Skip Navigation

Bölüm 2, Ders 3:

Hal Değişimi — Yoğunlaşma

Temel Kavramlar

  • Yoğunlaşma, gaz moleküllerinin yavaş hareket etmeye başlaması ve bir araya gelerek sıvı hale geçmesiyle oluşur.
  • Gaz molekülleri soğutulduğunda, yavaş hareket eder ve birbirlerini çekerler. Böylece birbirlerine yaklaşır ve sıvı olurlar.
  • Su buharı soğutulduğunda yoğunlaşma hızı artar.
  • Hava içindeki su buharının bir araya toplanması (derişimi veya konsantrasyonu) artarsa, yoğunlaşma da artar.

Özet

Öğrenciler plastik bir kap içinde su buharının yoğunlaşmasını inceleyecekler. Sonra su buharındaki soğumanın yoğunlaşma hızına etkisini bir deney ile görecekler ve ayrıca buharlaşma ve yoğunlaşmayı su döngüsüyle ilişkilendirecekler.

Amaç

Öğrenciler soğutulmuş su buharının nasıl yoğunlaşma oluşturduğunu moleküler seviyede açıklayabilecekler. Ayrıca buharlaşmanın ve yoğunlaşmanın su döngüsü üzerindeki rolünü irdeleyecekler.

Değerlendirme

Öğrenci etkinlik sayfası indirin ve çoğaltıp öğrencilere dağıtın. Etkinlik sayfası, her biri 5E kuramı ders planının “Değerlendirme ” bileşeni olarak hizmet verecektir.

Güvenlik

  • Öğrencilerin gözlük taktıklarından emin olun.

Her grup için Malzemeler

  • 2 kısa geniş ağızlı şeffaf plastik bardak
  • 2 uzun dar ağızlı şeffaf plastik bardak
  • Sıcak su (yaklaşık 50 °C)
  • Büyüteç

Gösteri için Malzemeler

  • 2 şeffaf plastik bardak
  • oda sıcaklığında su
  • Buz parçaları
  • Kilitlenebilir plastik torba

Ders Hakkında

Öğrencilerinize derse başlarken bir gösteri deneyini yapın ancak sınıftaki nem çok az ise bu deney işe yaramayacaktır. Bu nedenle deney yapmak yerine öğrencilere soğuk sudaki yoğunlaşma videosunu izletebilirsiniz. Öğrenci etkinliğinde, havanın kuru veya nemli olması hiç önemli değil. Deney işe yarayacaktır.

  1. GİRİŞ - ENGAGE

    Dersten 5–10 dakika öncesinden gösteri deneyi için hazırlık yapın

    Gösteri için malzemeler

    • 2 şeffaf plastik bardak
    • Oda sıcaklığında su
    • Buz parçaları
    • Kilitlenebilir plastik torba

    Uygulama

    1. İki plastik bardağa eşit miktarda su ve buz parçacıkları koyun.

    2. Hemen bardaklardan birini kilitlenebilir plastik torbanın içine yerleştirin. Torbadan mümkün olduğunca havayı dışarı çıkartın ve hemen torbayı kilitleyin.

      İki plastik bardağa eşit miktarda su ve buz parçacıkları koyun.
    3. Bardaklara yaklaşık 5–10 dakika boyunca dokunmayın.5–10 minutes.

    Beklenen Sonuçlar

    Torba içindeki bardak etrafında çok az nem olmalıdır. Çünkü bardağın içindeki soğuk suyun havadaki nem ile teması kesildi ve yoğunlaşma oluşmadı. Torba dışındaki bardakta yoğunlaşma oldu çünkü havada bulunan nem bardağa çarptı ve soğuyarak birikti. Böylece yoğunlaşma oluştu.

  2. Öğrencilere iki bardak hakkında soruların sorulması

    Öğrencilere iki bardağı da göstererek sorular sorun:

    Hangi bardağın dış yüzeyinde nem vardı?
    Öğrenciler havaya maruz kalan bardağın dış yüzünde daha fazla nem olduğunu fark etmelidir.
    Sizce neden havaya maruz kalan bardağın dış yüzeyinde daha fazla su birikti?
    Bardağın dış yüzeyine biriken su buharı soğuyarak yoğunlaştı. Öğrencilere su buharının havada bir gaz olduğunu hatırlatın. Torba içinde çok az bir hava vardır, bu nedenle torba içindeki soğuk bardak çok az neme maruz kalmaktadır. Bu da bardağın üzerinde daha az su yoğunluğunun olması anlamına gelir.
    Bazı insanlar bardağın dış yüzeyindeki suyun, bardakta sızan sudan kaynaklandığını söylüyor. Bunun doğru olmadığını nasıl kanıtlayabiliriz?
    Torbadaki bardak yüzeyinde çok az nemin olması, bardakta sızma olmadığını kanıtlamaktadır. Eğer su bardaktan sızmış olsaydı iki bardağın dış yüzeyinde de nem aynı oranda olacaktı.

  3. Yoğunlaşmanın tanıtılması

    Eğer öğrenciler yoğunlaşmanın nasıl olduğunu bilmiyorsa, buharlaşmanın tersi olduğunu söyleyebilirsiniz. Buharlaşmada, bir sıvı (su gibi) gaz haline dönüşmektedir (su buharı). Yoğunlaşmada ise, bir gaz (su buharı gibi) sıvı haline dönüşmektedir (su).

    Öğrencilere açıklayın: Havadaki su molekülleri soğuduğunda yavaş hareket etmeye başlayacak ve birbirlerini çektikleri için bir araya gelecek, böylece sıvı su formuna geçecek. Bu olaya yoğunlaşma diyoruz.

    Öğrencilere sorun:

    Yoğunlaşmaya bazı örnekler nelerdir?
    Yoğunlaşma örnekleri buharlaşma örneklerine göre biraz daha zordur. En bilinen örneği bir soğuk bardağın dışına veya serin bir gece boyunca araç camlarında oluşan nemdir. Diğer yoğunlaşma örnekleri: çiğ, sis, bulutlar ve soğuk bir günde nefes aldığımızda oluşan sistir.
    Soğuk bir pencereye nefesle üfleyip oluşan “neme” resim veya yazı yazdığımız olmuştur. Bu nemin nereden geldiğini düşünüyorsunuz?
    Öğrencilerin penceredeki nemin ve yoğunlaşmaya verilen bütün örneklerin, havadaki su buharından oluştuğunu anlamaları için yardımcı olun.
    Sizce bir bulutta küçük su damları nasıl oluşuyor?
    Buluttaki su, havadaki su buharının yoğunlaşmasıyla oluşur.

    Her öğrenciye etkinlik sayfası dağıtın

    Öğrenciler etkinlik sayfasında deney hakkındaki soruları cevaplayacak ve gözlemlerini kaydedecekler. Etkinlik sayfasının “atom ve molekülleriyle birlikte” ve “Daha Fazlası” gibi ek kısımlarını talimatınıza bağlı olarak, sınıfça, grupça veya tek tek cevaplayacaklar.

    Soruları ve cevapları bulmak için etkinlik sayfası öğretmen sürümüne bakın

  4. KEŞFETME - EXPLORE

    Öğrencilerin su buharını biriktirerek, yoğunlaşma sürecini gözlemlemesi

    Araştırma sorusu

    Su buharı yoğunlaştığında ne olur?

    Her grup için malzemeler

    • 1 kısa geniş ağızlı şeffaf plastik bardak
    • 1 uzun dar ağızlı şeffaf plastik bardak
    • Sıcak su (yaklaşık 50 °C)
    • Büyüteç

    Uygulama

    1. Geniş ağızlı bardağı yaklaşık ⅔ kadar sıcak su ile doldurun. Çabucak, üzerine uzun dar ağızlı bardağı ters şekilde yerleştirin.

      Çabucak, üzerine uzun dar ağızlı bardağı ters şekilde yerleştirin.
    2. 1–2 dakika bardağı izleyin
    3. Büyüteç kullanarak bardağın kenarından ve üzerinden bakın.
    4. Üst bardağı alın ve iç yüzeyine dokunun

    Beklenen Sonuçlar

    Ters şekildeki üst bardağın iç yüzeyinde küçük su damlaları toplanacaktır.

  5. Öğrencilerle üst bardağın içinde ne olduğunun tartışılması

    Öğrencilere Sorun:

    Sizce üst bardağın içinde ne oldu?
    Öğrenciler üst bardağın içinde su damlacıkların toplandığını söylemelidir.
    Sizce üst bardağın içinde su damları nasıl oluştu?
    Öğrencilerin alttaki bardakta suyun buharlaşarak üst bardakta toplandığını, daha sonra üst bardakta yoğunlaşarak bardağın yüzeyine sıvı tanecikleri olarak yapıştıklarını söylemelilerdir.

    Öğrencilere açıklayın: Su buharı sıcak sudan ayrıldı ve üst bardağa temas ederek oradaki boş alanda toplanmaya başladı. Su buharından bardağa enerji aktarıldığı için, su buharı enerji kaybederek soğudu. Su buharı yeterli soğukluğa geldiğinde moleküller arası çekim arttı ve su molekülleri bir araya geldi. Böylece su buharı hal değiştirerek küçük sıvı su damlalarına dönüştü. İşte bir gazın bir sıvıya dönüşmesi olayına biz “yoğunlaşma” diyoruz.

  6. AÇIKLAMA - EXPLAIN

    Öğrencilere gazların yoğunlaştığında nasıl sıvı olduğunu anlamaları için bir animasyon izletilmesi

    Animasyon gösterimi (Yoğunlaşma)

    Öğrencilere açıklayın: Su buharının hızlı hareket eden molekülleri bardağın kenarına enerji aktararak soğur. Bu su buharı moleküllerinin yavaşlamasına neden olur. Yeterince yavaşladığında, birbirleri üzerindeki çekim artar ve bir araya gelerek bardağın iç yüzeyinde sıvı su olurlar.

  7. Su buharının soğutulması yoğunlaştırmaya etkisini görmek için nasıl bir deney yapılacağının tartışılması.

    Bu tartışmanın amacı deneyde belirtilen uygulamayı öğrencilerin daha iyi anlamasına yardımcı olmaktır.

    Öğrencilere sorun:

    Su buharının soğutulmasının yoğunlaştırmaya etkisini görmek için nasıl bir deney yapılması gerekir?

    Bu deney için gereken su buharını nasıl toplayabiliriz?
    Suyu kaynatarak, kaynamakta olan sudan ayrılan su buharını bir bardağa ya da bir kapağa toplayabiliriz.
    Kaç tane su buharı numunesine ihtiyacımız vardır?
    Öğrenciler 2 numuneye ihtiyaç olduğunu söylemeliler. Sadece biri soğutulacak.
    Su buharını nasıl soğutacağız?
    Su buharı numunesini buzdolabına veya dondurucuya koyarak veya hava yeterince soğuk ise dışarıya koyarak su buharını soğutabiliriz.
    Su buharının yoğunlaşmasının hangi hızda gerçekleştiğini nasıl anlarız?
    İki numuneyi karşılaştırarak bulabiliriz. Su buharı soğutulduğunda oluşan su ile soğutulmayan su buharında oluşan su miktarını karşılaştırarak yoğunlaşma hızının ne kadar olduğunu bulabiliriz.

  8. Su buharının soğutulmasının yoğunlaşma hızına etkisinin araştırılması

    Bu dersin sonunda öğretmen arkaplan ekinde buharlaşma ve yoğunlaşma hakkında daha fazla bilgi bulabilirsiniz.

    Araştırma Sorusu

    Su buharı soğutulursa yoğunlaşma hızı artar mı?

    Her grup için malzemeler

    • 2 uzun dar ağızlı şeffaf plastik bardak
    • 2 uzun dar ağızlı şeffaf plastik bardak
    • Sıcak su (yaklaşık 50 °C)
    • Büyüteç
    • Buz

    Uygulama

    1. İki şeffaf geniş ağızlı plastik bardağa yaklaşık ⅔ kadar sıcak su doldurun.
    2. Çabucak, dar ağızlı uzun plastik bardağı ters şekilde alttaki bardağa resimdeki gibi yerleştirin

    3. Seçtiğiniz herhangi bir bardağa buz parçalarını yerleştirin.

      Seçtiğiniz herhangi bir bardağa buz parçalarını yerleştirin.
    4. 2–3 dakika bekleyin.
    5. Buzu uzaklaştırın, buz biraz erimiş olabilir bu nedenle kuru bir kâğıt havlu kullanarak üst bardaktaki suyu temizleyin.
    6. Üst bardakları incelemek için büyüteç kullanın.

    Beklenen Sonuçlar

    Buz yerleştirilen bardakta daha çok su damlası oluşmuştur.

  9. Sonuçları beklerken öğrencilerden tahmin yapmalarını isteyin

    Öğrencilere sorun:

    • Sizce buz parçalarını yerleştirmemiz yoğunlaşma hızına nasıl etki eder?
    • Sizce neden ekstra soğutma yoğunlaşma hızını etkiliyor? Moleküler düzeyde açıklayın.

  10. Öğrenci gözlemlerinin tartışılması

    Öğrencilere Sorun:

    Üstteki bardakların hangisinde daha çok su vardır?
    Üzerinde buz olan bardakta daha çok su toplanmış.
    Sizce neden buz olan bardakta buzsuz bardaktakinden daha fazla su toplanmıştır?
    Su buharı buz tarafında soğutulduğunda, su molekülleri buzsuz bardaktakine göre daha fazla yavaşlamıştır. Bu onların birbirlerini çekerek bir araya gelmesini ve böylece sıvı suyun oluşmasını sağlamıştır.
    Su buharı soğutulduğunda yoğunlaşma hızı artar mı?
    Evet
    Cevabınızı yaptığınız deneyle nasıl kanıtlayabilirsiniz?
    Buzun olduğu bardakta daha büyük su damlalarının oluşması, yoğunlaşmanın daha büyük miktarlarda oluştuğunu gösterir. Çünkü her iki bardakta da aynı oranda su birikmektedir. Daha fazla su damlasının birikmesi yoğunlaşmanın daha hızlı gerçekleştiğini gösterir.

  11. Yoğunlaşma örnekleriyle moleküler düzeyde yoğunlaşmanın açıklanması.

    Öğrencilere Sorun:

    Soğuk pencerenin sislenmesi
    Nefes verdiğimizde, nefesimizde su buharı vardır. Kışın soğuk pencereye nefes verdiğimizde, pencerede küçük minik nem damlacıkları veya “sis” oluşur. Su buharı molekülleriyle soğuk pencere arasındaki etkileşim nasıldır?
    Nefesimizdeki su buharı, soğuk pencereye enerji aktararak yavaşlar. Yavaş hareket eden su buharı arasındaki çekim, onları bir araya getirir ve küçük sıvı su damlaları şeklini alırlar.
    Soğuk havadaki sıcak nefes
    Kışın nefes verdiğimizde, küçük su damlacıklarından oluşan bir “duman” sis görüyoruz. Su buharı molekülleriyle soğuk hava arasındaki etkileşim nasıldır?
    Nefesinizdeki su buharı dışarıdaki havadan daha sıcaktır. Su buharı molekülleri soğuk havaya enerji aktarır. Bu su buharı moleküllerini yavaşlatır. Yavaş hareket eden su buharı arasındaki çekim, onları bir araya getirir ve küçük sıvı su damlaları şeklini alırlar.

  12. Öğrencilere buharlaşma ve yoğunlaşmanın doğada su döngüsü olarak gerçekleştiğinin açıklanması

    Görüntü yansıtma (Su Döngüsü)

    Yeryüzünde yaygın olarak buharlaşma ve yoğunlaşma sonuçlarını görebiliriz. Havadaki su buharı (nem), bulutlar ve yağmur, buharlaşma ve yoğunlaşmanın bir sonucudur. Su döngüsü evreleri olan buharlaşma ve yoğunlaşma süresinde su moleküllerine ne olur?

    Güneşten gelen enerji karadaki ve okyanustaki suyun buharlaşmasını hızlandırır. Su buharı havaya doğru yükseldikçe, havanın etkisiyle soğur ve yoğunlaşarak bulutları oluşturur. Bulutlardaki küçük su damlaları havada bir araya toplanır. Su damlaları yeterli ağırlığa geldiği zaman, yeryüzüne yağmur (dolu veya kar) olarak iner. Yağmur toprağa ve su yüzeyine düşer, güneşten gelen enerjiyle tekrar buharlaşarak “su döngüsünü” oluşur.

  13. DERİNLEŞTİRME - EXTEND

    Havadaki su buharı miktarının yoğunlaşma oranını etkilediği düşüncesinin açıklanması

    Öğrencilere Teraryumu (terrarium) bilip bilmediklerini sorun. Teraryumu öğrencilerinize anlatın: Teraryum, içinde bitki ve yosunlar bulunan kapalı bir kaptır, içerisindeki su sürekli buharlaşır ve yoğunlaşır. Ev ortamında bitki, hayvan ve sürüngen beslemek için idealdir. İlkinde, buharlaşma oranı yoğunlaşma oranından fazladır. Ancak kap içindeki su moleküllerinin derişimi artıkça, yoğunlaşma oranı da artar. Sonunda buharlaşma oranı yoğunlaşma oranına eşitlenir ve su molekülleri gaz ve sıvı arasında gidip gelir.

    Bu dersin sonunda öğretmen arkaplan ekinde buharlaşma ve yoğunlaşma eşitliği hakkında daha fazla bilgi bulabilirsiniz.

    Animasyon gösterimi (Buharlaşma & Yoğunlaşma)
    Öğrencilere açıklayın: Su molekülleri aynı anda buharlaşabilir ve yoğunlaşabilir. Bu animasyonda, su moleküllerinin buharlaşma hızının artmasıyla yoğunlaşma hızı da artmaktadır. Sürecin devam etmesi halinde buharlaşma ve yoğunlaşma hızı eşit olacaktır.

    Yani, sadece sıcaklık yoğunlaşmayı etkileyen bir faktör değildir. Havadaki su moleküllerinin derişimi (konsantrasyonu) de önemli bir faktördür. Hava (nem) içindeki su moleküllerinin konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, yoğunlaşma oranı da o kadar yüksek olacaktır.

    Giysilerin nemli bir havada yavaş kurumasının nedeni de budur. Havadaki yüksek su buharı konsantrasyonu elbiselerde yoğunlaşmaya sebep olur. Yani buharlaşma olsa bile, yoğunlaşan su buharı kurutmayı yavaşlatır.

  14. Rüzgârda eşyaların daha çabuk kuruduğunun kanıtlanması için bir deney yapılması

    Öğrencilere açıklayın: Yıkanan eşyalarımızdaki su buharlaştığında, su buharının bir kısmı eşyalar üzerinde geri yoğunlaşır ve eşyalar çabuk kurumaz. Eğer eşyaları salladığımızda (rüzgâr gibi) eşyalar üzerindeki yoğunlaşma az olacaktır ve eşyalar çabuk kuruyacaktır.

    Öğrencilere sorun:

    • Eğer bir kâğıt havluyu ıslatıp salladığımızda, kâğıt havlunun çabuk kuruyup kurumadığını görmek için nasıl bir deney yapabiliriz?

    Öğrencilerin önerilerini dinleyerek değişkenleri ve kontrolü belirlediklerinden emin olun. Kâğıtta, hava hariç her durum aynı olmalıdır. Kâğıda üflemek iyi bir fikir değildir, çünkü çevredeki sıcaklıktan farklı bir sıcaklık olabilir ve üstelik su buharı (nem) bulundurabilir. Yani deneyi etkileyecek iki değişken vardır. En iyi yol, kâğıt havluların birisini birkaç dakika havada sallamak ve öteki havluyu da birisinin veya bir bant yardımıyla havada serbestçe asılı tutturmak.

    Malzemeler

    • 2 kahverengi kâğıt havlu parçası
    • Su
    • Damlalık

    Uygulama

    1. Her iki kâğıt havlu parçasına bir damla su damlatın.
    2. Grup arkadaşınız havlulardan birini serbestçe tutarken, öteki kâğıt havluyu siz havada dalgalandırın.
    3. Yaklaşık 30 saniye sonra havluları karşılaştırın. Kuruluk ve ıslaklık arasında bir fark görebiliyor musunuz?
    4. Eğer kâğıt havlulardaki ıslak noktalar arasında bir fark göremiyorsanız 3. adımı tekrar uygulayın.

    Beklenen Sonuçlar

    Daha fazla hareket eden havlu asılı duran havludan daha hızlı kurumalıdır. Asılı duran havluda geri yoğunlaşma olduğu için biraz daha nem vardır. Bu kuruma sürecini yavaşlatır. Dalgalandırılmış kâğıt havluda geri yoğunlaşma ve nem olmadığı için daha çabuk kurur.

  15. EK DEĞERLENDİRME – EXTRA EXTEND

    Suyu arıtmak için buharlaşma ve yoğunlaşma olaylarının kullanılması

    Buharlaştırma ve yoğunlaştırma suyu saflaştırmak için kullanılır. Renkli suyun buharlaştırılıp ve sonra yoğunlaştırılmasıyla ne olabileceğini düşünün.

    Araştırma sorusu

    Eğer boyalı bir suyu buharlaştırıp yoğunlaştırırsak, üretilen su içinde herhangi bir renk oluşur mu?

    Her grup için malzemeler

    • 1 kısa geniş ağızlı şeffaf bardak
    • 1 uzun dar ağızlı şeffaf plastik bardak
    • Sıcak su
    • Gıda boyası
    • Buz parçaları
    • Beyaz peçete veya kâğıt havlu

    Uygulama

    1. Kısa plastik bardağın yarısına kadar ⅔ kadar sıcak su doldurun.
    2. Bir damla gıda boyası damlatın, dağılana kadar karıştırın.

    3. Uzun plastik bardağı ters çevirerek, alttaki bardağa yerleştirin. Yoğunlaşmanın çabuk olması için buz parçalarını üstteki bardağa yerleştirin.

      bardağın üzerindeki buz
    4. Su buharı için 1–3 dakika bekleyin. Üstteki bardakta sıvı su birikecektir.
    5. Beyaz peçete veya havlu kullanarak üst bardağın içinde hiç renk oluşmuş mu diye silerek kontrol edin.

    Beklenen sonuçlar

    Üstteki bardakta su renksiz olacaktır. Renk alt bardakta kalacaktır.

    Öğrencilere açıklayın: Suda çözünmüş boya suyun rengini değiştirmiştir, su molekülleri buharlaştığında boya ve öteki su moleküllerinden koparak havaya karışır. Havada buzun etkisiyle hızları azalır ve üstteki bardağın iç yüzeylerinde toplanmaya başlarlar. Üst bardakta toplanan su boya içermeyen temiz saf sudur. Bu işlemin damıtma “destilasyon” diyoruz. Damıtmada, su içinde çözünmüş maddeler buharlaştırma ve yoğunlaştırma yöntemiyle saflaştırılabilir.