Fizik-Kimya-Matematik
Dr. Sevda Seçer
26/11/2019 - 20:12

Suyu 50°C’de Kaynatmak Mümkün mü?

Yaş:
15
Zorluk:
Orta

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, suyun yüzeyine etki eden basıncı azaltarak suyun 50°C’de kaynamasını sağlıyoruz.

Suyun kaç derecede kaynadığını biliyor musunuz? Muhtemelen cevabınız 100°C olacaktır. Çünkü suyun deniz seviyesindeki kaynama noktası 100°C’dir. Peki, suyu daha düşük ya da yüksek sıcaklıklarda kaynatmak mümkün olabilir mi?

Bilmekte Fayda Var!

Kaynama, bir sıvının sıvı hâlden gaz hâle geçmesidir. Bu genel tanımı hepimiz biliyoruz. Bir sıvının kaynama noktasını daha detaylı tanımlarsak, kaynama noktası sıvının yüzeyinde buharlaşma ile oluşan basıncın (sıvının buhar basıncı olarak tanımlanır) sıvının yüzeyine etki eden dış basınca eşit olduğu sıcaklıktır. Yani bir sıvının kaynama noktası dış basınca bağlıdır. Örneğin deniz seviyesinde suyun buhar basıncı atmosfer basıncına eşit olduğunda su kaynar.

Suya ısı verdiğimizde su moleküllerinin hızını yani kinetik enerjilerini artırırız. Moleküller hızlandıkça buharlaşma miktarı artar. Suyun buhar basıncı atmosfer basına eşit olduğunda ise su kaynamaya başlar. Bu nedenle suyun deniz seviyesindeki kaynama noktası ile bir dağın tepe noktasındaki kaynama noktası aynı değildir. Su deniz seviyesinde yani atmosfer basıncının 1 atm olduğu durumda 100°C'de kaynar. Deniz seviyesinden daha yükseğe çıkıldığında ise atmosfer basıncı azalır. Bu durumda suyun buhar basıncı daha düşük sıcaklıklarda dış basınca eşitlenir. Böylece suyu 100°C’den daha düşük sıcaklıkta kaynatmış oluruz. Deniz seviyesinin altında ise su 100°C’nin üzerinde kaynar. Örneğin deniz seviyesinin 28 metre altında bulanan Bakü’de su 100,1°C’de kaynar.

Peki, deniz seviyesinden yukarı çıkmadan suyun kaynamasını sağlayabilir miyiz? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, suyun yüzeyine etki eden basıncı azaltarak suyun 50°C’de kaynamasını sağlıyoruz.

Nelere İhtiyacımız Var?

  • Bir bardak su
  • Isıya dayanaklı kap
  • Isıtıcı
  • Termometre
  • Hacmi 20 mililitre olan bir şırınga

Ne Yapıyoruz?

Bir bardak suyu ısıya dayanaklı bir kabın içine boşaltalım ve suyu ısıtmaya başlayalım.

Suyun içine termometreyi yerleştirelim ve sıcaklığını ölçelim.

Suyun sıcaklığı yaklaşık 50°C’ye ulaştığında şırıngaya bir miktar su çekelim.

Şırınganın içindeki havayı boşaltalım.

Parmağımızla şırınganın ucunu sıkıca kapatalım.

Şırınganın ucu kapalıyken şırınganın pistonunu kendimize doğru çekelim.

Ne Oldu?

 

 

Sıcaklığı 50°C olan suyu pistonun içine çektikten sonra içindeki havayı boşaltıp şırınganın ucunu parmağımızla kapattık. Şırınganın pistonunu kendimize doğru çektiğimizde şırınganın içindeki hacmi artırmış oluruz. Şırınganın içine hava girmemesine rağmen hacmi arttığında içindeki basınç azalır. Bu durumda suyun üzerine etki eden basınç da azalır. Suyun buhar basıncı şırınganın içindeki basınca eşit olduğunda ise şırınganın içinde su kabarcıkları oluşmaya yani su kaynamaya başlar. Bu sırada su molekülleri sıvı hâlden gaz hâle geçerken ısı alması gerekir. Ancak hazırladığımız şırınga düzeneğinde suya dışarıdan ısı verilmediği için su molekülleri sıvı hâlden gaz hâle geçmek için gereken ısıyı suyun kendisinden alır. Bu nedenle suyun sıcaklığı giderek düşer ve suyu kaynatmak zorlaşır.

Kaynaklar:

Yazar Hakkında:
Dr. Sevda Seçer
Zeytinburnu Şehitler Bilim ve Sanat Merkezi Fen Bilimleri Öğretmeni

Fizik-Kimya-Matematik

Aşağıda soru işareti ile gösterilen yerlere hangi rakamlar getirilmelidir?

Sevgili gençler, her zaman olduğu gibi önce geçen ay sorduğumuz problemin çözümü ile başlayalım.