Yeryüzünde, maddeler üç hâlde olabilir; katı, sıvı ve gaz. Oda sıcaklığında, demir, bakır, beton ve ahşap gibi maddeler katıdır. Su, benzin, alkol ve ayçiçeği yağı gibi maddeler sıvı, havada bulunan oksijen ve karbon dioksit gibi maddeler de gaz hâlindedir. Sonuçta, bir maddenin katı mı, sıvı mı, yoksa gaz mı olduğundan söz edildiğinde, maddenin oda sıcaklığındaki hâlinden söz ediliyor demektir.

Hiçbir zaman sıvı olamayacakmış gibi gelen maddeler de hâl değiştirebilir. Örneğin demir yeteri kadar ısıtılırsa (1530 °C) sıvı hâle geçer. Bu örnek maddenin hâl değiştirmesinin ısı alış verişiyle ilgili olduğunu gösterir.

Bir maddenin fiziksel hâli, belirli bir sıcaklık ve basınç altında, maddenin kinetik enerjisine ve atomları, molekülleri ya da iyonları arasındaki etkileşime bağlıdır. Gaz hâlindeki bir maddenin atomları birbirinden uzak olduğu için aralarında bir bağ da yoktur. Katı hâldeki maddelerdeyse durum tam tersidir. Atom ya da moleküllerin kinetik enerjileri o kadar düşüktür ki, birbirleri arasındaki bağları koparma gücü yoktur. Sıvılar, diğer iki hâl arasındaki bir durumu temsil ederler.

Katı hâldeki bir madde ısıtıldığında, atomlar ya da moleküllerin kinetik enerjileri artar. Böylece, kendi aralarındaki bağları koparabilirler. Böylece katı madde, önce sıvı, sonra gaz hâle geçer.

Her madde hâl değiştirirken belirli bir enerjiye gereksinim duyar. Ancak maddeleri amorf ve kristal maddeler olarak ikiye ayrıldığında, hâl değiştirme özelliklerinin farklı olduğu görülür. Kristal maddeler düzgün küp ya da prizma biçiminde pürüzsüz birimlerden oluşmuştur. Bu tür saf maddelerin kesin bir donma, erime, kaynama, yoğunlaşma ya da buharlaşma sıcaklıkları vardır. Cam ve saydam plâstik gibi amorf ve saf maddelerdeyse durum biraz farklıdır. Örneğin cam 800 oC'de erimeye başlar ve 950 oC'ye kadar erimeye devam eder. Yani camın bir erime sıcaklık aralığı vardır.

Erime, donma, buharlaşma, yoğunlaşma ve kaynama sıcaklıkları, maddeden maddeye göre de değişiklik gösterir. Örneğin saf su 100 oC'de kaynayıp buharlaşırken alkol için 70 oC yeterlidir.

İLGİLİ KONULAR

Isı