|
1- Maddenin Tanecikli Yapısı :
Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir.
Madde, doğada fiziksel özelliklerine göre katı, sıvı ve gaz olarak 3 halde bulunur.
• Madde hangi halde olursa olsun bütün maddeler taneciklerden oluşmuştur.
Maddeleri oluşturan tanecikler bazı maddelerde atomu bazı maddelerde de
molekülü temsil eder.
• Maddeyi oluşturan taneciklerin arasında boşluk bulunur.
• Madde hangi halde olursa olsun maddeyi oluşturan tanecikler hareket halindedir.
Bu nedenle maddeyi oluşturan taneciklerin hareketlerinden dolayı
hareket (kinetik) enerjileri vardır.
• Maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk miktarı ve taneciklerin hareketi
maddenin haline göre değişir.
• Katı tanecikleri arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler sadece oldukları
yerde titreşme hareketi yaparlar.
• Sıvı tanecikleri arasındaki boşluk katılara göre daha fazladır ve tanecikler hem
titreşme hem de birbirleri üzerinden kayarak dönme (öteleme) hareketi yaparlar.
• Gaz tanecikleri arasındaki boşluk katı ve sıvılara göre çok fazladır ve tanecikler
birbirlerinden tamamen bağımsız hareket ederler. Gaz tanecikleri titreşme,
birbirleri üzerinden kayarak dönme ve hem birbirlerine hem de bulundukları
kabın duvarlarına çarpıp sıçrama (yayılma = difüzyon) hareketi yaparlar.
Katı Haldeki Madde Sıvı Haldeki Madde Gaz Halindeki Madde
2- Isı :
Bir maddeyi oluşturan taneciklerin sahip oldukları hareket (kinetik) enerjilerinin t
oplamına ısı denir. Isı bir enerji türüdür ve ısı enerjisi kalorimetre kabı ile ölçülür.
(Kutulardaki boncuklarla eşleştirilir).
3- Sıcaklık :
Bir maddeyi oluşturan taneciklerin sahip oldukları kinetik enerjilerinin ortalamasına
(yaklaşık bir taneciğin kinetik enerjisine) sıcaklık denir.
Maddeyi oluşturan tanecikler sahip oldukları kinetik enerjileri birbirlerine çarpışma
sonucu aktardıkları için her taneciğin kinetik enerjisi farklı olur ve birbirlerine
çarptıklarında da kinetik enerjileri sürekli değişir. Aynı sıcaklıktaki maddenin
taneciklerinin kinetik enerjileri farklı olduğu için sıcaklık, tek bir taneciğin değil,
taneciklerin tamamının kinetik enerjilerinin ortalamasıdır. (Maddeyi oluşturan
taneciklerin –moleküllerin– tek tek kinetik enerjileri aynı olabildiği gibi, f
arklı da olabilir. Bütün moleküllerin kinetik enerjileri toplanıp tanecik sayısına
bölünürse, ortalama bir değer bulunur. Bu ortalama değer hangi maddede daha
fazla çıkmış ise o maddenin sıcaklığı daha fazladır.)
Sıcaklık bir ölçümdür ve birimi derecedir. Sıcaklık, termometre ile ölçülür.
4- Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar :
1- Isı bir enerji çeşidi, sıcaklık ise bir ölçümdür.
2- Isı kalorimetre kabı ile sıcaklık termometre ile ölçülür.
3- Isı birimi kalori (cal) veya Joule, sıcaklık birimi ise derecedir.
4- Isı, madde miktarına bağlıdır, sıcaklık ise madde miktarında bağlı değildir.
5- Isı ve Sıcaklık Arasındaki İlişki :
Sıcaklık, bir maddenin aldığı ya da verdiği ısı enerjisinin göstergesidir.
Bu nedenle sıcaklığın var olmasının nedeni ısı enerjisidir.
Bir maddeye ısı enerjisi verildiğinde verilen ısı enerjisini alan tanecikler bu
ısı enerjisini kinetik enerjiye çevirir. Bu nedenle taneciklerin kinetik enerjisi
artacağı için maddenin sıcaklığı artar.
Bir madde dışarıya ısı enerjisi verdiğinde taneciklerin kinetik enerjisi azalacağı
için maddenin sıcaklığı azalır.
ÖRNEKLER :
1- Yanan kibrit çöpü ile deniz suyunun sıcaklıklarının karşılaştırılması :
Kibrit çöpündeki bir molekülün kinetik enerjisi, deniz suyunu oluşturan moleküllerden
birinin kinetik enerjisinden fazla olacağı için kibrit çöpünün sıcaklığı deniz suyunun
sıcaklığından fazladır.
2- Yanan kibrit çöpü ile deniz suyunun ısılarının karşılaştırılması :
Deniz suyundaki bütün moleküllerin toplam kinetik enerjisi, kibrit çöpündeki moleküllerin
toplam kinetik enerjisinden fazla olacağı için deniz suyunun ısısı kibrit çöpünün ısısından fazladır.
NOT :
1- Isı enerjisi, kütlesi olmayan (ve foton denilen) enerji paketçikleridir (kuantalarıdır).
Isı enerjisi atom, molekül ve maddenin hareket enerjisinden oluşur.
2- Isı enerjisinin kütlesi olmadığı için boşlukta da yayılır.
3- Isı, hem moleküllerin kinetik enerjilerinin hem de moleküller arasındaki bağlanma enerjilerinin
toplamına eşittir.
---------------------------------------------------------------------------------------------
ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ ÖZ ISI
|
Enerji Dönüşümü ve Öz Isı
|
|
• Enerjinin birçok çeşidi vardır. Ve birçok enerji çeşidi birbirine dönüşmektedir.
• Bir elektrik ampulünde elektrik enerjisi ışık enerjisi dönüşürken aynı zamanda ısı
enerjisi de açığa çıkar
• Bisiklete binildikten bir süre sonra aniden fren yapıldığında bisiklet tekerleklerinde
sıcaklık açığa çıkar çünkü, mekanik enerji ısıya dönüşmüştür.
• Ütü, fırın, buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi gibi araçlarda elektrik
enerjisi ısı enerjisine dönüşür ve bu araçlar çeşitli alanlarda kullanılır.
• Hava serin olsa bile bir süre koştuktan sonra bunalmamızın sebebi: hareket
enerjisinin ısıya dönüşmesidir.
• İki elinizi birbirine sürttüğünüzde ısınırsınız. Çünkü mekanik enerji, ısıya
dönüşmektedir. ( birbirine sürtünen iki yüzeyde enerji dönüşümü gerçekleşir)
* Verilen örneklerden anlaşıldığı gibi maddelerin ısınması enerji dönüşümü
ile gerçekleşir.
Öz ısı: Bir maddenin sıcaklığındaki artış madde miktarına bağlı olduğu gibi maddenin
türüne de bağlıdır. Bir gram maddenin sıcaklığını 1ºC artırmak için gerekli ısı miktarına
o maddenin öz ısısı denir.
1 gram suyun sıcaklığını 1ºC artırmak için gerekli ısı miktarı 1 kalori’dir.
Bundan dolayı öz ısı cal/g ºC veya j/g ºC birimiyle ifade edilir.
Bütün maddelerin öz ısıları farklıdır. Öz ısı madde miktarına bağlı olmayıp madde
cinsine bağlı olduğundan maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Öz ısı “c” sembolü ile gösterilir.
|
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|
Isınma-Soğuma Eğrileri
|
|
ISINMA - SOĞUMA EĞRİLERİ
İçinde bir miktar ve belli sıcaklıkta buz bulunan bir kap buzlar eriyip buharlaşıncaya
kadar ısıtıldığında buzun tanecik modeli şekildeki gibi değişecektir.
Grafikte sıcaklık 0 °C ve 100 °C de sabit kalmıştır. Sıcaklığın sabit kaldığı bu
durumlarda madde hal değiştirmiştir. Yani 0 °C bu maddenin erime (donma) sıcaklığı;
100 °C ise bu maddenin buharlaşma (yoğunlaşma) sıcaklığıdır.
Grafiğimizi açıklayalım: A noktasında ısı alan buz taneciklerinin hareket enerjileri
arttığından aralarındaki uzaklık artmıştır. A noktasından B noktasına doğru madde
de sıcaklık artışı gözlenir. B noktasına yani, 0°C değerine gelindiği zaman erime
başlar. Artık buz taneciklerinin aldığı ısı buzun erimesi için kullanılır.
Burada B ve C noktaları arasında hal değişimi olduğu için maddenin sıcaklığı değişmeyecek,
buzun aldığı ısı erimeye harcanacaktır. Ancak su sürekli ısı almaya
devam ederse suyun aldığı bu ısı erime tamamlanınca suyun sıcaklığının yükselmesini sağlar.
C ve D noktaları arasında suyun sıcaklığı hızla yükselir. Yükselen bu sıcaklık
değeri 100 °C ‘ye ulaştığında sıcaklık yine sabit kalır. Alınan ısı tanecikler arasındaki
bağları daha da zayıflatarak suyun artık buhar haline gelmesini sağlar. D noktasında buharlaşmaya
başlayan su, E noktasında tamamen buhar olur. E noktasından itibaren
su buharına verilen ısı onun sıcaklığının sabit kalmadan artmasına neden olur.
Isıtıcının gücü sıcaklık- zaman grafiğini nasıl etkiler? Cevap: Kabın içindeki maddenin değişmediğini
dikkate alırsak Madde yine normal erime ve buharlaşma sıcaklığında
eriyip-buharlaşacaktır. Sadece bu kez maddenin tamamen buharlaşması çok daha
kısa sürecektir.
Buhar halinde bulunan su taneciklerinin hal değişim grafiği (gaz-sıvı katı):
|
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
FOTOSENTEZ VE SOLUNUM OLAYLARINI KARŞILAŞTIRMA
|
|
|
Ftosentez olayını gerçekleştirerek kendi besinini kendisi yapan tek canlı grubu yeşil bitkilerdir.
Bunlar üretici canlılardır. Fotosentez olayı sonucunda oluşan besin, diğer canlıların besin kaynağıdır.
Solunum olayı için gerekli oksijen de fotosentez olayı sonucu ortaya çıkar. Besinlerin yanması
ancak oksijen sayesinde gerçekleştiğinden fotosentezin önemi çok büyüktür. Solunum sonunda
çıkan karbon dioksit gazı da fotosentez için gereklidir. Bu iki olay
birbirinin tersidir.
Solunum olayı gece gündüz boyunca sürekli olan bir olaydır. Fotosentez ise güneş ışığı
(ışık enerjisi) karşısında oluşur
|
----------------------------------------------------------------------------------------------
|
Fotosentezin Canlılar İçin Önemi Nedir?
|
|
Fotosentezin Canlılar İçin Önemi
Fotosentez ve Oksijen: Bitkiler fotosentez yaparken havadaki karbondioksiti yani insanın kullanmadığı
zararlı gazı alır ve onun yerine atmosfere oksijen bırakır. Nefes aldığımızda içimize çektiğimiz ve
asıl hayat kaynağımız olan oksijen, fotosentezin ana ürünüdür. Atmosferdeki oksijenin yaklaşık 0'u
karadaki bitkiler tarafından üretilirken, geri kalan
p'lik bölüm denizlerde ve okyanuslarda bulunan ve fotosentez yapabilen bitkiler,
algler ve bazı bakteriler tarafından üretilir.
Fotosentez ve Besinler: Güneş ışını saf enerji kaynağıdır; ancak ham olarak o kadar da kullanışlı
bir enerji şekli değildir. Bu enerjiyi yemek, vücutta doğrudan kullanmak ya da depolamak mümkün değildir.
Bu yüzden güneş enerjisinin farklı bir enerji türüne
çevrilmesi gerekir. İşte fotosentez bunu yapar. Bu işlem yoluyla bitkiler, güneş enerjisini daha sonra
kullanabilecekleri bir enerji şekline dönüştürürler. Fotosentez yapraklarda meydana gelir. Burada güneş
enerjisi kullanılarak havadaki karbondioksit, nişasta
ve diğer yüksek enerjili karbonhidratlara dönüştürülür. Karbon kullanıldıktan sonra
ortaya çıkan oksijen ise havaya bırakılır. Bitki daha sonra besine ihtiyaç duyduğunda
bu karbonhidratlarda depoladığı enerjiyi kullanır. Elbette bu bitkilerle beslenen canlılar
da bitkide bulunan karbonhidratlardan enerji ihtiyaçlarını karşılarlar. İnsanın ihtiyacı olan enerji de
fotosentez yoluyla bu besinlerde depolanan enerji ile karşılanır.
Fotosentez ve Enerji: Enerjinin kaynağı her zaman Güneş, bu enerjiyi insanın kullanacağı hale getiren
sistem her zaman fotosentezdir. Bu sistem dışında hiçbir sistem aracılığı ile sahip olduğunuz enerjiyi
kazanamazsınız. Bu enerji kaynağını bitkiler fotosentezle bünyelerinde depolarlar. Yediğiniz besinlerden
elde ettiğiniz enerji, hayvansal gıdalardan elde ettiğiniz enerji, bugün kullandığımız önemli enerji kaynaklarından
olan odun, kömür, petrol ve doğalgaz da fotosentezden elde edilen enerjiye sahiptirler.
Fotosentez ve Çevre: Fosil yakıtları yaktığımızda enerji elde ederiz. Aynı zamanda karbondioksit açığa çıkar.
Bu nedenle canlılar, havadaki karbondioksitin ve havanın
ısısının sürekli olarak artmasına neden olurlar. Her yıl insanların, hayvanların ve
toprakta bulunan mikroorganizmaların yaptıkları solunum sonucunda milyarlarca ton karbondioksit
atmosfere karışır. Ayrıca, fabrikalarda ve evlerde kalorifer ya da soba kullanılarak tüketilen ve taşıtlarda
kullanılan yakıtlardan atmosfere verilen karbondioksit miktarı da milyarlarca tonu bulmaktadır. Ancak bitkiler
, algler ve bazı bakteriler yani
üreticiler gerçekleştirdiği fotosentez işleminde sürekli olarak karbondioksit tüketir
ve oksijen üretirler. Bu şekilde de denge (karbondioksit-oksijen dengesi) korunmuş
olur. Yeryüzünün ısısı da belli bir aralık içinde sabittir, çok büyük ısı değişimleri
yaşanmaz. Bu ısı dengesini de üreticiler sağlarlar.
|
--------------------------------------------------------------------------------
|
Besin Zincirinde Enerji Akışı Nasıl Olur?
|
|
Besin Zincirinde Enerji Akışı
Bir bölgede canlı ve cansızlardan oluşan sisteme ekosistem denir. Canlılar doğrudan
veya dolaylı olarak beslenmek için, birbiriyle etkileşmesi sonucu besin zinciri oluştururlar. Bir besin zincirinin
halkalarını farklı canlı türleri oluşturur. Üreticiler, güneş enerjisini dönüştürüp hücrelerinde tutabilen canlılardır.
Bu özellikleri sayesinde kendi besinlerini kendileri üretebilirler. Mesela bitkiler biz insanlar gibi veya doğadaki
diğer canlılar gibi
besin arayışı içerisine girmezler. Üretici (ototrof) olan bu canlılar inorganik maddelerden fotosentez yaparak,
organik madde (basit şeker=besin= glikoz) ve oksijen üretirler. (Üreticiler, güneş ışığını doğrudan kullanabildiği
için besin zincirinin ilk basamağında yer alır.)
Üreticilere örnek: Bitkiler, algler, klorofilli bakteriler (siyanobakteri...)
Besin üretmeyen ve besinini dışarıdan hazır olarak alan canlılara tüketici (heterotrof) denir.
Örnek: Koyun, köpek, kaplumbağa. Tüketici olan canlı grupları da besin aldıkları kaynağa
ve besin alma şekline göre gruplara ayrılırlar. Sadece çevrelerindeki üretici canlıları yiyerek bitkisel
kaynaklı olarak beslenen canlı grubuna otoburlar denir. Örnek: Tavşan, Maymun, Koyun, Eşek.
Çevrelerindeki hayvansal organizmaları yiyerek beslenen canlı grubuna ise etoburlar denir.
Örnek: Timsah, kertenkele, baykuş. Çevrelerindeki bitkisel ve hayvansal kaynaklı organizmaları
yiyerek beslenen canlı grubuna ise hem etçil hem otçul (hepçiller) denir. Örnek: İnsan, tavuk, ayı.
Bir de toprağa düşen bitki ve hayvan artıklarını çürüterek, toprağa karışmasını sağlayan canlılar vardır.
Bu canlı grubuna da ayrıştırıcılar denir. Ayrıştırıcıların etkinlikleri sonucunda canlı vücudunu oluşturan
organik ve inorganik maddeler toprağa geçmiş olur. Mantarları (küf mantarı, maya mantarı, şapkalı mantarlar)
ve bakterilerin büyük bir kısmını ayrıştırıcılara örnek olarak verebiliriz. Ayrıştırıcılar besin zincirinin her
basamağında bulunabilir.Bu anlatılan canlı grubundan doğada en çok bulunan bitkiler yani üreticilerdir.
Çünkü üreticiler güneş enerjisini doğrudan kullanabildikleri için daha fazla sayıda bulunurlar.
Tüketiciler ise üreticilerden veya diğer otoburlardan dolaylı olarak güneş enerjisinden yararlandıkları
için sayıları giderek azalır. Aynı şekilde üreticiler güneş enerjisini
doğrudan kullanabildikleri için sahip oldukları enerji besin zincirinin diğer
halkasındaki canlılara göre daha fazladır.
Doğada birbiriyle ilişkili birçok besin zinciri vardır. Birbiri içine alan bu besin zincirlerinin
hepsi besin ağı olarak adlandırılır.
------------------------------------------------------------------------------------
|
Su, Karbondioksit ve Azot Döngüleri
|
|
Madde Döngüleri
1. Su Döngüsü: Su döngüsü, suyun devamlı olarak dünya yüzeyi ve hava arasında sıvı halden
gaz hale ve gazdan sıvı hale dönüşmesi olayıdır. Peki, bu döngü nasıl gerçekleşir?
o Atmosferin yüksek kesimlerinde bulunan su buharı soğuk hava ile karşılaşınca yoğunlaşarak
kar ve yağmur şeklinde yeryüzüne düşer. Karalara yağan yağışlar toprağı nemlendirir. Ayrıca yeryüzüne
düşen sular toprağa süzüldükten sonra yeraltı sularını oluşturur. Bu sular yerin üst kısımlarındaki sularla
birleşerek deniz ve okyanuslara dökülürler. Fotosentez yapan bitkiler kökleri ile topraktan su alır. Bu suyun
bir kısmını terleme yoluyla atmosfere geri verirler. Ayrıca hayvanlarda soluk alış-verişi ile su buharı
atmosfere ulaşır. Güneş ışınlarının etkisiyle deniz ve okyanuslarda biriken su ısınır ve buharlaşarak
tekrar atmosfere geçer. Buhar halindeki su atmosferde yükselir.
Atmosferde soğuk hava tabakası ile karşılaşınca yoğunlaşarak tekrar sıvı haline
dönüşür ve damlalar halinde yeryüzüne geri döner.
2. Karbon ve Oksijen Döngüsü:
Havada oksijen ve karbon elementleri O2 ve CO2 şeklinde bulunur. Bitkiler fotosentez sırasında CO2
gazını alıp (fotosentez ile) besin ve O2 üretir. Bitkiler (üreticiler) dışındaki canlılar besin yiyerek karbon
ihtiyaçlarını karşılar. O2’li solunum yapan canlılar ortamdaki O2’i alır ve ortama CO2 verirler. Milyonlarca
yıl önce yaşamış ve ölmüş bitki ve havyaların cesetleri toprak altında fosilleşerek fosil yakıtları
(kömür, petrol, doğalgaz vb.) oluşturur. Fosil yakıtların yanma tepkimesinden çıkan CO2 de atmosfere
dağıtılır. Yani havanın CO2 miktarını azaltan olay fotosentez, arttıran olay ise yanma tepkimeleri ve solunumdur.
3. Azot Döngüsü:
Havada en fazla bulunan gaz azot gazıdır. Azot öncelikli olarak protein ve nükleik
asitlerin yapısında bulunur. Bitki ve hayvanlar azot ihtiyacını direkt havadan
karşılayamazlar. Havadaki azot yıldırım ve şimşek gibi hava olayları sırasında su ile
birleşip toprağa bağlanır. Ayrıca baklagillerin köklerinde yaşayan azot bağlayıcı bakteriler
havanın serbest azotunu toprağa bağlayabilir.
Bitkiler azotu topraktan, otçullar ise azotlu bitkilerden karşılar. Etçiller de otçullar ile beslenerek
azot ihtiyacını karşılar. Bitki ve hayvanların artık ve cesetleri ayrıştırıcı bakteriler tarafından çürütülür
ve amonyağa dönüştürülür. Toprakta bulunan bazı bakteriler amonyağı bitkilerin kullanabileceği
azot tuzlarına dönüştürür. Bazı bakteriler ise topraktaki fazla
azotun havaya tekrar aktarımını sağlar.
|
---------------------------------------------------------------------------
ENERJİ PRAMİDİ
|
Enerji Piramidi
|
|
Bitkiler besin üretmek için güneş enerjisini kullanırlar. Ürettikleri besinin bir kısmını kendileri tüketirler.
örn: Ot ---------->Çekirge----------> Kurbağa----------> Yılan
Yukarıda verilen örnek üzerinden besin zincirini inceleyelim: yukarıdaki besin zincirinde görülen ot, çekirge
tarafından besin olarak tüketildiğinde yapısındaki enerji çekirgeye geçer. Çekirge, bu enerjinin bir kısmını
yaşamsal faaliyetleri için kullanır. Bir kısmını ise çevreye atık madde olarak verir. Bu enerjinin sadece luk
kısmı çekirgede depo edilir ve besin zincirinin bir üst basamağında bulunan kurbağaya geçer. Kurbağa çekirgeyi yediğinde, çekirgenin yapısındaki enerjinin unu vücudunda depolar. Dolayısıyla besin zincirinin her basamağında enerjinin küçük bir bölümü bir üst basamağa aktarılmış olur. Üreticilerden tüketicilere doğru aktarılan enerji miktarını şematik olarak gösterdiğimizde enerji piramidi ortaya çıkar
 
Piramidin tepesine doğru gidildikçe daha az besin ve dolayısıyla daha az enerji aktarıldığı görülür.
* Üreticilerin tüketiciler için faydasını gördük. Peki, üretici canlılar ile tüketici canlılar arasında tek yönlü bir aktarım mı vardır? Tüketicilerin de üreticiler için bir faydası var mıdır?
Ayrıştırıcıların varlığından bahsetmiştik. Bazı bakteriler ve mantarlar ayrıştırıcı canlı grubuydu. Görevleri; canlı veya ölü organizmaların yapısındaki maddeleri daha basit maddelere dönüştürmektir(ayrıştırma=çürütme). Bu canlılar, bitki ve hayvan artıklarını çözerek bitkilerin kullanması için tekrar toprakta mineral seviyesine getirirler. Bu durum üreticiler için hammadde ihtiyacını karşılanması demektir ki böylece besin zincirinin devamlılığı sağlanmış olur. Doğada tekrar kullanılabilen (dönüştürülebilen) maddelerden bazıları: karbondioksit, su ve oksijen gibi maddelerdir.
|
-----------------------------------------------
|
|
