Merhaba arkadaşlar.
Bu dersimizde faz diyagramlarını işliyoruz.
Faz diyagramı dediğimiz burada gördüğümüz grafikler.
Peki faz nedir ?
Maddenin katı, sıvı, gaz hallerine faz diyoruz. Bu grafikler bize neyi anlatır ?
Maddelerin hangi basınç ve sıcaklıkta katı halde olduğunu, hangi basınç ve sıcaklıkta sıvı halde olduğunu ya da gaz, buhar halde olduğunu anlatır.
Şimdi diyeceksiniz ki neye göre yazıyoruz ?
Sıcaklık düşükken maddenin gaz halde olmasını beklemiyoruz zaten.
Madde katı halde.
Sıcaklık biraz ilerledi sıva.
Biraz ilerledi gaz diyeceksiniz ama değil. Önce buhar, kritik noktadan sonra gaz yazıyoruz. Buhar ile gaz arasındaki fark nedir ?
Şimdi arkadaşlar burada bu kritik nokta tanımımız var.
Hemen bakalım.
Kritik nokta bir gazın basınç uygulayarak sıvılaştırabileceği en son noktadır.
Siz bu noktadan sonra elinizdeki gaza isterseniz bin atmosfer basınç uygulayın bunu sıvılaştıramazsınız.
Sıvılaştırmak için kritik noktadan önceki durumlarda olmanız lazım.
Kritik noktadaki basınca kritik basınç diyoruz.
Kritik noktadaki sıcaklığa ise kritik sıcaklık diyoruz. Peki tekrar grafiğime dönüyorum.
Maddenin katı olduğu bölge.
Bana verilen basınç ve sıcaklığı kesiştirdim.
Burada madde katı.
Burada sıvı halde, burada buhar, burada gaz halde.
Burayı öğrendik.
Peki hepsinin kesiştiği nokta burada ne halde ?
Arkadaşlar bu noktaya biz üçlü nokta diyoruz.
Üçlü nokta maddenin üç fiziksel halini de burada görebiliyorsunuz.
Bu grafikle ilgili söylemem gereken bir şey daha var.
Onu da söyleyelim.
Bana verilen basınç ve sıcaklık kesiştiğinde buraya gelirse, çizginin üzerine ne yapacağım ?
Fiziksel halini nasıl söylerim ?
Ben şöyle derim: Katı+sıvı.
Neye göre derim ?
Bu taraf katı bu tarafta sıvıysa demek ki bu çizgi bana erime noktasını gösterir. Peki burada olursa ne olur ?
Bir taraf sıvı, bir taraf buhar.
O zaman ikisinin arası sıvı+buhar. Yani hangi noktayı gösterir bana ?
Bu bana kaynama noktası ile ilgili bilgi verir.
Yani bu çizgide kaynama noktasını gösterir ve ben bu grafiklerden yararlanarak faz diyagramlarından basınçla erime noktası, kaynama noktası nasıl değişir bunları görebiliyorum.
Hemen görelim. Aşağıda 2 tane grafiğimiz var.
Birisi suya ait olan bir grafik.
Diğeri ise karbondioksite ait olan bir grafik.
Şimdi arkadaşlar hemen gözümüze çarpıyor üçlü noktası.
0,006 atmosfer, ezberlemiyorsunuz.
Sadece size soruda basınç ve sıcaklık değeri verilecek.
Kesiştiriyorsunuz. Diyorsunuz ki burası üçlü nokta.
Üç fiziksel hali de görürüz.
Şimdi bu su için.
Burada madde katı halde, sıvı halde, buhar halde, gaz halde.
Hepsi için böyle yazabilirim.
Katı, sıvı, buhar ve gaz halde.
Burayı da öğrendik. Şimdi erime noktasına bakacağım.
Basınç arttı, erime noktası nasıl değişir ?
Erime noktasına bakın, ters orantı var.
Basıncı arttıracağız şimdi.
Basıncı arttırdım ama sıfıra doğru yaklaştım.
Erime noktası düştü.
Yani donma noktası ile erime noktası aynı nokta ve bu düşer.
Kaynama noktasına bakacağım.
Basıncı arttırırsam ve şurada bir değer alsam.
Gördüğünüz gibi ilerliyorum.
Basınç artınca kaynama noktası yükselir.
Burada ters orantı var.
Ters orantı derken erime ve kaynama arasında ters orantı var. Şimdi bu tarafa geçiyorum karbondioksite.
Basınca arttırıyorum.
Erime noktası.
Bir değer aldım. Bir basınç daha aldım.
Artık bu taraftayım. Erime noktası arttı.
Donma noktası artar.
Kaynama noktasına bakıyorum.
Kaynama noktasında zaten belli bir şekilde doğru orantılı olduğu belli. Şimdi arkadaşlar normalde doğadaki maddelerin çoğunluğu bu grafiğe uyarlar ama biz neyi biliriz ?
Biz erime noktası ile kaynama noktasını ters orantılı biliriz.
Neden ?
Neden böyle kodlanmış ?
Çünkü bizim sorularımızda hep suyla ilgili sorular sorulduğu için biz de öyle kodlanmıştır.
Halbuki erime noktası(donma noktası) ile kaynama noktası doğru orantılıdır.
Bu grafik kim için geçerli ?
Bu grafik su, bizmut ve antimon için geçerlidir. Yani bu maddeler bu şekilde bir faz diyagramı verirler.
Basınçla erime noktaları düşer, kaynama noktaları yükselir diyoruz.
Faz diyagramları bu şekilde arkadaşlarım.
İlerleyelim. Şimdi Joule-Thomson olayına geçelim.
Joule-Thomson olayı nedir ?
Demişler ki pistonlu bir kap alırım. O kaba gazı koyarım ama kapta küçük bir delik olması önemli.
Buradan ben gaza basınç uygulayarak bu küçük delikten gazı geçirirsem (dikkat !
) buradan gaz birden bire çok büyük bir alanla karşılaşıyor.
Ve gaz genleşiyor.
Genleşirken gaz tanecikleri daha çok ayrılıyorlar.
Ayrılırken enerji kullanmaları lazım.
Nereden kullanacak ?
Kendi enerjisinden.
Ve bu şekilde sıcaklıkta bir değişim görmüşler.
Ama bu gaz geçiş esnasında üç tane durum söz konusu olmuş.
Birincisi, en çok beklenen ve sorularda karşımıza gelen kısım: soğuma durumu.
Soğursa ne olur ?
Gaz soğursa T2 daha düşük bir ortam olur.
Yani diyorlar ki madem genleşirken kendi enerjisini kullanacak, o yüzden de soğuyacak.
Bu sefer diyorum ki gaz soğur.
Gaz soğursa ortamı soğutur.
Yani ben bu gazı artık soğutucu olarak kullanabilirim. Ama tam tersi T2 büyüktür T1 olmuş.
T2'nin daha büyük olduğunu görmüşler. Bu durumda gaz ısınır ve ortamı ısıtır.
Tabii ki ikisinin birbirine eşit olduğu durumda görülmüş.
Burada değişim yok diyelim. Şimdi arkadaşlar buradan şöyle bir bilgiye ulaşıyoruz.
Diyoruz ki şu iki durumda sıcaklığın değiştiği yani Joule-Thomson olayı dediğimiz olay. Ben gazı küçük bir delikten geçiriyorum.
Bu sefer hacmi birden bire artıyor, genleşiyor.
O esnada sıcaklık değişimi varsa Joule-Thomson olayı var demişler.
Eğer değişim yoksa Joule-Thomson olayı yoktur diyoruz.
Joule-Thomson olayı yoksa gazımız idealdir.
Joule-Thomson olayı varsa elimizdeki gaz gerçek gazdır diyoruz.
Sorularda karşımıza şöyle bir bilgi geliyor.
Joule-Thomson olayında gerçekleşen gazın sıcaklık değişimi ne kadar az ise buradaki gibi (burada fazla çünkü) gaz o kadar ideale yakındır diyeceksiniz.
Yani şu eşit olma durumunu unutmayın.
Şu tabloyu unutmazsanız bence faydalı olacaktır.
Evet bu Joule-Thomson olayını biz günlük hayatta kullanıyoruz.
Nerelerde kullanıyoruz ?
Havadan oksijen ve azot gazı eldesinde kullanılır. Soğutucularda, klimalarda ve buzdolaplarında kullanıyoruz arkadaşlar.
Bunlar da yine sorularda karşınıza gelecek olan bilgilerdir.
Umarım faydalı bir ders olmuştur.
Bundan sonraki dersimizde görüşmek üzere.
Hoşça kalın.
Bu dersimizde faz diyagramlarını işliyoruz.
Faz diyagramı dediğimiz burada gördüğümüz grafikler.
Peki faz nedir ?
Maddenin katı, sıvı, gaz hallerine faz diyoruz. Bu grafikler bize neyi anlatır ?
Maddelerin hangi basınç ve sıcaklıkta katı halde olduğunu, hangi basınç ve sıcaklıkta sıvı halde olduğunu ya da gaz, buhar halde olduğunu anlatır.
Şimdi diyeceksiniz ki neye göre yazıyoruz ?
Sıcaklık düşükken maddenin gaz halde olmasını beklemiyoruz zaten.
Madde katı halde.
Sıcaklık biraz ilerledi sıva.
Biraz ilerledi gaz diyeceksiniz ama değil. Önce buhar, kritik noktadan sonra gaz yazıyoruz. Buhar ile gaz arasındaki fark nedir ?
Şimdi arkadaşlar burada bu kritik nokta tanımımız var.
Hemen bakalım.
Kritik nokta bir gazın basınç uygulayarak sıvılaştırabileceği en son noktadır.
Siz bu noktadan sonra elinizdeki gaza isterseniz bin atmosfer basınç uygulayın bunu sıvılaştıramazsınız.
Sıvılaştırmak için kritik noktadan önceki durumlarda olmanız lazım.
Kritik noktadaki basınca kritik basınç diyoruz.
Kritik noktadaki sıcaklığa ise kritik sıcaklık diyoruz. Peki tekrar grafiğime dönüyorum.
Maddenin katı olduğu bölge.
Bana verilen basınç ve sıcaklığı kesiştirdim.
Burada madde katı.
Burada sıvı halde, burada buhar, burada gaz halde.
Burayı öğrendik.
Peki hepsinin kesiştiği nokta burada ne halde ?
Arkadaşlar bu noktaya biz üçlü nokta diyoruz.
Üçlü nokta maddenin üç fiziksel halini de burada görebiliyorsunuz.
Bu grafikle ilgili söylemem gereken bir şey daha var.
Onu da söyleyelim.
Bana verilen basınç ve sıcaklık kesiştiğinde buraya gelirse, çizginin üzerine ne yapacağım ?
Fiziksel halini nasıl söylerim ?
Ben şöyle derim: Katı+sıvı.
Neye göre derim ?
Bu taraf katı bu tarafta sıvıysa demek ki bu çizgi bana erime noktasını gösterir. Peki burada olursa ne olur ?
Bir taraf sıvı, bir taraf buhar.
O zaman ikisinin arası sıvı+buhar. Yani hangi noktayı gösterir bana ?
Bu bana kaynama noktası ile ilgili bilgi verir.
Yani bu çizgide kaynama noktasını gösterir ve ben bu grafiklerden yararlanarak faz diyagramlarından basınçla erime noktası, kaynama noktası nasıl değişir bunları görebiliyorum.
Hemen görelim. Aşağıda 2 tane grafiğimiz var.
Birisi suya ait olan bir grafik.
Diğeri ise karbondioksite ait olan bir grafik.
Şimdi arkadaşlar hemen gözümüze çarpıyor üçlü noktası.
0,006 atmosfer, ezberlemiyorsunuz.
Sadece size soruda basınç ve sıcaklık değeri verilecek.
Kesiştiriyorsunuz. Diyorsunuz ki burası üçlü nokta.
Üç fiziksel hali de görürüz.
Şimdi bu su için.
Burada madde katı halde, sıvı halde, buhar halde, gaz halde.
Hepsi için böyle yazabilirim.
Katı, sıvı, buhar ve gaz halde.
Burayı da öğrendik. Şimdi erime noktasına bakacağım.
Basınç arttı, erime noktası nasıl değişir ?
Erime noktasına bakın, ters orantı var.
Basıncı arttıracağız şimdi.
Basıncı arttırdım ama sıfıra doğru yaklaştım.
Erime noktası düştü.
Yani donma noktası ile erime noktası aynı nokta ve bu düşer.
Kaynama noktasına bakacağım.
Basıncı arttırırsam ve şurada bir değer alsam.
Gördüğünüz gibi ilerliyorum.
Basınç artınca kaynama noktası yükselir.
Burada ters orantı var.
Ters orantı derken erime ve kaynama arasında ters orantı var. Şimdi bu tarafa geçiyorum karbondioksite.
Basınca arttırıyorum.
Erime noktası.
Bir değer aldım. Bir basınç daha aldım.
Artık bu taraftayım. Erime noktası arttı.
Donma noktası artar.
Kaynama noktasına bakıyorum.
Kaynama noktasında zaten belli bir şekilde doğru orantılı olduğu belli. Şimdi arkadaşlar normalde doğadaki maddelerin çoğunluğu bu grafiğe uyarlar ama biz neyi biliriz ?
Biz erime noktası ile kaynama noktasını ters orantılı biliriz.
Neden ?
Neden böyle kodlanmış ?
Çünkü bizim sorularımızda hep suyla ilgili sorular sorulduğu için biz de öyle kodlanmıştır.
Halbuki erime noktası(donma noktası) ile kaynama noktası doğru orantılıdır.
Bu grafik kim için geçerli ?
Bu grafik su, bizmut ve antimon için geçerlidir. Yani bu maddeler bu şekilde bir faz diyagramı verirler.
Basınçla erime noktaları düşer, kaynama noktaları yükselir diyoruz.
Faz diyagramları bu şekilde arkadaşlarım.
İlerleyelim. Şimdi Joule-Thomson olayına geçelim.
Joule-Thomson olayı nedir ?
Demişler ki pistonlu bir kap alırım. O kaba gazı koyarım ama kapta küçük bir delik olması önemli.
Buradan ben gaza basınç uygulayarak bu küçük delikten gazı geçirirsem (dikkat !
) buradan gaz birden bire çok büyük bir alanla karşılaşıyor.
Ve gaz genleşiyor.
Genleşirken gaz tanecikleri daha çok ayrılıyorlar.
Ayrılırken enerji kullanmaları lazım.
Nereden kullanacak ?
Kendi enerjisinden.
Ve bu şekilde sıcaklıkta bir değişim görmüşler.
Ama bu gaz geçiş esnasında üç tane durum söz konusu olmuş.
Birincisi, en çok beklenen ve sorularda karşımıza gelen kısım: soğuma durumu.
Soğursa ne olur ?
Gaz soğursa T2 daha düşük bir ortam olur.
Yani diyorlar ki madem genleşirken kendi enerjisini kullanacak, o yüzden de soğuyacak.
Bu sefer diyorum ki gaz soğur.
Gaz soğursa ortamı soğutur.
Yani ben bu gazı artık soğutucu olarak kullanabilirim. Ama tam tersi T2 büyüktür T1 olmuş.
T2'nin daha büyük olduğunu görmüşler. Bu durumda gaz ısınır ve ortamı ısıtır.
Tabii ki ikisinin birbirine eşit olduğu durumda görülmüş.
Burada değişim yok diyelim. Şimdi arkadaşlar buradan şöyle bir bilgiye ulaşıyoruz.
Diyoruz ki şu iki durumda sıcaklığın değiştiği yani Joule-Thomson olayı dediğimiz olay. Ben gazı küçük bir delikten geçiriyorum.
Bu sefer hacmi birden bire artıyor, genleşiyor.
O esnada sıcaklık değişimi varsa Joule-Thomson olayı var demişler.
Eğer değişim yoksa Joule-Thomson olayı yoktur diyoruz.
Joule-Thomson olayı yoksa gazımız idealdir.
Joule-Thomson olayı varsa elimizdeki gaz gerçek gazdır diyoruz.
Sorularda karşımıza şöyle bir bilgi geliyor.
Joule-Thomson olayında gerçekleşen gazın sıcaklık değişimi ne kadar az ise buradaki gibi (burada fazla çünkü) gaz o kadar ideale yakındır diyeceksiniz.
Yani şu eşit olma durumunu unutmayın.
Şu tabloyu unutmazsanız bence faydalı olacaktır.
Evet bu Joule-Thomson olayını biz günlük hayatta kullanıyoruz.
Nerelerde kullanıyoruz ?
Havadan oksijen ve azot gazı eldesinde kullanılır. Soğutucularda, klimalarda ve buzdolaplarında kullanıyoruz arkadaşlar.
Bunlar da yine sorularda karşınıza gelecek olan bilgilerdir.
Umarım faydalı bir ders olmuştur.
Bundan sonraki dersimizde görüşmek üzere.
Hoşça kalın.
