9. Sınıf Fizik · Ünite 4
Dünyamızın Ateşi Çıkıyor: Eriyen Buzullar ve Hâl Değişimi
Küresel ısınmanın buzullar üzerindeki etkisini inceleyerek; kütle, basınç ve saflık gibi değişkenlerin maddenin hâl değişim sürecini nasıl etkilediğini günlük hayattan örneklerle öğreneceksiniz.
Kazanım FİZ.9.4.3 · 40 dk okuma
Giriş: Küresel Isınma ve Eriyen Buzullar
Son yıllarda haberlerde ve belgesellerde sıkça duyduğumuz bir konu var: Kutuplardaki dev buzullar hızla eriyor! Peki bu durum sadece o bölgelerde yaşayan canlıları mı ilgilendiriyor? Elbette hayır. Atmosferdeki sera gazlarının aşırı artması sonucu Dünya'nın ortalama sıcaklığının yükselmesine 'küresel ısınma' diyoruz. Bu sıcaklık artışı, devasa buz kütlelerinin sıvı hâle geçmesine neden olur.
Hâl Değişimini Hızlandıran veya Yavaşlatan Değişkenler
Bir buz kütlesinin ne kadar sürede eriyeceği bazı fiziksel değişkenlere bağlıdır. Sabit ısı veren bir Güneş veya ısıtıcı altında bu süreyi neler değiştirir? Gelin inceleyelim:
- Kütle Büyüklüğü: Bardağınızdaki bir buz küpü mü daha çabuk erir, yoksa koca bir buzdağı mı? Madde miktarı (kütle) arttıkça, o maddenin tamamının hâl değiştirmesi için alması gereken ısı enerjisi de artar. Yani kütlesi büyük olan buzun erimesi çok daha uzun sürer.
- Basınç Etkisi: Su, donarken hacmi büyüyen nadir maddelerdendir. Bu yüzden buza basınç uyguladığınızda, onun daha küçük hacimli olan sıvı hâline geçmesini kolaylaştırırsınız. Basınç arttıkça buzun erime noktası düşer. Kışın yollarda arabaların tekerleklerinin geçtiği yerlerdeki karların, ezilmeyen kenar kısımlara göre daha çabuk erimesinin asıl sebebi tam olarak budur.
- Saflık (Yabancı Madde): Kış aylarında yollar buz tutmasın diye belediyeler yollara tuz döker. Suyun içine tuz gibi yabancı bir madde karıştığında donma noktası sıfırın altına düşer. Böylece hava sıcaklığı -5 derece olsa bile yoldaki karlı su donmaz, sıvı hâlde kalır.
Farklı Bakış Açılarından Düşünelim
Sınıfta arkadaşlarınızla Altı Şapkalı Düşünme tekniğini kullanarak buzulların erimesi problemini tartışabilirsiniz. Siyah şapkayı takıp tehlikeleri (su krizleri, iklim felaketleri) sayabilir; yeşil şapkayı takıp yenilikçi çözümler (karbon emisyonunu sıfırlayacak yeni teknolojiler, güneş kalkanları) üretebilirsiniz. Günlük hayatta gözlemlediğiniz hâl değişimlerini birbirinize saygı çerçevesinde sorarak, bilimi sadece kitaplarda değil, çevrenizde de yaşamaya başlayın.
Dünyamızın Ateşi Çıkıyor: Eriyen Buzullar ve Hâl Değişimi: Alıştırma Soruları
1. Kışın karlı yollara tuz dökülmesinin temel fiziksel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Suyun donma noktasını düşürerek buzlanmayı önlemek
- B) Suyun kaynama noktasını yükselterek buharlaşmayı hızlandırmak
- C) Yolların daha parlak görünmesini sağlayıp güvenliği artırmak
- D) Arabaların tekerleklerinin yola daha iyi yapışmasını sağlamak
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Suyun donma noktasını düşürerek buzlanmayı önlemek
Suya tuz gibi yabancı maddeler eklendiğinde saflık bozulur ve suyun donma noktası 0 derecenin altına düşer. Bu da kışın yolların buzlanmasını engeller.
2. Küresel ısınma sonucunda dev buzulların erimesinin çevre üzerinde yarattığı etkiler arasında aşağıdakilerden hangisi yer almaz?
- A) Kıyı bölgelerinde su baskınlarının ve deniz seviyesinin artması
- B) İklim dengesizlikleri ve aşırı hava olaylarının yaşanması
- C) Tatlı su kaynaklarının azalıp okyanuslara karışması
- D) Dünya üzerindeki ormanlık alanların doğrudan artması
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Dünya üzerindeki ormanlık alanların doğrudan artması
Buzulların erimesi deniz seviyelerini yükseltir, tatlı su oranını düşürür ve iklimi olumsuz etkiler; ancak ormanlık alanları doğrudan artırmaz, aksine iklim değişikliği orman yangınlarını tetikleyebilir.
3. 10 gram saf buz ile 50 gram saf buz, özdeş ısıtıcılarla aynı ortamda ısıtılarak eritilmek isteniyor. Kütle ile erime süresi arasındaki ilişki düşünüldüğünde aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
- A) 10 gram buz daha geç erir çünkü kütlesi azdır.
- B) 50 gram buzun erimesi için daha fazla ısı gerektiğinden daha uzun sürede erir.
- C) İkisi de aynı sürede erir çünkü aynı ortamda bulunmaktadırlar.
- D) Erime süresi kütleye değil sadece ortamın basıncına bağlıdır.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) 50 gram buzun erimesi için daha fazla ısı gerektiğinden daha uzun sürede erir.
Q = m.L denklemine göre, erime ısısı sabitken kütle (m) ne kadar büyükse hâl değişimi için gereken toplam ısı (Q) o kadar fazladır. Özdeş ısıtıcılar kullanıldığından fazla ısı sağlamak için daha fazla süre gerekir.
4. Kışın karlı bir sokakta yürürken, sadece insanların üzerine basıp geçtiği yerlerdeki karların hızla eridiğini, basılmayan kenarlardaki karların ise erimediğini gözlemliyorsunuz. Bu durum, hâl değişimini etkileyen hangi değişkenle açıklanabilir?
- A) Saflık derecesinin değişmesi
- B) Basıncın erime noktasını düşürmesi
- C) Sürtünme nedeniyle havanın soğuması
- D) Basılan karların kütlesinin artması
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Basıncın erime noktasını düşürmesi
Su, donarken hacmi artan bir maddedir. Kar veya buza basınç (örneğin ayakkabı veya araba tekerleği ile) uygulandığında, buzun erime noktası düşer ve 0 derecenin altındaki sıcaklıklarda bile kolayca erir.
5. Yalıtılmış ortamda, 0 derecedeki bir miktar buza sabit ısı verildiğinde tamamının erimesi 't' sürede gerçekleşiyor. Aynı miktar buzu aynı ortamda daha kısa sürede (t'den daha az zamanda) eritebilmek için; I. Buza dışarıdan fazladan basınç uygulamak II. Buzun üzerine tuz ilave etmek III. Buzun başlangıçtaki kütlesini artırmak işlemlerinden hangileri tek başına yapılabilir?
- A) Yalnız I
- B) I ve II
- C) II ve III
- D) Yalnız III
Cevabı göster
Doğru cevap: B) I ve II
Basınç uygulamak erime noktasını düşürerek erimeyi kolaylaştırır (I). Tuz eklemek donma noktasını düşürür ve mevcut sıcaklıkta buzun daha hızlı sıvılaşmasını sağlar (II). Kütleyi artırmak ise erime için gereken süreyi uzatır (III yanlış).