BU ÜNİTE 4 BÖLÜMDEN OLUŞMUŞTUR.
• MADDENİN TANECİKLİ YAPISI
• YOĞUNLUK
• MADDE VE ISI
• YAKITLAR
1. BÖLÜM: MADDENİN TANECİKLİ YAPISI
KONU VE KAVRAMLAR
• Tanecikli Yapı
• Boşluklu Yapı
• Hareketli Yapı
Bu bölümde maddenin tanecikli yapısı hakkında bilgiler edineceğiz.
MADDENİN TANECİKLİ YAPISI
Günlük yaşamda kullandığımız maddelerin özelliklerini düşünün. Bu maddelerin farklı özelliklere sahip olduğunu hemen fark etmişsinizdir. Örneğin sınıfta kullandığımız tahta kalemi, sert bir yapıdadır. Bu sayede yazı yazabiliriz. Kalemi sıktığımızda kalem şekil değiştirmez. Süngeri sıktığımızda süngerin küçüldüğünü görürüz.
Süngerin sıkışmasına rağmen kalemin sıkışmaması bu maddelerin hangi özelliğinden kaynaklanmaktadır? Maddelerin iç dünyasında neler olduğunu anlamak için bu soruları cevaplamaya çalışacağız. Maddenin yapısını anlamak için maddenin içinde boşluk olup olmadığına bakmak gerekir. Katı, sıvı ve gaz maddelerin yapısındaki boşlukları, sıkıştırılabilme özelliklerinden anlayabilirsiniz. Bunu daha iyi anlamak için aşağıdaki "Sıra Sizde" etkinliğini yapınız.
Gaz halindeki maddeleri, katı ve sıvı haldeki maddelerden farklı yapan nedir? Sınıfta tahtanın önünde bir arkadaşınızın eline kolonya döktüğünü düşünün, kolanya kokusu kısa bir sürede sınıfın en arka sırasına ulaşır. Kolonya havayla temas ettikten sonra gaz haline dönüşür. Böylece kokusu kısa sürede etrafa yayılır.
Kahvaltıda çayınıza şeker atıp karıştırdığımızda şekerin gözden kaybolduğunu fark etmişsinizdir. Ama tadına baktığınızda şekerin aslında çayın içinde var olduğunu anlarsınız. Çaya atıldığında şekerin küçük parçalara ayrıldığını nasıl anlayabilirsiniz?
Madde bütünsel bir yapıda değildir. Katı, sıvı veya gaz yani tüm maddeler boşluklu ve tanecikli yapıdadır.
Maddeleri oluşturan tanecikler titreşim hareketi yapar. Titreşim hareketi, taneciklerin bulundukları yerde öne arkaya, sağa sola, yukarı aşağı yaptığı hareketlerdir. Ayrıca sıvı ve gaz maddeler titreşim hareketinin yanı sıra öteleme hareketi de yapar. Öteleme hareketi, taneciklerin birbiri üzerinden kayarak yaptıkları yer değiştirme hareketidir.
Bir madde hangi halde olursa olsun tanecikleri aynıdır, değişmez. Aralarındaki fark, maddeyi oluşturan taneciklerin düzenidir. Maddelerin sahip olduğu tanecikli yapı ilkesinden hareket ederek katı, sıvı ve gaz haldeki maddelerin özelliklerini açıklayalım.
- Katı haldeki maddeleri oluşturan tanecikler arasında boşluk yok denecek kadar azdır. Tanecikler birbirleriyle temas halindedir ve bulundukları yerde titreşim hareketi yapar. Tanecikler yer değiştirmedikleri için aralarındaki boşluk da değişmez. Bu nedenle katı maddeler belirli bir şekil ve hacme sahiptir. Bu maddelerin akışkanlığı yoktur.
- Sıvı haldeki maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk, katılara göre biraz daha fazladır. Ancak tanecikler yine birbirleriyle temas halindedir ve titreşim hareketi yapar. Bu nedenle sıvılar fazla sıkıştırılamaz. Sıvı maddelerin tanecikleri titreşim hareketinin yanı sıra kendi etraflarında dönerek ve birbirleri üzerinden kayarak yer değiştirir yani öteleme hareketi yapar. Bu durum sıvılara akma özelliği kazandırır. Bu nedenle sıvılar, bulundukları kabın şeklini alır.
- Gaz haldeki maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk oldukça fazladır. Tanecikler birbirinden bağımsız hareket eder. Titreşim, öteleme ve dönme hareketi yapar. Bu nedenle gaz haldeki maddeler de akma özelliğine sahiptir. Gaz haldeki maddeler bulundukları kabın şeklini alır.
2. BÖLÜM: YOĞUNLUK
KONU VE KAVRAMLAR
• Yoğunluk
• Yoğunluk Birimi
Bu bölümde saf maddelerin ayırt edici özelliklerinden biri olan yoğunluk kavramını ve yoğunluğun canlılar için önemini öğreneceğiz.
YOĞUNLUK
Neden bazı cisimler suda yüzerken bazıları suya batar? Çoğu kişinin bu soruya verdiği cevap: “Hafif cisimler yüzer, ağır olanlar batar.” şeklindedir. Sizce bu cevap doğru mudur? Eğer böyle olsaydı hafif olan çakıl taşlarının batmasına, ağır olan odun parçasının yüzmesine tanık olabilir miydik? Ne dersiniz?
Suda çözünmeyen katı maddelerin bazıları suda yüzer, bazıları suya batar. Etkinlikte, farklı kütlelerdeki ve farklı hacimlerdeki maddelerin su içindeki konumlarını gözlemlediniz. Peki, yüzme batma olayı maddenin hangi özelliklerine bağlıdır?
Su içindeki bir maddenin yüzme batma durumunu açıklamak için, saf maddelerin ayırt edici özelliği olan “yoğunluk” kavramı kullanılır.
Bir cismin kütlesinin hacmine oranı, o cismin yoğunluğunu verir. Yoğunluk "d", kütle "m" ve hacim "V" sembolleri ile gösterilir. Bir maddenin yoğunluğunu bulmak için aşağıdaki formül kullanılır.
Kütlenin birimi g (gram), hacmin birimi cm3 (santimetreküp) olarak alınırsa yoğunluk birimi g/cm3 olur.
SUYUN YOĞUNLUĞU VE CANLILAR İÇİN ÖNEMİ
Sıvı halden katı hale geçen maddelerin hacmi azalır, yoğunlukları artar. Su, bu maddelerin dışındadır. Su donduğunda suyun hacmi artar, yoğunluğu azalır. Buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan az olduğu için su içine atıldığında buzun yüzdüğünü görürsünüz. Saf suyun yoğunluğu 4˚C'ta 1 g/cm3 iken buzun yoğunluğu 0,9 g/cm3 tür. Suyun hal değiştirmesi sonucu buz oluşur. Buz su üzerinde yüzer. Bu durum su içinde yaşayan canlılar için çok önemlidir.
Kış mevsiminde donan su, nehir ve göllerin yüzeyini kaplar. Böylece suların dibe doğru donması önlenir. Bu durum sudaki yaşamın devamını sağlar. Bunun nasıl gerçekleştiğini anlamak için basit bir etkinlik yapabilirsiniz. Buzdolabının buzluğuna, su doldurduğunuz bardağı koyunuz. Bardaktaki suyu 15 dakikada bir gözlemleyiniz. Gözlemleriniz sonucunda buzun su yüzeyinde toplanmaya başladığını fark edebilirsiniz. Su dışındaki sıvı maddeler katı hale geçtiğinde hacimleri küçülür, yoğunlukları büyür. Örneğin zeytinyağı katı hale geçtiğinde kendi sıvısı içinde batar.
Suyun yüzeyinde donmanın başlamasıyla buz tabakası oluşacaktır. Buzun yoğunluğu ise suyun yoğunluğundan küçük olduğu için buz, su üstünde yüzer. Su altındaki canlılar, soğuk havalarda da yaşamlarını devam ettirebilirler. Çünkü buzun su üstünde yüzmesiyle denizlerin ve göllerin dipleri uygun sıcaklıkta kalır.
3. BÖLÜM: MADDE VE ISI
KONU VE KAVRAMLAR
• Isı İletkenliği
• Isı Yalıtkanlığı
• Isı Yalıtımı
• Isı Yalıtım Malzemeleri
Bu bölümde ısı iletimi ve yalıtımını irdeleyerek ısı yalıtım teknolojisinin aile ve ülke ekonomisine katkısını öğreneceğiz.
MADDE VE ISI
Tüm maddelerin tanecikli yapıda olduğunu ve bu taneciklerin hareketli olduğunu biliyoruz. Bu taneciklerin hareketleri bir etkiyle hızlanabilir veya yavaşlayabilir. Peki, taneciklerin hareketlerini nasıl değiştirebiliriz? Buzdolabından çıkarılan soğuk meyve suyunun sıcaklığı bir süre sonra artar. İçmekte olduğumuz sıcak bir sütün ise sıcaklığı bir süre sonra azalır.
Madde ısı aldığında tanecikler daha hızlı, ısı verdiğinde ise daha yavaş hareket eder. Isı alma ve verme durumlarında taneciklerin büyüklüğünde belirgin değişme olmaz, sadece tanecikler arasındaki uzaklık değişir.
Isı akışı bir tür ısı iletimidir. Isı iletilirken, maddeyi oluşturan tanecikler birbirleriyle çarpışır ve sahip oldukları enerjiyi yanlarındaki taneciğe iletir. Bu durumda, tanecikleri düzenli ve birbirine yakın olan maddelerin ısı iletiminin iyi olduğu söylenebilir.
Her maddenin ısıyı iletme özelliği aynı değildir. Her maddenin tanecikli yapısı farklı olduğu için maddeler ısıyı farklı oranda iletir.
Isıyı iletme özelliğine göre maddeler iki gruba ayrılır:
1- Isı İletkeni Madde
2- Isı Yalıtkanı Madde
ISI İLETKENLİĞİ
Kış mevsiminde, demirden yapılmış eşyaların daha soğuk olduğunu hissetmişsinizdir. Örneğin sınıfta üzerinde oturduğunuz sıranın tahta ve metal kısımlarına ayrı ayrı dokunduğunuzda sıcaklık farkını hissedersiniz. Aynı ortamda bulunan farklı maddelerin farklı sıcaklıklarda hissedilmesinin nedeni ne olabilir?
Çaydanlıkların kulpu neden plastikten yapılır? Bunun nedeni, maddelerin ısı iletkenliklerinin farklı olmasıdır.
Maddelerde sıcaktan soğuğa doğru ısı geçişine ısı iletkenliği denir. Isı alışverişini engellemeyen veya ısıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Altın, gümüş, bakır, alüminyum, demir ve çelik gibi metaller ısıyı iyi ileten maddelere örnek olarak verilebilir. Bu sebepten yemek pişirirken kullanılan tencere ve tavalar demir, çelik ve bakır gibi iletken maddelerden yapılır.
Bir tencerede kaynamakta olan çorbayı karıştırmak için metal ve tahta kaşıktan hangisini tercih edersiniz? Metal ve tahta kaşığı eşit süre, kaynamakta olan çorba tenceresinde beklettiğinizde hangi kaşığı daha sıcak hissedersiniz?
Metal ve tahta kaşıklara dokunduğunuzda parmağınızdan bu iki maddeye akan ısı miktarları farklı olacaktır. Çünkü metal ve tahta, iki farklı maddedir ve ısıyı farklı miktarda iletir. Metaller iyi ısı iletkeni olduğu için metal kaşıktan elinize daha fazla ısı geçişi olur. Tahta gibi maddeler ısıyı iyi iletemediklerinden elinize daha az ısı geçişi olur. Bu nedenle tahta kaşığa göre metal kaşığı daha sıcak hissedersiniz.
Sonuç olarak ısı iletkenliği, maddenin türüne bağlıdır. Farklı maddeler ısıyı farklı miktarlarda iletir.
ISI YALITKANLIĞI
Günlük yaşamda bazı maddelerin ısıyı iyi iletmesi, bazılarının ise ısılarını koruması işimizi kolaylaştırır.
Bunun için farklı maddeler veya ortamlar kullanılarak ısı iletimi kontrol edilir. İki madde veya ortam arasında ısı alışverişi gerçekleşmemesi olayı ısı yalıtkanlığı olarak açıklanır. Isıyı iyi iletmeyen maddeler ısı yalıtkanıdır. Plastik, strafor köpük, tahta, saman, pamuk, yün, seramik, elyaf, beton, hava, deri gibi maddeler ısı yalıtkanı maddelere örnek olarak verilebilir. Bu maddelerin ısıyı iletme oranları farklıdır.
Maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki boşluk miktarı arttıkça maddenin ısı yalıtkanlığı artar. Örneğin havayı oluşturan gaz tanecikleri arasındaki boşluk çok fazla olduğu için hava iyi bir yalıtkandır. Ancak tam olarak ısı yalıtımı sağlayan bir maddeden söz edilemez.
ISI YALITIM MALZEMELERİ
Maddelerin ısı akışını yavaşlatması ve ısı kayıplarını engellemesi için yapılan işlemlere ısı yalıtımı denir. Bu işlemlerde ısıyı iyi iletmediği için kullanılan malzemelere yalıtım malzemeleri adı verilir. Yalıtımda en çok kullanılan malzemeler strafor köpük, tahta, plastik, cam yünü, taş yünü, bakalit, silikon yünü ve katrandır.
Havayı oluşturan tanecikler arasındaki boşluk fazladır. Bu boşluklar vakum olarak adlandırılır. Vakum ısının iletilmesini engeller. Pencerelerde çift cam uygulamalarında iki cam arasında havanın boşaltılması bu yalıtıma örnek olarak verilebilir.
Termoslar, sıcak veya soğuk tutmak istediğiniz içeceğin sıcaklığını uzun süre korumasını sağlar. Isı akışının engellenerek maddelerin sıcaklığını koruması nasıl sağlanabilir?
Maddeleri soğuk veya sıcak tutan termos yerine başka hangi örnekler verilebilir?
Yaz ve kış mevsimlerinde kullandığınız giysileri düşünün. Bu giysilerin yapıldığı malzeme ve malzemenin kalınlığı (kumaşın yoğunluğu) sizce aynı mıdır? Kışlık giysiler, vücut sıcaklığını korumak için yani yalıtım sağlamak için farklı özellikere sahip malzemeden yapılmıştır.
BİNALARDA KULLANILAN ISI YALITIM MALZEMELERİ VE ISI YALITIMININ ÖNEMİ
Isı yalıtımı binaları hem soğuktan hem sıcaktan koruyan bir uygulamadır. Böylece bina ile çevresi arasında ısı akışının en az düzeyde gerçekleşmesi sağlanır.
Binanın dış kısmında kullanılacak malzemenin yağmur, rüzgar gibi olumsuz koşullarda yıpranmaması gerekir. Bina içinde kullanılacak malzemenin insan sağılığına zarar vermeyecek özellikte olması gerekir.
Binalarda ısı yalıtımı sağlamak için
• Binaların dış cephe duvarlarına,
• Binaların çatıları ve yer döşemelerine,
• Binaların giriş kapıları ve pencerelerine,
• Odaları ayıran ara duvarlarına yalıtım yapılmalıdır.
Binalarda ısı kaybını önlemek için çatılarda cam yünü, duvarlarda plastik köpük, zeminlerde ahşap, camlarda ise havası alınmış çift camlı sistem kullanılmaktadır.
Kullanılacak yere göre malzemenin ömrü, maliyeti, sağlamlığı, yanma vb. özelliklerine bakılarak uygun olan yalıtım malzemesi seçilmelidir.
Enerji, insan hayatı için vazgeçilmezdir. Nüfus artışı ile birlikte enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Türkiye, enerjide dışa bağımlı ülkelerden biridir. Artan enerji tüketimi, ülke ekonomisinin yanında insan ve çevre sağlığına da ciddi anlamda zarar vermektedir. Bu nedenle ısı yalıtımı enerji tüketimini azaltmaya yönelik önemli bir uygulamadır.
4. BÖLÜM: YAKITLAR
KONU VE KAVRAMLAR
• Katı Yakıtlar
• Sıvı Yakıtlar
• Gaz Yakıtlar
• Yenilenebilir ve Yenilenemez Enerji Kaynakları
Bu bölümde yakıt türlerini ve ısı amaçlı kullanılan yakıtların çevre üzerindeki etkilerini öğreneceğiz. Yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini fark edeceğiz.
YAKITLAR
Canlılar, yaşamlarını sürdürebilmek için besinlerden aldıkları enerjiye ihtiyaç duyar. Taşıtların hareket etmesi için de yakıt (benzin, mazot, doğal gaz, LPG vb.) gereklidir. Evlerimizi ısıtmak için kullandığımız odun, kömür, doğal gaz birer enerji kaynağıdır. Yeryüzündeki tüm enerjilerin kaynağı Güneş’tir. Yanma sonucu çevresine ısı enerjisi veren maddelere yakıt denir. Yakıtlar; katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç gruba ayrılır.
YENİLENEBİLİR VE YENİLENEMEZ ENERJİ KAYNAKLARI
Enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılan enerji kaynakları ve bu kaynaklara ait örnekleri inceleyiniz.
Fosil yakıtlar yenilenemez enerji kaynaklarıdır. Bundan dolayı da kullanıldıkça tükenir. Oluşumu için uzun bir zaman gereklidir. Canlı kalıntılarının toprak altında uzun zaman kalmasıyla meydana gelir. Fosil yakıtlar sınırlıdır. Petrol ve petrol ürünleri, kömür ve doğal gaz yenilenemez enerji kaynaklarıdır. Fosil yakıtlar her geçen yıl artan bir hızla tüketilmektedir.
Yenilenemez enerji kaynaklarından biri de nükleer enerjidir. Günümüzde nükleer santraller gelişmiş ülkelerin tercih ettiği bir elektrik kaynağı konumundadır. Artan çevre hassasiyetiyle güvenilir, ucuz, sürdürülebilir ve erişilebilir bir enerji kaynağına olan ihtiyaç, diğer alternatiflere göre nükleer santralleri daha çok ön plana çıkarmaktadır.
Bunların yanında nükleer santraller, işletme sırasında sera gazı salınımı yapmazlar. Bu nedenle küresel ısınmayı önlemede önemli bir alternatiftirler. Ayrıca nükleer santrallerin birim elektrik üretimi başına kurulum alanı diğer tüm santrallere göre oldukça küçüktür. Bu nedenle tarım, yerleşim ve doğal hayata olumsuz yönde minimum etki ederler.
Bugün dünyanın en önemli turizm ve yerleşim merkezlerinin yanı başında nükleer santraller mevcuttur. Ülkemizde de 2018 yılında Akkuyu Nükleer Santrali’nin ilk ünitesinin temeli atılmıştır. Santralin faaliyete geçmesi için çalışmalar büyük bir hızla devam etmektedir. Sinop Nükleer Santrali için de gerekli anlaşmalar imzalanmıştır.
Kullanıldıkları halde tükenmeyen enerji kaynaklarına yenilenebilir enerji kaynakları denir. Güneş, rüzgar, hidroelektrik, jeotermal ve biyokütle enerjisi yenilenebilir enerji kaynaklarının önemli örneklerindendir.
Güneş Enerjisi: Çevreye zarar vermeyen temiz bir enerji kaynağıdır. Türkiye, coğrafi konumu itibarıyle önemli güneş enerjisi potansiyeline sahiptir. Güneş enerjisi elde etmek için güneş panellerinin ve güneş pillerinin kurulumu gerekir. Güneş enerjisi güneş panelleriyle ısı ve elektrik enerjisine dönüştürülebilmektedir.
Jeotermal Enerji: Yerkabuğunun ulaşılabilir derinliklerinde birikmiş olan sıcak su ve buhardan elde edilen enerjidir. Jeotermal enerjinin ilk kullanım alanları kaplıcalardır. Jeotermal enerji, yer altı sularının magma veya erimiş kayalar tarafından ısıtılmasıyla oluşur. Yer altında ısınarak buhara dönüşen su yeryüzüne çıkar. Ülkemiz jeotermal enerji rezervleri bakımından zengindir. Türkiye Jeotermal enerji rezervi bakımından Avrupa’da birinci, dünyada ise yedinci sıradadır. Ülkemizde jeotermal enerji, merkezi ısıtma ve elektrik enerjisi üretimi için kullanılmaktadır.
Rüzgar Enerjisi: Rüzgar türbinlerinde veya yel değirmenlerinde rüzgarın hareket enerjisinden yararlanılarak elektrik üretilir. Rüzgar türbinleri sürekli rüzgar alan bölgelere kurulur.
Biyokütle Enerjisi: Bitkiler tarafından üretilen organik maddelerden, evsel ve hayvansal atıklardan elde edilen enerjiye biyokütle enerjisi denir. Bitkilerden modern yöntemlerle biyodizel ve biyoetanol elde edilir. Biyokütle enerjisi elde edilecek atıklar ve kalıntılar güç santrallerine getirilerek buradaki atık çukuruna atılır ve yakılır. Yanma sırasında gazlar açığa çıkar. Bu gazlar çeşitli işlemlerden geçirilir. Böylece elektrik enerjisi üretmekte kullanılır.
Hidroelektrik Enerji: Suyun hareket enerjisinden yararlanılarak elde edilen elektrik enerjisine hidroelektrik enerji denir. Hidroelektrik santrallerinde su yüksek bir yerden kanallarla daha alçak seviyedeki türbinlere doğru akıtılır ve türbinlerin dönmesi sağlanır. Böylece elektrik enerjisi üretilmiş olur.
ÜNİTE ÖZETİ
1. MADDENİN TANECİKLİ YAPISI
• Bütün maddeler taneciklerden oluşur.
• Maddeyi oluşturan tanecikler ve taneciklerin hareketleri görülemez ancak fark edilir.
• Tanecikler sürekli hareket halindedir.
• Maddeyi oluşturan tanecikler arasında boşluklar bulunur. Bu boşluklar maddenin haline göre değişir.
• Katı maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk çok azdır ve bu tanecikler birbirini çevrelemiştir. Tanecikler titreşim hareketi yapar.
• Sıvı maddelerde tanecikler arası boşluk katılara göre daha fazladır. Birbiriyle temas halinde olan sıvı tanecikleri titreşim, öteleme ve dönme hareketi yapar.
• Gaz maddelerin tanecikleri birbirinden bağımsızdır. Tanecikler titreşim, öteleme ve dönme hareketi yapar.
2. YOĞUNLUK
• Yoğunluk, bir maddenin birim hacimdeki kütle miktarıdır.
• Bir madde hal değiştirdiğinde maddenin yoğunluğu da değişir.
• Buzun yoğunluğu, suyun yoğunluğundan düşüktür.
• Yoğunluğun birimi g/cm3 'tür.
• Yoğunluk ayırt edici bir özelliktir.
3. MADDE VE ISI
• Isı iletkeni madde ısıyı iyi iletir. Isıyı iyi ileten maddelere örnek olarak altın, gümüş, bakır, alüminyum, demir ve çelik gibi metaller verilebilir.
• Isı yalıtkanı maddeler ısıyı iyi iletmezler. Isı yalıtkanı maddelere örnek olarak plastik, tahta, saman, deri, elyaf ve pamuk gibi maddeler verilebilir. Hava ve boşluk (vakum) da ısı yalıtımı sağlar.
• Binalarda ısı yalıtımı, aile ve ülke ekonomisi açısından önemlidir.
4. YAKITLAR
• Yakıtlar, yandığında çevresine ısı enerjisi veren maddelerdir.
• Yaygın şekilde kullanılan yakıtlara kömür, petrol, doğal gaz örnek verilebilir.
• Fosil yakıtlar (kömür, petrol, doğal gaz) yenilenemez enerji kaynaklarındandır.
• Yenilenebilir enerji kaynaklarına güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, biyokütle enerjisi, jeotermal enerji, hidroelektrik enerji örnek verilebilir.
KONU KAZANIM KAVRAMA TESTİ ÇÖZMEK İÇİN TIKLA >https://www.kavramaca.com/forum/viewtop ... =141&t=120