek ve aydınlanmak için yakıt olarak kullanılır, insanlar odun elde etmek için ağaçları kestiğinden yakıt olarak odun kullanılması ormanların azalmasına ve ormandaki canlıların zarar görmesine neden olur.
3.                  Besinler de insanların vücut ısılarını korumak ve yaşamsal faaliyetlerini sürdürmek için kullandıkları yakıttır. Bitkiler güneş enerjisini kullanarak besin üretir. Dolayısıyla vücudumuzda ürettiğimiz, hareket etmemizi ve organlarımızın çalışmasını sağlayan enerjinin asıl kaynağı besinlerde depolanan güneş enerjisidir.
*              Bir bitki olan şeker pancarından elde edilen ispirto da deneylerde kullandığımız bir sıvı yakıttır.
*              Bitki ve hayvan atıklarının karıştırılıp havasız yerde bekletilmesiyle ısıtma ve aydınlatma kullanılan biyogaz elde edilir.
*              Son yıllarda atık yağların işlenmesiyle elde edilen biyodizel, taşıtlarda yakıt olarak kullanılmaktadır.
Hayvansal yağların yanı sıra mısır ve Ayçiçek yağlarından da biyodizel elde edilmektedir.  Kullanıldığında atık maddesi az olduğu ve % 98'i enerjiye dönüşebildiği için çevre dostu bir yakıttır.

Isı Enerjisi Hareket Enerjisine Dönüşebilir
İlsu'nun annesi çay yapmak için çaydanlıkta su kaynatıyordu. Usu, çaydanlıktan hızla çıkan buharı görünce bir deney yapmak istedi. Annesinin gözetiminde daha önce yapmış olduğu rüzgâr gülünü su buharının çıktığı yere doğru tuttu. Rüzgâr gülünün hızla döndüğünü gözlemledi. Usu, buharın çaydanlığın kapağını da hareket ettirdiğini fark etti.
Ocakta doğal gazın yanmasıyla oluşan ısı enerjisi suyu ısıtmıştır. Sudaki ısı enerjisi de rüzgâr gülünü ve çaydanlığın kapağını hareket ettirmiştir. Isı enerjisi hareket enerjisine dönüşebilir.
Bu deneyde doğal gazdaki kimyasal enerji hareket enerjisine dönüşmüştür.
1.                  Besinlerde depolanmış enerji de vücudumuzda ısı ve hareket enerjisine dönüşür.
2.                  Petrolden elde edilen benzin ve mazot taşıtlarda yanarak enerji sağlar. Bu enerji arabayı hareket ettirerek hareket enerjisine dönüşmüş olur.
3.                  Kömürün yakılmasıyla yukarıdaki deneydeki gibi enerji dönüşümleriyle elektrik enerjisi elde edilir. Kömür, termik elektrik santrallerinde yakılarak su ısıtılır. Isıtılan su hızla buharlaşır. Buharın gücüyle türbinler döner ve elektrik elde edilir.

Isı Nasıl Ölçülür?
Maddelerin sahip olduğu ısı kalorimetre denilen bir araç kullanılarak ölçülür. Bu araçla ölçülen ısı miktarları Joule (J) ya da kalori (cal) birimleri ile belirtilir.
1.1 cal = 4 J (1 kalori yaklaşık olarak 4 jouledür.)
Bir portakaldaki enerji miktarı 50 cal'dir.
50 cal = 4 x 50 = 200 Joule olur.
Kalorinin 1000 katı kilokalori (kcal), Joulün 1000 katı kilojoule (kj)'dür.
2.1 kcal = 1000 cal 1 kj = 1000 J
1 g (gram) kömür yandığında 5000 cal ısı enerjisi üretir.
Buna göre 1 g kömürün ısı enerjisi 5000 cal = 5000 : 1000 = 5 kcal olur.
Birinci açıklamaya göre; 1 kcal = 4 kj olur.
1 g kömürün ısı enerjisi 5 kcal ise
1 g kömürün ısı enerjisi 4 x 5 = 20 kj'dür diyebiliriz.


Hiç yorum yok:

Yorum Gönder