Plazma ve Hal Değişimleri

Plazma

Plazma, çok yüksek sıcaklıkta veya güçlü elektrik alanında gaz atomlarının elektronlarını kaybederek iyonlaşmasıyla oluşan maddenin dördüncü hâlidir. Plazma; pozitif iyonlar, serbest elektronlar ve nötr taneciklerden oluşur, toplamda elektriksel olarak nötrdür.

• Elektrik akımını iletir ve manyetik alandan etkilenir.
• Evrendeki görünür maddenin büyük bölümü plazma hâlindedir.
• Doğal örnekler: Güneş ve diğer yıldızlar, şimşek ve yıldırım, kutup ışıkları (aurora).
• Yapay örnekler: Floresan lambalar, neon tabelalar, plazma ekranlar, kaynak arkı, plazma kesme makineleri.

Hâl Değişimleri

• Erime (katı → sıvı) ve buharlaşma (sıvı → gaz) ile süblimleşme (katı → gaz) ısı alan (endotermik) olaylardır.
• Donma (sıvı → katı), yoğuşma (gaz → sıvı) ve kırağılaşma (gaz → katı) ısı veren (ekzotermik) olaylardır.
• Hâl değişimleri fiziksel değişimdir; moleküller arası etkileşimler kopar veya oluşur, molekül yapısı değişmez.
• Saf maddelerde hâl değişimi süresince sıcaklık sabit kalır; karışımlarda sıcaklık değişir.

Erime ve Kaynama Noktası

• Saf maddelerin erime ve kaynama noktaları sabittir ve ayırt edicidir.
• Kaynama noktası, sıvının buhar basıncının dış basınca eşit olduğu sıcaklıktır; dış basınç azaldıkça düşer, arttıkça yükselir.
• Saf suya tuz gibi uçucu olmayan bir madde eklenirse donma noktası düşer, kaynama noktası yükselir.
• Moleküller arası çekim kuvvetleri büyük olan maddelerin erime ve kaynama noktaları yüksektir.

Isınma ve Soğuma Eğrileri

Saf bir maddenin ısınma eğrisinde eğik bölümler sıcaklık artışını, yatay (düz) bölümler hâl değişimini gösterir. Erime-donma sırasında katı ve sıvı, kaynama-yoğuşma sırasında sıvı ve gaz birlikte bulunur. Karışımlarda hâl değişimi sırasında sıcaklık sabit kalmaz.

Kritik Sıcaklık ve Buhar–Gaz Ayrımı

Bir gazın, basınç uygulanarak sıvılaştırılabileceği en yüksek sıcaklığa kritik sıcaklık denir. Kritik sıcaklığının altındaki gaza buhar, üstündekine gaz denir. Örneğin su buharı oda sıcaklığında buhardır; oksijen ve azot oda koşullarında gazdır. LPG kritik sıcaklığı yüksek olduğu için basınçla sıvılaştırılarak tüplerde taşınır.

Günlük Hayatta Hâl Değişimi

• Kışın yollara tuz serpilmesi: donma noktasını düşürür.
• Düdüklü tencere: basıncı artırarak kaynama noktasını yükseltir.
• Soğutucularda soğutucu akışkanın buharlaşırken ısı alması.

Sınav uyarısı: Plazma iyonlaşmış gazdır ve elektriği iletir. Erime, buharlaşma ve süblimleşme endotermiktir. Tuz eklenen suyun donma noktası düşer, kaynama noktası yükselir.