FİZİK 10.Sınıf Madde ve Özellikleri Ünitesi Konu Anlatım !!

Konu 'Fizik 10. Sınıf' bölümünde Moderatör Taner tarafından paylaşıldı.

  1. Moderatör Taner

    Moderatör Taner Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    12 Ocak 2009
    Mesajlar:
    3.361
    Beğenileri:
    3.519
    Ödül Puanları:
    113
    Yer:
    Ankara

    Madde ve Özellikleri Ünitesi

    Konu 1
    Katılarda Boyutlar Arası İlişkiler ve Dayanıklılık


    Bu ünitede, katılar maddeleri belli bir oranda büyüttüğümüz de kesit
    alanları, yüzey alanları ve hacimlerinin kaç kat büyüdüğünü
    hesaplayacağız. Canlıların çeşitli özellik ve ihtiyaçları ile bu
    değerler arasında nasıl bir ilişki olduğunu, sıvılarda adezyon,
    kohezyon, yüzey gerilimini ve kılcallık olaylarını tanıyacak, güncel
    olaylarla ilişkilerini kuracağız. Bir gaz olarak atmosferin nasıl
    oluştuğunu birlikte açıklayacağız. Soğuk ve sıcak plazmayı günlük
    yaşamdan örneklerle tanımlayacağız.


    9. sınıfta düzgün geometrik şekilli cisimlerin alan, hacim
    hesaplamalarında kullanılan matematiksel ifadeleri öğrenmiştik. Bu
    ünitede kullanacağımız, sembolleri ve matematiksel ifadeleri aşağıdaki
    tabloda göreceksiniz.




    Yarıçapı 10 cm, yüksekliği 20 cm
    olan silindirin, yüksekliğini 10 cm arttırdığımızda değişen yüzölçümü,
    kesit alanı, hacim, kesit alanı/hacim ve yüzey alanı/hacim değerlerini
    birlikte inceleyelim.

    Verilen değerlerden;

    Birinci durumdaki yüzölçümü = 1800 cm² ( pi 3 alınmıştır. )

    İkinci durumdaki yüzölçümü = 2400 cm²



    Birinci durumdaki kesit alanı = 300 cm²

    İkinci durumdaki kesit alanı = 300 cm²



    Birinci durumdaki hacim = 6000 cm³

    İkinci durumdaki hacim = 9000 cm³



    Birinci durumdaki kesit alanı/ hacim = 300 cm²/ 6000 cm³

    = 1/20 cm

    İkinci durumdaki kesit alanı/ hacim = 300 cm²/9000 cm³

    = 1/30 cm



    Birinci durumdaki yüzey alanı/ hacim = 2/6000 cm³ = 1/3000 cm³

    İkinci durumdaki yüzey alanı/ hacim = 2 / 9000 cm³ = 1/4500 cm³ .

    Bulduğumuz değerleri
    anlamlandırmaya çalışalım. Hepinizin “ Bu işlemler ne işimize
    yarayacak?” dediğini duyar gibiyim.




    Bazı filmlerde insandan büyük
    karıncalar veya örümcekler görebiliyoruz. On katlı bina büyüklüğünde
    goril görebiliyor, devlerin ne kadar güçlü olduklarını masallardan
    okuyoruz. Jonathan Swift’in yazmış olduğu; Güliver’in Gezileri
    masalında sözü edilen küçük insanlar ve devler acaba masalda
    davrandıkları gibi davranabilirler mi? Bunlar bilimsel olarak doğru
    olabilir mi? Acaba eski zamanlarda böyle canlılar var mıydı? Veya
    gelecekte olabilir mi?

    Yukarıda yaptığımız basit bir
    takım işlemlerin, bu sorulara cevap oluşturacaklarını beklide hiç
    düşünmemiştiniz.

    Düşsel gezginci Lemuel Gulliver,
    tüm insanları, hayvanları, ağaçları ve otları dünyamızdakine benzeyen,
    yalnız dünyamızdakinden ortalama 10 kez daha küçük olan Lilliput
    krallığı denen ülkede oldukça hareketli bir süre geçirmiştir.
    Lilliputların boyları ortalama olarak 20 cm ( kitaba göre 15 cm ) ve
    aynen bizim yapımızdadır. Gulliver, insanları tamamen bize benzeyen,
    fakat 10 kez daha uzun olan devler ülkesi Brobdingnag’ı da ziyaret
    etti. Swift’in anlattığı gibi her iki krallıktaki hayat bizimkinin
    aynıydı ( on sekizinci yüzyıl ). Yazarın insanların davranışlarına
    ilişkin yorumu bugün bile okunmaya değer. Fakat bu boyuttaki insanların
    onun anlattığı gibi olmayacağını göreceğiz.



    Swift’ten çok önce yaşayan
    Galileo çok büyük ve çok küçük insan modellerinin niçin bizim gibi
    olamayacağını anlamıştı, fakat açıkça görülüyor ki, Dean Swift
    Galileo’nun yazdıklarını hiç okumamıştır. Galileo’nun “ İki Yeni İlim ”
    adlı kitabının kahramanlarından biri “ madem ki geometride sadece
    büyüklük, şekli belirlemiyor; daire, üçgen, silindir, koni gibi
    şekillerin ya da başka katı cisimlerin özelliklerinin büyüklükleriyle
    değişebileceğini kabul etmiyorum” der. Fakat onun fizikçi arkadaşı “
    çoğunluğun düşüncesi burada kesinlikle yanlıştır ” der.

    Bunun niçin böyle olduğunu görelim.

    İşe, bir ipin sağlamlığı ile
    başlayalım. Bir adam bir ipi belirli bir kuvvetle çekerse onu
    koparabilir. Bu cins iki ip, iki adamın çekmesine dayanır. İki ince
    ipin birleşmesinden oluşan kesitte ince ipliktekinin iki katı iplik
    bulunur ve iki ip yerine geçer. Bakalım;



    İpin boyu 50 cm, yarıçapı 1 cm
    olsun. Yukarıdaki matematiksel ifadeden yararlanarak önce bir ipin
    kesit alanını hesapladığımızda; kesit alanı bir ip için 3 cm², iki ip
    içinse 6 cm² olacaktır.



    Başka bir deyimle bir teli ya
    da ipi koparmak için gereken kuvvet onun kesiti ile ya da çapının
    karesi ile orantılıdır.

    Bir ip için çapın karesi 4cm²,
    iki ip için; 4 cm² + 4 cm² = 8 cm² olacaktır. Bir ipi koparmak için bir
    birim kuvvet kullanırken, iki ip için bunun 2 katını kullanmamız
    gerekmektedir.

    Deney ve teori bu sonucun
    doğruluğunu gösterir. Bundan başka aynı bağlılık yalnız ipler ve
    çekilen kablolar için değil, kemerleri taşıyan sütunlar ya da direkler
    için de doğrudur. Bir sütunun taşıdığı kemer veya kubbenin ağırlığı
    sütunun kesiti ile doğru orantılıdır.

    İnsan ya da hayvan vücudu
    iskelet dediğimiz sistemi veren birçok sütun ve direkler üzerinde
    kurulmuş, kaslar ve sinirler dediğimiz çeşitli askı ve kablolarla
    desteklenmiştir. Vücudumuzun ağırlığı et ve kemik miktarları ile
    orantılıdır. Yani ağırlığımız vücudumuzun hacmi ile orantılıdır.

    ( Merak edip hesaplama yapmak isteyen öğrenciler, kemikleri silindir şeklinde kabul edebilirler. )

    Şimdi, Gulliver’in
    kendisinden 10 kez daha uzun bir Brobdingnag dev adamı ile
    karşılaştıralım. Devin yapısı tümü ile Gulliver’in aynı olduğundan onun
    her uzunluğu Gulliver’in karşıt uzunluğunun on katıdır. Devin ve
    Gulliver’in vücutları şekil ve kesit bakımından tamamen benzerdir.
    Devin, sütun ve askılarının dayanıklılığı kesitleri ile, bu da
    uzunluğun karesi ile orantılı olduğundan kemikleri Gulliver’inkinden
    10²= 100 kez daha dayanıklı olacaktır. Ağırlığı da hacmi ile orantılı
    olduğundan bu da boyunun uzunluğunun küpü ile 10³ = 1000 kez daha büyük
    olacaktır. O halde devin dayanıklılığının ağırlığına oranı bizimkinin
    1/10’u kadar olacaktır. O zaman kendisini taşımakta bizim sırtımızda 9
    adam taşıdığımız zaman çektiğimiz sıkıntıyı çeker.

    Doğal olarak gerçekte ne Lilliput ne de Brobdingnag vardır. Gelecekte de olamazlar.

    ÖRNEK:

    Yarıçapı 10 cm olan
    kürenin, yoğunluğu 2 gr/cm³. Kürenin yarıçapını iki katına
    çıkardığımızda , kürenin ağırlığı, birinci ağırlığının kaç katı olur? (
    g= 10 m/s² )

    ÇÖZÜM:

    d = m / V den ; m = 2 gr/cm³ x 4000 cm³ = 8000 gr

    G = m.g ‘ den G = 8000 gr x 10 m/s² = 8 kg x 10 m/s² = 80 N birinci ağırlık,



    D = m/V den ; m = 2 gr/ cm³ x 32000 cm³ = 64000 gram

    G = m.g ‘ den G = 64000 gr x 10 m/s² = 64 kg x 10 m/s² = 640 N ikinci ağırlık,



    640 N / 80 N = 8 kat ağırlığı fazlalaşmıştır.

    SORU

    Kendinizi bir silindir
    gibi düşündüğünüzde, boyunuzun uzunluğu sabit kalmak koşulu ile
    belinizin kalınlığı iki katına çıktığında, ağırlığınız, birinci
    ağırlığınızın kaç katı olur?



    1.1. Kesit alanının dayanıklılık ile ilişkisi irdelenir.



    Bir fil çok büyük olduğundan bacakları çok fazla kalındır.
    Hayvanların en büyüğü olan balina bir filden kırk kez ağır olmasına
    rağmen, balinanın kemikleri bu oranda kalın değildir. Balina su
    tarafından kaldırıldığı için kemiklerinin dayanıklılığı yeter
    derecededir. Fakat karaya vurmuş bir balinanın hali ne olur? Kaburga
    kemikleri dayanamaz, kırılır. Eski dinozorlar, balina büyüklüğünde olan
    hayvanlardı. Acaba, bunlar bu değerlerle nasıl yaşadılar? ( Meraklısı
    hesaplama yapabilir. )



    1.2. Karıncanın, vücut
    ağırlığının birkaç katı ağırlığındaki yükleri kaldırabileceği;
    karıncayı orantılı olarak insan kadar büyütecek olsak ağırlığını bile
    kaldıramayacağı vurgulanır.



    Dayanıklılık = k ( kalınlık ) ²





    1.3. Dikdörtgen prizma,
    silindir ve kürenin yüzey alanlarının hacimlerine oranları ve en düşük
    oranın ise kürede olduğu verilir. Küçük cisimlerin birim kütlesine
    düşen yüzey alanının, büyük cisimlere göre daha fazla olduğu verilir.
    Yani bir kilogram büyük patatesle, bir kilogram küçük patates
    soyulduğunda, küçük patatesten daha fazla kabuk çıkacağı vurgulanır.



    Dikdörtgen prizma, silindir ve kürenin yüzey alanlarının hacimlerine oranlarını birlikte hesaplamaya çalışalım.



    Uzun kenarı 1 cm, kısa kenarı 1 cm ve yüksekliği 1 cm olan bir dikdörtgen prizmanın yüzey alanlarını bulalım.

    Yukarıda verilen çizelgeden; 2 ( lw + hw + lh ) = 2 ( 1cm. 1 cm +
    1 cm. 1 cm + 1 cm. 1 cm ) = 2 ( 1 cm² + 1 cm² + 1 cm² ) = 6 cm²



    Dikdörtgen prizmanın hacmi = 1 cm x 1 cm x 1 cm = 1 cm³



    Yüzey alanları / hacim = 6 cm² / 1 cm³ = 6/ cm olarak bulunur.



    Dikdörtgen prizma, silindir ve kürenin yüzey alanlarının hacimlerine oranlarını birlikte hesaplamaya çalışalım.



    Yüksekliği 1 cm, yarıçapı 1 cm olan bir silindirin yüzey alanının hacmine bölümünü, yukarıda verilen çizelgeden;

    2 ( h + r )/( rh ) = 2 ( 1 cm + 1 cm ) /( 1 cm x 1 cm ) = 2 cm / 1 cm² = 2/cm



    Dikdörtgen prizma, silindir ve kürenin yüzey alanlarının hacimlerine oranlarını birlikte hesaplamaya çalışalım.



    Yarıçapı 1 cm olan küre için yüzey alanının hacmine oranını hesaplayalım.

    Yukarıda verilen çizelgeden;

    3/r = 3 / 1 cm = 3/ cm



    Bir yüzme havuzundan üstümüzden sular damlayarak çıktığımızda
    derimizin üzerinde ince bir su tabakası vardır. Parmak uçlarımız
    kolumuz kadar ıslaktır; vücudumuzun her yerinde hemen hemen su tabakası
    aynı kalınlıktadır. Kabaca, havuzdan dışarı çıkardığımız su vücudumuzun
    alanı ile orantılıdır. Belki havuzdan bir bardak dolusu suyu birlikte
    taşırız ve bu da %1 kadar ağırlık artışına neden olur. Boyumuzun 1/10’u
    ve tamamen benzerimiz olan bir Liliput’un ağırlığı, bizim ağırlığımızın
    ( 1/10)³ ü olur.

    Onun yüzeyi bizim yüzeyimizin ( 1/10)² si olacağından, havuzdan
    çıkaracağı su, bizim çıkarttığımızın ( 1/10 )² si olur. Böylece, onun
    için ( su miktarı) / ( esas ağırlık ) oranı bizim için olanın 10 katı
    olur. O kendi ağırlığının yüzde onu kadar su çıkarır ki, bu bir palto
    ile beraber bir kışlık elbisenin ağırlığına eş değerdir.



    1.4. Bir canlının ısı
    yayma ( enerji yayma ) hızının yüzey alanı ile ilişkili olduğu
    verildikten sonra bu oran, canlıların bacak kalınlıkları, kuyruk ve
    kulak büyüklükleri ve vücut ağırlıklarına göre ne kadar yük
    taşıyabilecekleri ve ne kadar yemeğe ihtiyaç duyacakları ile
    ilişkilendirilir. Bu oran canlıların yüksekten düştüklerinde ne kadar
    zarar görecekleri ile de ilişkilendirilir.



    Bir canlı vücudunun belli bir ölçekle değiştirilmesinde önemli
    başka bir etki daha vardır. Vücudunuz, deri ( ve nefes ile dışarı
    verilen sıcak hava ) yolu ile ısı kaybeder. Derinin yapısı ve sıcaklığı
    gibi etkenleri sabit tutarak, deneysel olarak da deneneceği gibi,
    kaybedilen ısının yüzeyle orantılı olacağına inanmak kolaydır.
    Aldığımız gıda hem bu ısıyı karşılar, hem de hareketimiz için gerekli
    enerjiyi karşılar. O halde minimum gıda yüzeyle orantılı olur. Buna
    göre, Gulliver’e yaşaması için bir ya da iki günde bir koyun budu ile
    bir somun ekmek gerekirse, bir Lilliput’lu aynı vücut sıcaklığını
    korumak için bunun 1/10’un karesi hamcında gıda almalıdır. Fakat koyun
    budu kendi dünyasının ölçeğinde küçülmüş olacağından hacmi 1/10’un küpü
    oranında küçülmüş olur. Bu nedenle, kendisini Gulliver gibi doymuş
    hissedebilmesi için et kızartması ve ekmeklerden 10 kat fazla
    yemelidir. O halde Lilliput’lular çok aç ve huzursuz olmalıdır. Bu
    özellikler fare gibi birçok küçük memelilerde gözlemlenmektedir.

    Fareden daha küçük sıcakkanlı hayvanların niçin bulunmadığını
    artık anlayabilirsiniz. Balıklar, kurbağalar ve böcekler çok küçük
    olabilirler, çünkü vücut sıcaklıkları kendi çevrelerinden fazla
    değildir. Alan ve hacmin ölçek kurallarına uygun olarak sıcakkanlı
    küçük hayvanlar daha çok gıdaya ihtiyaç duyarlar. Çok küçük olanlar bu
    kadar besini toplayamazlar, toplasalar ve yeseler bile bu kadar çok
    yiyeceği hazmedemezler. Lilliput’luların tarımı, Gulliver’in anlattığı
    bir krallığı besleyecek yetenekte olamaz.

    Görülüyor ki, ne Lilliput ne de Brobdingnag bizim dünyamızın ölçekli bir modeli olamaz.



    Peki bu sonuçların fizikle ilgisi nedir?



    Yine çok büyüklerle işe başlayalım. Bir sistemi ölçekle
    büyüttüğümüzde, yük yapının sağlamlığından daha çok artacaktır. Bu
    sadece hayvanlarda değil, bütün fiziksel sistemlerde böyledir. Binalar
    çok büyük olabilirler, çünkü malzemesi kemiklerden daha sağlamdır,
    şekilleri farklıdır ve binalar hareket etmezler. Bu olgular,



    Dayanıklılık = k ( kalınlık )²



    Denklemindeki k katsayısını saptar, fakat aynı kanun yine geçerli
    olur. New York’taki Empire State Building bir dağ kadar yüksek, örneğin
    10.000 m yüksekliğinde yapılamaz. Dağların bütün kısmı, iç boşlukları
    hariç, içi dolu yapıdadır. Bir devin kemiklerinin kalın olması neden
    gerekli ise, bir dağ büyüklüğündeki cismin de içinde boşluk
    bulunmamalı, ya da henüz bilmediğimiz malzeme ile yapılmış olmalıdır.

    Tartışmamızın konusu yeryüzü ile sınırlı değildir. Yerin çekim
    alanı dışında, uzayda aşırı büyüklükte yapılar düşünebiliriz. Bu halde
    yük yerin çekiminden ileri gelmez fakat yapı büyüyecek şekilde
    yapılırsa her kısmı içeri doğru büyük bir kuvvetle çekilir. Bildiğimiz
    malzeme ile yapılmış olan iç kısım ezilir ve yüzeydeki çıkıntılar
    parçalanır, ya da içeri göçer. Bu yüzden bir gezegen gibi büyük bir
    yapı basit bir şekilde olmalıdır ve eğer yeterince büyük ise bu şekil
    hemen hemen küre olur. Başka bir şekil kendisini taşıyamaz. İşte
    gezegenlerle güneşin küresel bir şekil almalarının temel nedeni budur.
    Bizim için yerküre üzerinde çekim kuvveti önemlidir, fakat boyutları
    çok büyüttüğümüz zaman kütle çekimi mutlak üstün olur. Bu sonucu yalnız
    hareket değiştirebilir. Nebula dediğimiz büyük gaz kütleleri zamanla
    değişmektedir. Onun için büyük cisimlerin basit şekilde olmaları kanunu
    burada değişliğe uğrar.

    Kendi boyutumuzdan daha küçük boyutlara gidersek, çekim etkisi
    önemini kaybeder. Lilliput’taki araştırmada gördüğümüz gibi, yüzey
    etkileri kendilerini göstermeye başlar. Eğer yeteri kadar küçük
    yüzeylere gidersek, yüzeyler düzgünlüğünü kaybeder. O kadar pürüzlü
    hale gelirler ki, bir yüzeyi tanımlarken güçlük çekeriz. Artık başka
    tanımlar kullanmak gerekir. Şurası gerçektir ki, atom bölgesinde, yani
    pek küçük boyutlarda üstün olan çekme kuvveti günlük deneylerimizde
    gözlenmesi kolay olmayan bir çekimdir; bu o kadar şaşılacak bir şey
    değildir.

    Bu tür tartışmalar fizikte her zaman olan şeylerdir. Büyüklük
    basamağı ölçmeleri gibi, bunlar da bir fiziksel sistemi öğrenmeye
    başladığımız zaman çok faydalı olurlar. Bir sistemin davranışının,
    boyut ölçeğinin hareketinin ve diğerlerinin değişmesiyle, nasıl
    değişeceği çoğu zaman ayrıntılı bir analize en iyi yol gösterici olur.

    Bundan da fazla olarak alışılmamış ölçekler üzerine dayanan
    sistemlerin incelenmesi sayesinde fizikçiler bağıntıları meydana
    çıkarmayı başarmışlardır. Ölçeği değiştirdiğimiz zaman fizik dünyasının
    bir konusu daha belirli bir hale ve bir başkası silikleşir. Bu şekilde
    keşifler yaparız ya da hiç değilse normal ölçeklerimizle pek açık
    olmayan şeyleri belirli hale getiririz. Fizikçilerin laboratuar içinde
    ve dışında çok büyük ve çok küçüğü hızlı ve yavaşı, sıcak ve soğuğu
    düşünebildikleri bütün alışılmamış şeyleri incelemelerinin başlıca
    nedeni budur. Bu incelemelerde hem alışılmamış maddeler elde etmek, hem
    de ölçmeler yapmakta duyu organlarımızın yeteneğini arttırmak için bazı
    aygıtlar kullanırız.

    İnsanın kendi büyüklük ölçüsünün dünya görüşünü nasıl etkilediğini
    göstermekten kendimizi alamayacağız. Genellikle fiziğin görevi evrenin,
    bizim yapımıza bağlı olmayan bir kuruluş çizelgesini ortaya koymaktır.
    Fakat kendi ölçeğimizin etkilerinden kurtulmak güçtür. Biz büyük
    yollar, köprüler yapabiliriz; fakat bunlar aslında üç boyutlu karışık
    yapılar değil, ince ve uzun şeylerdir. Büyük gemiler, binalar gibi
    yuvarlarca ve büyük şeyler yapabiliriz. Bunlar tümü ile üç boyutludur.
    Bunların da çizgisel boyutları, insan boyutunun pek öyle binlerce katı
    değildir.

    Fizik çok ötelere giderek atomun içine dek girer, galaksilerin
    dışına çıkar. Mühendisliğin ve teknolojinin çok küçük ve çok büyükle
    uğraşabilmesi ancak gelecekte olanaklaşacaktır. Bir kilometre
    yükseklikteki enerji istasyonları ya da toplu iğne başı büyüklüğünde
    radyo devreleri yeni teknolojinin akıl almaz olanaklarını
    göstermektedir.

    Bugünkü teknoloji dünyasında bile bizim bu ölçek tartışmalarımız
    önemlidir. Eğer bir küçük cisme dayanan büyük yeni bir cisim
    tasarlarsak artık biliyoruz ki, bizim ölçeğimize göre çok küçük
    olduğundan, farkına varamayacağımız etkiler işe karışabilir ve hatta
    bunlar, dikkate alınması gereken en önemli şeyler olabilir.

    Biz geometrik ölçeğimizi körü körüne küçültüp büyütemeyiz, ancak
    fiziksel bir nedene dayanarak yapılan bir ölçek değiştirme ile bazen ne
    gibi değişiklikler meydana geleceğini önceden görebiliriz. Böylelikle,
    ölçeklemeyi hayret verici uçak modelleri çizmekte kullanabiliriz, (
    A308 ‘ de olduğu gibi ). Örneğin arıya benzeyen fakat uçmayan bir jet
    uçağı tasarlamaktan kaçınırız.
    The Miller ve kastamonuerdem bunu beğendi.
  2. Moderatör Taner

    Moderatör Taner Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    12 Ocak 2009
    Mesajlar:
    3.361
    Beğenileri:
    3.519
    Ödül Puanları:
    113
    Yer:
    Ankara
    Madde ve Özelikleri

    Konu 2
    Sıvılarda Kılcallık ve Yüzey Gerilimi






    Kohezyon
    •KOHEZYON: Su molekülleri arasında hidrojen bağlarından dolayı meydana gelen toplam kuvvettir. Bu çok güçlü kuvvet suyun minimum yüzey alanına sahip olmasını sağlar ve yüzey geriliminden dolayı en küçük yüzey alanına sahip küre şeklinde su damlası elde edilir.


    Adhezyon
    •ADHEZYON: Yüzeyle sıvı molekülleri arasındaki etkileşimden meydana gelir.


    Bir gül üzerindeki su taneciğini düşünecek olursak, su moleküllerinin bir tane olarak durması kohezyondan, su taneciğinin güle yapışması ise adhezyondan kaynaklanır.Damlacığın küre şeklini almasını ise yüzey gerilimi sağlar.

    Misal
    Su yüzeyini terk ederken saçlarımızı başımıza yapıştıran etki nedir? Sulu boya fırçasını sudan çıkarırken teller birbirine niçin yapışır?

    Yüzey Gerilimi
    •Suda yüzen bir kayık su üzerinde suyun kaldırma kuvveti tarafından dengelenir. Fakat su üzerinde yüzen bir yaprağın dengede kalması kaldırma kuvvetinden dolayı değildir.
    •Yüzey gerilimi, sıvıların yüzeyinin bir sıçrama brandası gibi davranmasını sağlayan bir özelliktir.

    Katılarda ve sıvılarda maddenin iç kısmındaki bir atom, komşu atomlar tarafından her yönden eşit bir kuvvetle çekilir. Böylece iç kısımdaki bir atoma tesir eden bütün kuvvetler dengede olur ve atomlararasımesafe sabit kalır. Ancak bu durum maddenin yüzeyinde değişir. Yüzeydeki bir atoma içerideki atomlar tarafından uygulanan çekme kuvveti dengelenmemiştir. Bu olaya yüzey gerilmesi adı verilir ve bu gerilme dengelenmemiş kuvvetlerin bileşkesine eşittir.

    Yüzey gerilimi nasıl hesaplanır?
    •Yüzey gerilimi ölçmek için aşağıdaki alet kullanılır. Yüzey gerilimi, uygulanan kuvvetin genişliğe oranıdır.

    İğnenin su yüzeyinde dengelenmesi
    Açık sıvı yüzeylerinde, tanecikler arasındaki çekim kuvvetlerinden kaynaklanan bu gerilmeye yüzey gerilimi denir. Yüzey gerilimi, sıvı yüzeyinin, ince bir film tabakası ile kaplıymış veya suyun derisi varmış gibi bir görüntü oluşmasına neden olur. Bu nedenle su üzerine konan bir toplu iğne batmaz, su pireleri suya konabilir veya bir kertenkele türü ise su üzerinde koşabilir. Ne zaman ki bu deri yırtılır bu durumda suya batarlar.

    Soğuk ve sıcak çorbanın tadı nasıl değişir?

    •Suyun yüzey gerilimi diğer yaygın sıvılarınkinden daha yüksektir. Saf su, sabun eklenmiş sudan daha fazla yüzey gerilimine sahiptir. Aynı şey yağ katılmış su içinde geçerlidir. Yağ soğuk sudan daha az bir gerilime sahiptir dolayısıyla tüm su yüzeyi üzerinde ince bir tabaka kaplar. Fakat sıcak su soğuk sudan daha az bir yüzey gerilimine sahiptir çünkü daha hızlı hareket eden moleküllerde kohezyon etkisi daha zayıftır. Bu yağın sıcak çorbada küçük baloncuklar halinde yüzmesini sağlar. Çorbamız soğuyunca suyun yüzey gerilimi artar ve yağ çorba yüzeyine çekilir ve çorba “yağlı” olur. Sıcak çorba ile soğuğun farklı tat vermesinin temel sebebi suyun yüzey geriliminin sıcaklığa bağlı olmasıdır.

    YÜZEY GERİLİMİLE İLGİLİ HAYATIMIZDAN BAŞKA NOTLAR

    •Sabunla temizlikte suyun yüzey gerilimi azaltılarak temizleme kolaylaştırılıyor.
    •Sanayide madenlerin ayrıştırılmasında kullanılır
    •Teflonda kohezyon etkisi adhezyondan büyük olduğu için su teflonu ıslatmaz.
    •Civa bulunduğu kabı ıslatmaz.

    •Günlük hayatımızda kullandığımız bir çok madde, cıva tarafından ıslatılamazken su tarafından ıslatılır. Eğer suyun kohezyonu cıva gibi yüksek olsaydı, vücudumuzu ve elbiselerimizi ıslatmazdı; böylece sudan istifademiz imkânsız olurdu. Teknolojik uygulamalarda çeşitli katkı maddeleri ile sıvının veya katının özelliklerini değiştirerek kohezyon ve adhezyon kuvvetlerinin büyüklüğünü değiştirmemiz mümkündür.

    •Her ne kadar su bir çok maddeyi ıslatırsa da, suyun cıva gibi davranarak ıslatmadığı maddeler de vardır. Böyle maddelere suyu sevmeyen hidrofob maddeler, su tarafından ıslatılan maddelere ise, suyu seven hidrofil maddeler adı verilir. Bu olaydan istifade ederek kontakt lensler göz küresi üzerinde durmaktadır. Özellikle yüksek diyoptrillerde gözlüklerden daha kaliteli görüş sağlayan kontakt lensler gözyaşını seven bir maddeden yapıldığından kornea tarafından çekilerek gözyaşı film tabakasında yüzer pozisyonda durur.

    Yüzey Gerilimi Nelere bağlıdır?
    •Saflığa

    Kılcallık
    •Kohezyon ve adhezyonkuvvetleri, bir sıvının, bulunduğu ortamdaki davranışını belirler. Sıvının kohezyonu, bulunduğu kabın uyguladığı adhezyondanbüyükse, sıvı, bulunduğu kabın çeperlerine yapışamaz, yani kabı ıslatmaz. Bu duruma en iyi örnek cıvadır.

    Kohezyonu çok yüksek olan cıva bir cam kaba konulduğunda, camın çeperlerine yapışmaz. İnce bir boru içerisindeki cıva sütununa tesir eden bileşke kuvvet ise aşağı doğrudur. Bir cam kaba konulan suyun kohezyonu kabın uyguladığı adhezyondanküçük kalır. Böylece su cama yapışır ve camı ıslatır.

    •İnce bir boru içerisindeki su ise boru çeperleri tarafından çekilerek adhezyonunsıvı ağırlığı ile dengelendiği noktaya kadar yükseltilir. Bu olaya kapilarite(kılcallık) tesiri denir. Bu kılcallık kanunu sayesinde topraktan emilen su ağaçların çok ince taşıma borularında kökten en yüksekteki yaprağa kadar yükselir. Hiç düşündünüz mü, Yaratıcımız bu kılcallık kanununu koymasaydı, bitkiler nasıl beslenirdi? Bitkiler beslenemeyince hayvanlar ve bizler ne yapardık.

    Kılcallık
    •Kesme şekerin, lavaboda saçların, havlunun, gaz yağının fitilinin ıslanması vb yine kapillaritiden dolayıdır.
    kastamonuerdem bunu beğendi.
  3. Moderatör Taner

    Moderatör Taner Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    12 Ocak 2009
    Mesajlar:
    3.361
    Beğenileri:
    3.519
    Ödül Puanları:
    113
    Yer:
    Ankara
    Madde ve Özelikleri

    Konu 3
    Gazlar ve Plazmalar




    Plazma, Kimya ve Fizikte "iyonize olmuş gaz" anl***** gelmektedir.İyonize gaz için kullanılan plazma kelimesi 1920 li yıllardan berifizik literatüründe yer etmeye başlamıştır. Kendine özgü nitelikleresahip olduğundan, plazma hali maddenin katı, sıvı ve gaz halinden ayrıolarak incelenir. Katı bir cisimde cismi oluşturan moleküllerinhareketi çok azdır, moleküllerin ortalama kinetik enerjisi herhangi biryöntemle (örneğin ısıtarak) arttırıldığında cisim ilk önce sıvıya sonrada gaza dönüşür ki gaz fazında elektronlar gayet hızlı hareket ederler.Eğer gaz halinden sonra da ısı verilmeye devam edilirse iyonlaşmabaşlayabilir, bir elektron çekirdek çekiminden kurtulur ve serbest birelektron uzayı meydana getirerek maddeye yeni bir form kazandırır.Atomun bir elektronu eksik olacak ve net bir pozitif yüke sahipolacaktır. Yeterince ısıtılmış gaz içinde iyonlaşma defalarcatekrarlanır ve serbest elektron ve iyon bulutları oluşmaya başlar.Fakat bazı atomlar nötr kalmaya devam eder. Oluşan bu iyon, elektron venötr atom karışımı, plazma olarak adlandırılır.
    İyonize olma durumu, en az bir elektronun atom ya da moleküldenayrıldığı anl***** gelir. Serbest elektrik yükü sayesinde plazma yüksekbir elektrik iletkenliğine kavuşur ve elektromanyetik alanlardankolaylıkla etkilenir. Atmosferin üstünde, manyetosferde, özelliklekutuplara yakın bölgelerde görülen auroralar, güneş rüzgârlarındankaynaklanan yüklü parçacıklarla çarpışan oksijen atomlarının iyonizeolması ile oluşurlar ve enfes görüntüler verirler.

    Evrende madde dört halde bulunur. Bunlar katı, sıvı, gaz ve plazmahalidir. Mikroskobik açıdan plazma, sürekli hareket eden ve etkileşenyüklü parçacıklar topluluğu olarak ifade edilir. Plazma içinde nötralatom ya da moleküllerin olması plazma halini değiştirmez.
    Plazmanın birim hacmi içindeki negatif yüklü parçacıkların sayısı(genelde elektronlar) pozitif yüklü parçacık sayısına (genelde iyonlar)yaklaşık olarak eşit olduğundan, plazma elektriksel olarak nötraldir.

    Maddenin dört hali. Katı halde atomlar belirli uzaklıklara sahiptir.Sıvı halde atomlar arası uzaklık artar. Gaz halinde ise atomlararasındaki bağ uzunlukları daha da artar. Plazma halinde ise atomlariyonlaşır ve sürekli olarak birbirleri ile çarpışırlar.

    İlk bakışta plazma halinin, özellikleri açısından gaz halinden çokfarklı olmadığı izlenimi oluşmaktadır. Oysa ki plazma çok önemliözelliklere sahiptir. Plazmanın temel karakteristik özellikleri aşağıdaverilmiştir,

    1) Yukarıda açıklandığı gibi plazma elektriksel olarak nötraldir veplazma çok iyi bir iletkendir. Bazen gümüşün ve bakırın iletkenliğinden102 kat daha fazla iletkenlik gösterebilmektedir.

    2) Plazmanın içinde bir noktada bir pertürbasyon oluşursa, bupertürbasyonun etkisi tüm plazmaya elektromanyetik dalga hızı iletaşınılır. Gaz halinde bu taşınım, akustik dalgaların hızıyla, akustiksinyalin taşınımına benzer. Gazların taşınımı sırasında parçacıklararasındaki çarpışma kısa mesafelidir. Plazmanın taşınımı durumunda iseyüklü parçacıklar arasındaki etkileşim elektromanyetik dalgalaryardımıyla uzun mesafede olur.

    3) Plazma elektriksel olarak nötral olmasına rağmen elektrik ve manyetik alanlarla etkileşebilir.

    4) Plazma koşullarındaki kimyasal reaksiyonlar (plazma-kimyasalreaksiyonlar), gaz fazındaki kimyasal reaksiyonlardan büyüklükmertebesi açısından çok daha hızlıdır.

    Evrende en çok bulunan hal plazma halidir ve evrenin %99’undan fazlasıplazma halindedir. Evrendeki tüm yıldızlar, Güneş, Gezegenler vegezegenler arası boşluklar, üzerinde yaşadığımız dünyamız plazmahalinden başlayarak bu günkü hallerini almışlardır. Gerçekte plazmahali bir maddenin ilk halidir. Plazma, doğal olarak kendisi ileçevresi, elektrik ve manyetik alanlarla etkileşim biçimleri açısındankendine özgü niteliklere sahiptir. Plazma, iyonlar, elektronlar, yüksüzatom ve moleküller ile fotonlardan oluşan, bazı atomlar iyonlaşırkenbazı iyonların elektronlarla birleşip atoma dönüştüğü, protonlarınsürekli olarak bir yandan ortaya çıktığı bir yandan da soğutulduğu birkarışım olarak düşünülebilir.

    Dünyamızda bulunan maddelerin büyük çoğunluğu katı, sıvı ve gazhallerindedirler. Maddenin plazma hali örneğin, yıldırımda, mumalevinde, kutup ışığında ve neon lambaları gibi elektrik boşalmalılambalarda gözlenir.

    Plazmanın temel bir farka karşın gazlarla ortak belli sayıda mekaniközelliği vardır: Coulomb çekim ve ritimleri çok uzaklarda etkiliolduğundan plazmanın her parçacığı diğeri ile sürekli olarak etkileşimhalindedir.

    İlginç bir farklılık olarak gazların boşalan her şeyi doldurma özelliğivarken plazmanın toplaşma özelliği olduğu görülebilir. Bir manyetikalanın etkisi ile elektrikli tanecikler alan çizgilerini etrafındahelezonik yörüngeler çizerek harekete başlar.

    Plazmanın Özellikleri

    a) Plazma dış ortama karşı elektriksel olarak nötrdür. Yani plazmaiçerisindeki pozitif yüklerin ( iyonların yükleri ) sayısı, negatifyüklerin (elektronlar) sayısına eşittir.

    b) Plazma içerisindeki ayrışma, iyonizasyon ve bu olayların tersi olanyeniden yapılanma olayları sürekli meydana gelir. Adı geçen bu olaylarkendi aralarında plazma içerisinde bir dinamik denge halinde bulunurlar.

    c) Plazma iyi bir elektrik ve ısı iletkenidir. Plazma içerisindekiparçacıklar bir enerji taşıyıcısıdırlar. Dolayısıyla elektrik ve ısıenerjisini de iletirler (taşınırlar). Plazma içerisindeki hızlarınınyüksek oluşu nedeniyle özellikle elektronlar elektrik ve ısı iletimindeesas rolü oynarlar.

    d) Plazma yüksek sıcaklık ve enerji yoğunluğuna sahiptir. Plazmanınsıcaklığı, enerji yoğunluğu, iyonizasyon derecesi ( iyonize olmuş atomsayısının toplam atom sayısına oranı ) ve plazma çıkış hızı (elektronhızı) plazma ekseni üzerinde maksimumdur.

    Plazmaya elektrik ve manyetik alan uygulandığında plazmada bir takımdeğişikliklere sebep olabilir. Plazma içerisindeki parçacığa Lorentzkuvveti etki eder

    (F= qE + qVB ).

    Plazmanın birçok tanımı yapılır. Bunların hepsi bizi plazmanın yüklüparçacıklar topluluğu olduğu sonucuna götürür. Peki ama her yüklüparçacıklar topluluğu plazma mıdır? Tabii ki her yüklü parçacıklartopluluğuna plazma diyemeyiz. Bunu söyleyebilmemiz için incelediğimizmateryalin bazı özelliklerini bilmeli ve ona göre karar vermeliyiz.İşte bu karar verme sürecinde kullandığımız kıstaslar "PlazmaParametreleri"dir. Bu parametreler sayesinde biz, çalıştığımızmateryalin bir plazma olup olmadığını bulabileceğimiz gibi, omateryalin neyin plazması olduğunu da bulmamız mümkündür.

    Temel parametreler dışında plazma parametrelerini 6 ana başlık altında toplayabiliriz. Bunlar
    · Plazma sıcaklığı veya daha basitçe Elektron sıcaklığı.
    · Plazma Yoğunluğu
    · İyonizasyon Derecesi
    · Debye Uzunluğu
    · Plazma Frekansı
    · Plazma Beta (β) dır.

    Plazmayı Oluşturan Elemanlar

    a. Nötral atom ve nötral molekül: İhtiva ettikleri pozitif yüklerinsayısının, negatif yüklerin sayısına eşit olan atom veya moleküllerdir.Nötral bir moleküle, o elemente özel bir ayrışma enerjisinden dahabüyük bir enerji verilirse, bu molekül atomlarına ayrışır.

    b. İyon : İhtiva ettiği (+) yük sayısı, (-) yük sayısından büyük olanatomlardır ya da bunun tersi olabilir. Nötral bir atoma, o elementleözel bir iyonizasyon enerjisinden daha büyük bir enerji verildiğizaman, bu atom en az bir elektronunu ( negatif yükünü) kaybeder ve iyonhaline geçer, yani iyonize olur.

    c. Elektron : Atomun negatif yükü olup, değeri 1,6x10-19 Coulomb'dur.

    d. Foton : Enerji yüklü ışın parçasıdır. Işın enerjisi taşıyıcısıdır.

    e. Uyarılmış Atom : Üzerine iyonizasyon enerjisinden daha küçük birenerji almış, elektron kaybetmiş atomdur. Bu atoma o elementiniyonizasyon enerjisinden daha küçük bir enerji verilirse, bu atomunçevresindeki elektronlar atomu terk etmeyip, bunlardan bir veya birkaçı yörünge değiştirir. Yani bir üst enerji seviyesine geçer. Böyleceuyarılmış atom olur.

    f. Uyarma : Enerji alarak bir üst enerji seviyesine geçiş.

    g. Sükunete Gelme : Enerji vererek ( foton ) bir alt seviyeye geçiş.


    1.1. Bir gaz tabakası olarak atmosferin oluşumunu açıklarken gazlarınbelli bir hacim ve şekillerinin olmadığı, fakat bulundukları kapalıkabın içini doldurdukları vurgulanır. Bu durumdaki hacimlerin kabınhacmine eşit olduğu belirtilir. Günlük hayatta gazların neredekullanıldığına örnekler verilir. Bu gazların yoğunluk değerleriverilerek hangi durumlarda gazları ayırt etmede kullanılabileceğivurgulanır.
    1.2. Havanın atmosfer içinde toplam kütlesinin yüksekliğe göre yüzdelik değişimi verilir.
    1.3. Kandaki plazma ile karşılaştırılmamalıdır. Plazmanın özelliklerihatırlatılır. Evrendeki maddelerin çoğunun plazma halinde olduğuverilir. Örnekler, üretilen plazmalardan ( plazma topu, flüoresan, neonlambaları, füzyon çalışmalarında, vb. ) dünyada görülenlerden ( şimşek,iyonosfer, kuzey ve güney kutup ışıkları ( Aurora borealis ve auroraaustralis ), vb. ) ve uzayda görülenlerden ( güneş, yıldızlar, güneşrüzgarları, vb. ) ayrı ayrı verilmelidir.

    Yıldız, yoğun ve ışık saçan bir plazma küresidir. Bir araya toplananyıldızların oluşturduğu gökadalar görünür evrenin hâkimidir. Günışığıdahil olmak üzere Dünya üzerindeki erkenin (enerji) çoğunun kaynağı,bize en yakın yıldız olan Güneştir. Diğer yıldızlar, Güneş’in ışığıaltında kalmadıkları zaman yani geceleri gökyüzünde görünürler.Yıldızların parlamasının nedeni çekirdeklerinde meydana gelen çekirdekkaynaşması (füzyon) tepkimelerinde açığa çıkan erkenin yıldızın içindengeçtikten sonra dış uzaya ışınım (radyasyon) ile yayılmasıdır.Yıldızlar olmasaydı, ne yaşam ne de öğelerin (element) büyük bir kısmıvar olabilir di.
    Gökbilimciler bir yıldızın tayfını, parlaklığını ve uzaydaki hareketinigözlemleyerek o yıldızın kütlesi, yaşı, kimyasal bileşimi ve bunun gibibirçok özelliğini belirleyebilirler. Bir yıldızın toplam kütlesi,yıldızın gelişiminin ve sonunun ana belirleyicisidir. Bir yıldızıngelişim süreci içinde bulunduğu aşamaya göre çapı, dönüşü, hareketi vesıcaklığı belirlenir. Sıcaklık ve parlaklık durumuna göreişaretlendikleri Hertzsprung-Russell diyagramı (H-R diyagramı),yıldızların güncel yaşını ve gelişim sürecindeki aşamasını belirlemekiçin kullanılır.
    Yıldız gelişiminin ilk halkası, hidrojen, bir miktar helyum ve çok azmiktarda daha ağır öğelerden oluşan ve içe doğru çökmeye başlayan birmadde bulutudur. Yıldız çekirdeği yeteri kadar yoğunlaştıktan sonraiçinde bulunan hidrojenin bir kısmı sürekli olarak nükleer çekirdekkaynaşması tepkimesiyle helyuma çevrilir. Yıldızın geri kalan kısmı,açığa çıkan erkeyi, ışınım ve ısıyayım (konveksiyon) birleşimiyleçekirdekten uzağa taşır. Bu süreçler yıldızın kendi içine doğruçökmesini engeller ve erke, yıldız yüzeyinde bir yıldız rüzgârıyaratarak dış uzaya doğru ışınım yoluyla yayılır.

    1.4. Plazma ile enerji üretiminin başlangıç aşamasında olduğu bazıülkelerde başlandığı ve diğer enerji üretim yöntemlerinden daha temizolduğu vurgulanır.

    Öğrenilecek Bilimsel Kavramlar:
    a. Bir oranda büyütme veya küçültme
    b. Yapışma ve birbirini tutma
    c. Yüzey gerilimi
    d. Kılcallık
    e. Plazma

    Kavramları Vermek İçin Kullanılabilecek Yaşamdan Örnekler ( Bağlamlar )
    a. King Kong gerçek olabilir mi?
    b. Su damlacıklarının şekli ve yağmur yağarken penceredeki hareketleri
    c. Soğuk ve sıcak çorbanın tadı ve yüzeyinin değişimi
    d. Bitkilerin yerden sıvı alması
    e. Tavanda ve suda yürüyen böcekler
    f. Atmosferin yapısı ve oluşumu
    g. Floresan lambalar ve sokak aydınlatılmasında kullanılan gaz lambaları
    h. Kuzey ve güney kutup ışıkları ( Aurora borealis ve aurora australis )
    kastamonuerdem bunu beğendi.
  4. melihtumer96

    melihtumer96 Üye

    Katılım:
    12 Mayıs 2010
    Mesajlar:
    256
    Beğenileri:
    78
    Ödül Puanları:
    29
    Ben neredeyse madde ve özellikleri konusunu ezberledim ama yine de testleri çözemiyorum.Ne yapmalıyım?
  5. kastamonuerdem

    kastamonuerdem Üye

    Katılım:
    13 Ekim 2011
    Mesajlar:
    6
    Beğenileri:
    1
    Ödül Puanları:
    0

    Üye Olmadan Linkleri Göremezsiniz. Üye Olmak için TIKLAYIN...

    Ben neredeyse madde ve özellikleri konusunu ezberledim ama yine de testleri çözemiyorum.Ne yapmalıyım?
    Genişletmek için tıkla...
    Kardeş Fizik Dersi Ezber Dersi Değildir. Mantık Dersidir. Ondan Zorlanıyorsundur.

Sayfayı Paylaş