6 Sınıf Fen Bilimleri Maddenin Farklı Hallerinde Tanecikler Arası Boşluk ve Hareketlili

Bu dersimizde mühürlü şişedeki havanın genleşmesi, şişedeki suyu kaynattığımızda buharın ortaya çıkması ya da buzun erimesi gibi günlük olayları, “maddenin farklı hallerinde tanecikler arası boşluk ve hareketlilik” kavramları ile açıklayacağız. Maddenin tanecikli yapısı, atom veya moleküllerin bir araya gelerek oluşturduğu taneciklerle anlatılır. Bu tanecikler sürekli titreşir ve bağımsız olarak hareket eder. Maddenin katı, sıvı ve gaz olmak üzdeki halleri, bu taneciklerin düzenini ve hareketini farklı şekillerde sergiler. Gazlarda tanecikler birbirlerinden oldukça uzaktır ve büyük boşluklar vardır. Gaz tanecikleri sürekli, hızlı ve yön bağımsız hareket eder. Bu yüzden gazlar bulundukları kabın şeklini ve hacmini doldurur. Çünkü tanecikler aralarındaki boşlukta özgürce koşar ve duvarlara çarpıp itme uygularlar; bu, gazın basıncının temel açıklamasıdır. Ayrıca gazlar, bu boşluk nedeniyle sıkıştırılabilir ve basınç azaldığında (mesela deniz seviyesinden yükseldikçe) hacimleri artar. Sıvılarda tanecikler katılara kıyasla daha serbest ama gazlara göre daha yakın konumdadır. Aralarında hâlâ boşluk vardır, ancak boşlukların düzeni sabit değildir. Sıvı tanecikleri birbirleri üzerinde kayabilir ve yer değiştirebilir; bu yüzden sıvılar bulundukları kabın şeklini alır, ancak hacimleri sabit kalır. Sıvılar çok az sıkıştırılabilir çünkü tanecikler zaten birbirlerine çok yakın ve hareket alanları sınırlıdır. Katılarda tanecikler çok düzenli bir örgü biçiminde yerleşmiştir. Aralarındaki boşluklar sıvı ve gaza göre çok küçüktür. Katı tanecikleri çoğunlukla titreşim hareketi yapar; birbirlerine göre yer değiştirmezler. Bu yüzden katılar belirli bir şekil ve hacim tutar. Bu resme ısıyı ekleyelim. Sıcaklık arttıkça taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar. Gaz ve sıvılarda hızları artar, katılarda ise daha şiddetli titreşmeye başlarlar. Isıyı yeterince verirsek katıyı eriterek sıvıya, sıvıyı kaynatarak gaza dönüştürebiliriz. Soğutma tam tersine hız ve titreşim azalır; buhar yoğuşur, sıvı donur ve bazen sıra dışı özellikler ortaya çıkar (su donarken örneğin, su moleküllerinin düzeni biraz daha açılır ve buz suda yüzer). Bu değişimlerde kütle korunur; eriyen buzun kütlesi erime öncesiyle aynıdır. Hacim ve yoğunluk ise değişir: gazlar genellikle sıcaklığa bağlı olarak genişler ve yoğunlukları azalır; suyun özel durumu, buzun daha düşük yoğunluğa sahip olmasıdır ve bu yüzden suda yüzer. Son olarak, bu kavramları günlük hayatla ilişkilendirelim: Sıcak havada balonun hacmi büyür çünkü gaz tanecikleri daha hızlı hareket eder ve duvarları daha kuvvetli iter. Şişedeki suyu ısıtınca buhar kabın içinde eşit yayılır, çünkü gaz tanecikleri boşlukta serbest hareket eder. Bir buz küpü bir kaba atıldığında, kap şeklini almasa da buzun eriyen yüzeyindeki moleküller sıvı faza geçerek kap içinde yer değiştirir. Bu dersin ana fikri: maddeyi tanecik düzeyinde görürseniz, boşluk ve hareketlilik hakkında düşünmeniz yeter. Boşluk arttıkça hareketlilik artar, sıkıştırılabilirlik büyür ve hacim değişmesi daha belirgin olur. Boşluk azaldıkça hareket sadece titreşime dönüşür, şekil ve hacim sabitleşir.