Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Dünyamız katı, sıvı ve gaz olmak üzere tüm fiziksel halleri içinde bulunduran maddeleri içerir. Dünya üzerindeki maddelerin sahip oldukları ortak ya da farklı özellikler vardır.
Boşlukta yer kaplayan, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddeler doğada katı, sıvı, gaz ve plazma halinde bulunur. Örneğin, su döngüsünde kar ya da dolu suyun katı hali, yağmur sıvı hali, bulut ise gaz halidir. Maddenin şekil almış haline cisim denir. Maddeleri kullanmak için genellikle onlara şekil vermek zorundayız. Madenden çıkarılan metaller işlenerek tel, kalem, otomobil, uçak vb. birçok cisim yapılabilir. Ağaç işlenerek yazı tahtası, koltuk, mobilya vb. eşya yapılabilir.
Çizelgede bazı maddeler için verilen özelliklerin karşısına özelliği taşıyorsa (+), taşımıyorsa (-) işareti konulmuştur. Çizelgedeki maddelerin tümünün sahip olduğu özellikler kütle ve hacim olarak ortaya çıkmıştır. Bu özellikler maddeler için ortak özellikler olup doğadaki tüm maddeler için geçerlidir. Doğadaki maddelerin ortak özelliklerini sıralayacak olursak; Kütle, Hacim, Eylemsizlik ve Tanecikli Yapıdır.
Katı Hal: Katı maddeyi meydana getiren tanecikler arasındaki çekim kuvveti çok güçlüdür. Bundan dolayı katıların belirli bir hacmi vardır. Sıkı molekül yapısına sahiptirler. Belki öteleme hareketi yapmazlar ama bulundukları yerde titreşim hareketi yaparlar.
Sıvı Hal: Katı hale göre, sıvı maddelerin tanecikleri arasındaki bağlar daha zayıftır. Sıvıların belirli bir hacmi varken belirli bir şekli yoktur. Sadece bu hacim bulunduğu kabın şeklini alır. Titreşim, öteleme ve dönme hareketi yaparlar.
Gaz Hali: Maddenin tanecikleri arasındaki bağlar yok denecek kadar zayıftır. Belirli bir hacmi ve şekli yoktur. Bulunduğu kabın hacmini ve şeklini alır. Titreşim, öteleme ve dönme hareketi yaparlar.
Maddelerin Ortak Özellikleri
1. Kütle: Değişmeyen madde miktarıdır. Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür. Temel bir büyüklük olan kütle m harfiyle gösterilir. Kütlenin uluslararası birim sistemindeki (SI) birimi kilogram (kg) dır.
2. Tanecikli Yapı: Bütün maddeler atomlardan oluşur. Katılarda atomlar sıkı, sıvı ve gazlarda ise daha düzensizdir. Atom ise çekirdek ve elektron denilen taneciklerden meydana gelir. Atom çekirdeğinin içerisinde proton ve nötron denilen tanecikler bulunmaktadır.
3. Eylemsizlik: Maddenin hareket durumunu koruma isteğine eylemsizlik denir. Duran cismin durmaya devam etmesi ya da hareket halindeki bir cismin hareket durumunu korumak istemesidir.
4. Hacim: Bir maddenin boşlukta kaplamış olduğu yerdir. Maddelerin uzayda kapladıkları yere hacim denir. Hacim birimleri arasındaki ilişki tablodaki gibidir.
KÜTLE
Kütle, Bir cismin sahip olduğu madde miktarının ölçüsüdür. Kütlenin ölçülmesinde eşit kollu teraziler kullanılır. Günlük yaşamda ölçülebilecek kütlenin büyüklüğüne göre eşit kollu teraziler, dijital teraziler, basküller kullanılır.
EŞİT KOLLU TERAZİ
Kolları eşit bölmeye ayrılmıştır. Kefelerinde cisimler bulunan eşit kollu terazi dengede ise sağ kefedeki kütlenin toplamı, sol kefedekilerin toplamına eşit olur. Kolları eşit uzunlukta olan ve uluslararası birim sistemine uygun tanım takımı ile (standart kütleler) kullanılarak yer çekimi kuvvetinin olduğu yerlerde çalışabilen araçlardır.
HACİM
Bir maddenin boşlukta kapladığı yere hacim denir. V ile gösterilir. Uluslararası (SI) birim sisteminde hacim birimi olarak m3 kullanılır. Günlük yaşamın çeşitli alanlarında kullanılan hacim birimlerinin küçükten büyüğe doğru sıralanışı şöyledir.
KATI MADDELERİN HACİM HESABI
Katı maddeler düzgün geometrik yapıda iseler hacimlerini hacim bağıntıları yardımıyla hesaplayabiliriz.
BAZI GEOMETRİK YAPIDAKİ CİSİMLERİN HACİM HESAPLAMALARI
Düzgün Geometrik Şekli Olan Maddelerin Hacimleri Çözümlü Örnekler
Geometrik Şekli Düzgün Olmayan cisimlerin Hacminin Hesaplanması
Düzgün geometrik bir şekli olmayan cisimlerin hacimleri cismin tamamen batabildiği ve cismin içinde çözünmediği bir sıvı içine konulması ile ölçülür. Cismin konulduğu kap ölçekli bir kap ise sıvının yükselme miktarı cismin hacmi kadardır. Cismin konulduğu kap taşma düzeyine kadar dolu bir taşırma kabı ise, taşan sıvının hacmi cismin hacmi kadardır.
Şekli düzgün olmayan cisimlerin hacimlerini hesap yolu ile bulamayız. Bu tür cisimleri taşırma kapları ya da dereceli silindir içerisindeki sıvılara atarak hacmini ölçebiliriz. Burada cismin sıvı içerisinde çözünmemesi önemlidir.
Uyarı: Bazı cisimlerin yapıları boşlukludur. Bu tür cisimler sıvı içerisine tamamen batırıldıklarında boşluk kısımlarına su girer. Buna örnek olarak kuru kum verilebilir. Kuru kumun yapısı boşlukludur. Bu nedenle kuru kumun hacmi kum tanelerinin gerçek hacmine eşit değildir.
Düzgün Geometrik Şekli Olmayan Maddelerin Hacimleri Çözümlü Örnekler
SIVI MADDELERİN HACİMLERİNİN ÖLÇÜLMESİ
Sıvılar konuldukları kapların şeklini alırlar. Bu nedenle sıvıların hacmini dereceli silindir yardımı ile ölçebiliriz.
FİZİKTE ÖLÇME
Çevremizde olan fiziksel olayları açıklamada kullandığımız büyüklüklerin daha iyi anlaşılabilmesi için ölçme dediğimiz işlemler yapılır. Örneğin, iki farklı cismin kütlesini karşılaştırmak için eşit kollu terazi kullanılarak kütle ölçümü yapılır. Bu ölçmeler sonucunda bulunan değerlerle cisimlerin kütleleri karşılaştırılır. Bir büyüklüğün ölçümünün anlamlı hale gelebilmesi için büyüklüğün kendi cinsinden ve birim adı verilen bir başka ölçü ile karşılaştırılması gerekir. Ölçme sonuçlarının gerçek değerinden farklı olması ölçmede hata yapıldığı anlamına gelir. Buna göre ölçme sonucunda bulunan değer ile gerçek değer arasındaki fark ölçmede hata denir.
Herhangi Bir Büyüklüğün Ölçülmesinde oluşabilecek Hata
1. Ölçme Yöntemi: Bir yemek yapılırken konulacak tuz miktarı tartı ile tartılabilir ya da kaşıkla ölçülerek atılabilir. Bu durum ölçmede hataya neden olabilir.
2. Ölçme Aleti: Ölçme aletinin hassasiyeti ölçüm yapılacak maddeye uygun olmalı örneğin, pazar tanısı ile kuyumcu terazisi aynı hassasiyete sahip değildir.
3. Ölçmeyi Yapan Kişi: Ölçümü yapan kişi ölçüm aletini iyi tanımalı hangi aralıklarda ölçüm yapabileceğini ve aletin çalışma şeklini bilmeli. Ayrıca ölçüm yapan kişinin dikkatsizliği ya da görme kusurları gibi bazı rahatsızlıklar ölçmede hataya neden olabilir.
4. Ölçmenin Yapıldığı Ortam: Ölçüm yapılacak ortam ölçüm şartlarına uygun olmalıdır. Örneğin ışığın yetersiz olduğu bir ortamda duvarın uzunluğunu ölçmek isteyen bir usta uzunluğu yanlış ölçebilir.
Örnek: Bir kuyumcu, terazisi ile ölçüm yapan bir gözlemci, ölçüm yapacağı sırada klima çalışmakta ve bir hava akımı oluşmaktadır. Bu sırada yapılan ölçümde hata oluştuğuna göre, oluşan hatanın sebebi nedir?
Çözüm: Günlük hayatımızda sıkça karşılaşabileceğimiz bu olayda klimanın rüzgarı teraziye geldiğinde kütlesini ölçmek istediğimiz altın bileziği normalden birkaç gram fazla ölçebiliriz. Bu hatanın nedeni ortamdan kaynaklanır.
Örnek: Bir bilim insanında,
l. Meraklıdır.
II. Şüphecidir.
lll. İyi gözlemcidir.
lV. Kararsızdır.
V. Tarafsızdır.
Yukarıdaki özelliklerden hangileri olmamalıdır?
Çözüm: Bir bilim insanı kararsız olamaz. Çalıştığı konu ile ilgili olarak, başka bilim insanlarının görüş ve eleştirilerini almakla birlikte sonuna kadar çalışmalarını sürdürür. lV olamaz.
KURU KUM HACMİNİN HESAPLANMASI
Kuru kumun içinde, bulaşık süngerinin içindeki boşluklarda olduğu gibi hava doludur. Kuru kumun gerçek hacmi hesaplanırken içindeki boşluğun hacmi toplam hacimden çıkarılır. Dereceli bir kaba konulan kuru kumun üzerine su konulduğunda suyun bir kısmı kumun içindeki havanın (boşluğun) yerini alır. Kumun görülen hacminden boşlukların içine giren suyun hacmi çıkarılırsa gerçek hacim bulunur.
MADDENİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
Madde miktarına bağlı olmayan ve birbirinden ayırt edilmesini sağlayan özelliklerdir.
1. Özkütle: Bir cismin birim hacminin kütlesidir. Katı ve sıvı maddeler için ayırt edicidir. Eğer eşit basınçta ölçülürse gazlar için ayırt edici özellik olur.
2. Çözünürlük: Belirli bir sıcaklıkta 100 cm3 çözücüde çözünen en fazla madde miktarıdır. Katı, sıvı ve gazlar için ayırt edici özelliktir.
3. Erime Noktası: Maddenin katı halden sıvı hale geçiş sıcakIığıdır. Katılar için ayırt edici özelliktir.
4. Kaynama Noktası: Maddenin sıvı halden gaz haline geçiş sıcaklığıdır. Sıvılar için ayırt edici özelliktir.
5. Genleşme Katsayısı: 1 cm3 lük parçanın sıcaklığının değişmesi durumunda hacmindeki değişme miktarıdır. Katı ve sıvılar için ayırt edici özelliktir. Tüm gazların genleşme katsayısı aynıdır.
6. Erime Isısı: Erime noktasında bulunan 1 g katı maddeyi aynı sıcaklıkta sıvı hale getirmek için gerekli ısıdır. Katılar için ayırt edici özelliktir.
7. Kaynama Isısı: Kaynama noktasına gelmiş 1 g sıvı maddeyi aynı sıcaklıkta gaz haline getirmek için gerekli ısı miktarıdır. Sıvılar için ayırt edici özelliktir.
8. Öz Isı (Isınma lsısı): 1 g maddenin sıcaklığını 1°C değiştirmek için gereken ısı miktarıdır. Katı, sıvı ve gazlar için ayırt edici özelliktir.
9. Esneklik Katsayısı: Bir maddenin hacminin veya şeklinin değiştirilmesi durumunda eski haline dönebilme katsayısıdır. Katılar için ayırt edici özelliktir.
ÖZKÜTLE (YOĞUNLUK)
Bir maddenin birim hacminin kütlesine yoğunluk denir. Yoğunluk saf maddeler için ayın edici bir özelliktir. Genelde katıların yoğunluğu sıvılardan, sıvıların ki de gazlardan daha büyüktür. Sabit basınç ve sıcaklıktaki saf maddenin farklı hacim ve kütledeki değerlerinin oranı sabittir.
Yoğunluk – Sıcaklık: Maddelerin yoğunlukları sıcaklıkla değişir. Sıcaklık anarsa kütle sabit kalıp hacim artacağı için yoğunluk azalır.
Yoğunluk – Basınç: Katı ve sıvıların yoğunluğu basınçla hemen hemen hiç değişmezken gazların yoğunluğu basınç arttıkça artar. Sıcaklığın sabit olduğu ortamda, bir maddenin kütle-hacim, özkütle-hacim, özkütle-kütle, grafikleri aşağıdaki gibidir.
DAYANIKLILIK
Dev karıncalar ve King Kong gibi normalden çok daha büyük canlıların olup olmayacağı sorusuna cevap ararken öncelikle katı varlıkların yapısını inceleyelim. Yapılan araştırmalar bir cismin dayanıklılığının hacmine ve kesit alanına bağlı olduğunu ortaya koymuştur. Bu ilişki Dayanıklılık = Kesit Alanı / Hacim şeklinde ifade edilir. Bu oran büyüdükçe maddenin dayanıklılığı artar. Örneğin kenar uzunluğu 1 cm olan bir küpün hacmi 1 cm3 kesit alanı 1 cm2 dir.
Ayrıca büyük canlıların kütlesi büyüdükçe yüzey alanları 0 oranda büyümez. Büyük hayvanların, örneğin bir filin, yüzey alanı hacmine oranla daha küçüktür. Bu nedenle yeterince hızlı ısı kaybedemez. Ancak sıcak bölgelerde yaşadığı için bir biçimde ısı kaybetmek zorundadır. Daha az ısı üretmek için daha az yemek gibi bir yol seçebilir. Bu ise canlının
enerji ihtiyacını karşılayamaz. Bildiğiniz gibi filin kulaklarındaki şekil değişikliği bu sorunu çözmekte. Büyük kulakları toplam yüzey alanını arttırarak ısı kaybını arttırır ve kütlesiyle orantılı bir denge kurulur. Sıcak bölgelerdeki canlıların bu nedenle kulak ya da kuyrukları daha büyük olurken soğuk bölgelerde bu uzuvlar daha küçüktür. Bir canlının boyutları aynı oranda azaltılırsa yüzey alanının hacmine oranı artar. Böylece tükettiği besin miktarının ağırlığa oranı artar. Farelerin aç ve huzursuz olmalarının nedeni budur. Doğada fareden daha küçük bir sıcak kanlı hayvanın yaşayamaması aynı nedene dayanır.
AKIŞKANLAR
Bilindiği gibi maddeler sıvı hale geçerken molekülleri arasındaki bağlar zayıflar ve moleküller birbiri üzerinden kaymaya başlar ve akışkan bir özellik kazanır. Sıvı maddelerin belirli bir şekli yoktur, bu maddeler konuldukları kabın şeklini alır. Bu bölümde sıvı maddelerin kendi içinde ve başka madde molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerini ve bu kuvvetlerin sebep olduğu olayları inceleyeceğiz.
Adezyon: Farklı madde molekülleri arasında oluşan çekim kuvvetine adezyon denir. Yağmur damlalarının cama yapışması veya yağmur yağdığında elbisemizin ıslanması adezyonun etkisidir.
Kohezyon: Bir sıvının kendi molekülleri arasında sıvı moleküllerinin dağılmamasını sağlayan çekim kuvvetine kohezyon denir. Su moleküllerinin yaprak üzerinde dağılmadan durabilmesi kohezyon kuvvetinin etkisidir.
Adezyon ve kohezyon kuvvetleri bir sıvının, yüzeyi ıslatıp ıslatmayacağını belirler. Adezyon kuvveti kohezyondan büyükse sıvı, yüzeyi ıslatır. Kohezyon kuvvetinin adezyon kuvvetinden büyük olduğu durumlarda da sıvı, yüzeyi ıslatmaz.
Yüzey Gerilimi: Sıvı yüzeyi, moleküller arasında mevcut olan kohezyon kuvvetlerinin sonucu olarak, daima büzülmek isteyen ve mümkün olan en küçük yüzeyi sağlamaya çalışan, bir molekül kalınlığından çok ince bir zar gibi düşünülebilir.
Bir sıvının yüzey gerilimi; yüzey üzerinde, sıvının yüzey genişlemesine zıt olan birim uzunluk başına düşen kuvvettir. Bir tahta parçası suya bırakıldığında hacminin bir kısmı sıvıya batarak dengede kalabilmektedir. Metal bir ataş da su yüzeyine bırakıldığında sıvıya batmadan sıvı yüzeyinde dengede kalabilmektedir. Burada sıvı bir çarşaf gibi davranarak ataşı sıvı yüzeyinde tutmaktadır. Bunun sebebi sıvının yüzey gerilimidir. Yüzey geriliminin oluşmasının asıl sebebi kohezyon kuvvetidir.
Sıvı yüzeyindeki birim uzunluğa dik olarak uygulanan gerilme kuvvetinin büyüklüğüne yüzey gerilimi katsayısı denir. Sıvı yüzeyinde birbirine çok yakın alınan herhangi iki nokta arasındaki doğrusal çizginin uzunluğu x ve bu çizgiye dik olarak uygulanan yüzey gerilimi kuvvetinin büyüklüğü F ise bu sıvının yüzey gerilimi katsayısının tanım bağıntısı:
Yüzey Gerilimine Etki Eden Faktörler
Sıcaklık: Sıcaklığın anmasının sıvı molekülleri arasında çekim kuvvetini azaltıcı etkisi vardır. Bu nedenle yüzey gerilimi
azalmış olur. Temizlik esnasında ya da bulaşık yıkarken sıcak su kullanılması suyun kirli yüzeyleri daha iyi ıslatmasını sağlar.
Tuz Etkisi: Su içine atılan yemek tuzu (NaCl) suyun yüzey gerilimini artırır.
Deterjan-sabun etkisi: Deterjan gibi maddelerin moleküller arası çekim kuwetini (kohezyon) azaltıcı etkisi vardır. Bu da suyun yüzey gerilimini azaltır.
Örnek: Suyun yüzeyinde durmayan ataşın su yüzeyinde durmasını sağlamak için;
I. suya tuz karıştırmak,
II. suyu soğutmak,
III. suya deterjan karıştırmak
işlemlerinden hangileri yapılabilir?
Çözüm: Ataşın su yüzeyinde durabilmesi için suyun yüzey geriliminin ataşın ağırlığını dengelemesi gerekir. Bu nedenle yüzey gerilimini artıracak etkiler yapılmalıdır. Suya tuz atmak, yüzey gerilimini artırır. Suyu soğutmak da yüzey gerilimini artırır. Ama suya deterjan katmak yüzey gerilimini azaltır. Cevap I ve II
KILCALLIK (KAPİLER) ETKİ
Bir maddenin başka bir maddeyi kendine çekmesi olayıdır. Bu olay bir bitkinin iletim sisteminde ya da pürüzlü kağıtta kolayca gözlenebilir. Bir sıvı ile başka bir maddenin moleküler seviyedeki çekiminin, sıvının kendi molekülleri arasındaki çekim kuvvetinden daha kuvvetli olması sonucunda meydana gelir.
Bu tür etkiler, sünger gibi maddelerin suyu emmesinde, kılcal borularda suyun yükselmesinde, bitkilerin yerden suyu alarak, yapraklara taşımasında görülür.
Suyun yukarı doğru taşınması kohezyon ve adezyon güçlerinin yer çekimi gücüne göre daha fazla olması ile ilgilidir. Yer çekimi gücü kohezyon ve adezyon güçlerinden fazla olduğu zaman su sütununda parçalanma görülür ve suyun yukarı doğru hareketi durur.
Suyun kılcal boruda yükselmesi için gereken enerji, su molekülleri ile cam molekülleri arasında kurulan bağdan karşılanır. Kılcallık etkisi kullanılan borunun kesit alanı ile ters orantılı olarak değişir. Kılcallık arttıkça sıvının boruda yükselme ya da alçalma miktarı artar.
Cıva gibi maddelerde kılcal boruda suyun tam tersine borularda alçalma görülür. Cıvanın alçalmasından dolayı kaybettiği enerji cıva molekülleriyle cam boru molekülleri arasında kurulan bağa harcanır. Kılcallığın etkisini günlük hayatımızda birçok yerde görmekteyiz. Peçetenin ıslak zemine konulduğunda su moleküllerinin kağıt içerisinde ilerlemesi, küp şekerin çaya batırmadan sadece değmesi durumunda elimizin ıslanması, kılcallık etkisidir.
GAZLAR
Atmosfer, Dünyamızı çevreleyen, Güneşten gelen enerjinin hızlı bir şekilde uzaya dönmesini önleyen, canlılar için yaşamsal önem taşıyan gaz kütlesine denir. Atmosferimizdeki gazları göremeyiz, ama hissedebiliriz. Esen rüzgarın yüzümüzdeki etkisi havanın varlığını ispatlar. Havayı görmememizin nedeni saydam olmasıdır. Gaz atomu veya moleküllerinin birbirinden çok uzak olması bulundukları ortamlarda serbestçe hareket etmelerini sağlar. Dolayısıyla gazların belirli bir hacmi ve şekli yoktur. Kapalı bir kaba konulduklarında kabın hacmini doldururlar. Atmosfer olmasaydı, kuşlar uçamaz, yağmur yağmazdı. Güneş enerjisi ile buharlaşan yeryüzündeki sular, tekrar dünyaya dönemez, Dünyada su kalmazdı.
Atmosferin kalınlığı yerden itibaren 10.000 km’ye kadar uzanır. Atmosferi oluşturan hava kütlesinin %99’u 32 km’nin altındadır. Atmosferin içerisinde çeşitli gazlar bulunmaktadır.
Atmosferde %78 oranında azot, %21 oranında oksijen ve %1 oranında da diğer gazlar bulunur. Bunun sonucunda atmosferde azot, karbon ve su döngüsü içerisinde gaz oranları sabit kalmaktadır.
Gazların tanecikleri serbest hareket eder. Gazlar da katı ve sıvılar gibi tanecikli yapıya sahiptir. Gaz molekülleri bulundukları ortamda gelişigüzel öteleme hareketi yapar. Bir odada kenarda bir parfüm şişesi kırılsa ya da sprey sıkılsa bir süre sonra tüm odayı parfüm kokusu sarar. Bu olay gaz moleküllerinin serbestçe hareket ettiğinin kanıtıdır.
Gazlar sıkıştırılabilir. Gaz molekülleri arasında katı ve sıvılara göre çok fazla boşluk bulunmaktadır. Bu nedenle katı ve sıvılar sıkıştırılamaz kabul edilirken gazlar sıkışabilir. Araba lastiklerinde sıkışmış gaz bulunmaktadır. Aynı şekilde LPG denilen sıkışmış gaz ile araçlar hareket edebilmektedir.
Gazların belli bir hacmi yoktur. Gazlar, bulundukları kabı doldururlar bu yüzden gazın hacmi bulunduğu kabın hacmidir.
Gazlar saydamdır. Gaz molekülleri arasında boşluk çok fazla olduğundan ışığı rahatlıkla geçirebilir. Renkli ya da renksiz olsun tüm gazlar saydam görünür. Atmosferde azot, oksijen, hidrojen gibi gazlar bulunmaktadır ve atmosfer şeffaf görünmektedir.
Gazlar bulundukları kabın çevrelerine basınç uygular. Gazların basıncı ağırlıktan bağımsızdır. Bu nedenle yer çekimi olmayan bir ortamda da kapalı bir kapta gaz basıncı vardır. Kapalı kapta sıcaklık artarsa gaz basıncı artar, hacim azalırsa yine gaz basıncı artar. Yer çekimi etkisiyle basınç oluşturan tek gaz kütlesi atmosferdir.
PLAZMA
Katı bir maddeye ısı verilerek gaz haline geldikten sonra ısı verilmeye devam edilirse iyonlaşma başlayabilir. Bir elektron çekirdek çekiminden kurtulur ve serbest bir elektron uzayı meydana getirerek maddeye yeni bir form kazandırır.
Atomun bir elektronu eksik olacak ve net bir pozitif yüke sahip olacaktır. Yeterince ısıtılmış gaz içerisinde iyonlaşma defalarca tekrarlanarak serbest elektron ve iyon bulutları oluşmaya başlar. Fakat bazı atomlar nötr kalmaya devam eder. Oluşan bu iyon, elektron ve nötr atom karışımı plazma olarak adlandırılır. Plazmanın birim hacmi içindeki negatif yüklü parçacıkların sayısı, pozitif yüklü parçacıkların sayısına yaklaşık olarak eşit olduğundan, plazma elektriksel olarak nötrdür.
Atomlara uygun teknikler ile enerji verildiğinde ya da radyasyona maruz bırakıldığında (elektron, pozitron veya foton ile bombardıman edildiğinde) son yörüngelerindeki elektronları serbest bırakırlar. Elektron kaybetmeye başlayan atom, nötrlüğünü kaybederek, pozitif yüklü bir atoma dönüşmeye başlar. Bu tür atomların birleşerek oluşturdukları gazlara iyonlaşmış gaz adı verilir. İyonize gazlar ve serbest elektronlar bir arada bulunduklarından plazmayı meydana getirirler.
Günlük hayatımızda kullandığımız floresan lambalarının ışıldamasını iyonize olmuş gazlar ve ortamdaki serbest gazlar sağlamaktadır. Gazı oluşturan elementin türünü değiştirdiğimizde elde edilecek ışığın rengi de değişir.
Maddenin plazma hali kandaki plazma hali ile karıştırılmamalıdır. Kandaki plazma, içerisinde kan hücreleri bulunduran sıvı bir yapıdır.
Plazmalar genellikle, plazma türlerinin sıcaklıklarına bağlı olarak 100.000°C sıcaklığa ulaşabilen yüksek sıcaklıkta plazmaları (yıldızlar, termonükleer reaktörler), sıcaklıkları 100.000°C nin çok aşağısında olan düşük sıcaklık plazmaları olarak iki temel gruba ayrılır. Düşük sıcaklık plazmaları da sıcak plazma ve soğuk plazma, olarak kendi aralarında iki kısma ayrılır. Sıcak plazma, elektrik arklarında ve yüksek enerjili atomlarda oluşur. Soğuk plazmalarda elektron sıcaklığı fazla iken; iyon sıcaklığı ise oda sıcaklığına yakındır. Bu nedenle bu plazmalara soğuk plazma denmektedir. Şimşek çakması buna örnektir.
Bilim insanları günümüz teknolojisiyle bir gaza yeterli miktarda enerji vererek plazma elde edebiliyor. Plazma teknolojisi günümüzde kağıt, otomobil, tekstil ve uçak endüstrisi, elmas ve elektronik çip yapımı, savunma sanayi, radar araştırmaları ve uzay teknolojisinde kullanılıyor. En tanıdık plazmalı nesneler ise plazma televizyonlar, floresan lambalar ve plazma klimalardır.
NEBULALAR (YILDIZLAR VE BULUTSULAR)
Plazmaları sıcaklık ve yoğunluk bakımından incelediğimizde çeşitli örnekler karşımıza çıkar. Güneşin korona adı verilen tabakasında plazmalar meydana gelmektedir. Güneşin çok güçlü çekim kuvvetine rağmen aşırı ısınmış bu plazma çekim etkisinden kurtulabilir ve uzaya doğru yol alabilir. Buna güneş rüzgarları denir. Güneş rüzgarları güneş sisteminin en uzak gezegenlerine yayılabilecek kadar güçlü bir plazma akışıdır. Kutuplarda gördüğümüz ışımaları tetikleyen (Aurora) yine güneş rüzgarlarıdır. Büyük hızlarla yol alan güneş rüzgarları dünyamızın magnetosfer ismini verdiğimiz katmanında bulunan plazmaya çarparak hızlanmalarını sağlar. Hızlanan parçacıklar dünyanın atmosferine girdiklerinde ortamda bulunan diğer gazların atom ve moleküllerle çarpışmaları sonucu, görünür ışık frekanslarında çeşitli renklerde ışımaya neden olurlar. Güneş rüzgarlarının yoğun ve güçlü olduğu dönemlerde kutup ışımaları ekvator bölgesine dek uzayabilmektedir.
Çözümlü Örnekler
