Hal Değişimi, Katı sıvı ve gaz halinde bulunan maddelerin bir halden başka bir hale geçmesine hal değişimi denir. Saf maddelerin hal değişimi esnasında sıcaklık oranları değişime uğramaz. Maddeler ısı alarak ya da ısı vererek hal değişimi yapabilirler.
Maddenin halleri ve hal değişimi
Erime ve donma: Erime katı maddenin ısı alarak sıvı hale geçmesi durumudur. Donma ise sıvının ısı vererek katı hale geçmesidir. Hal değiştirirken maddelerin hacmi değişime uğramaz.
Erime sıcaklığı: Maddenin hal değiştirirken meydana gelen sıcaklığa erime sıcaklığı veya erime sıcaklık noktası adı verilir. Sabit atmosfer basıncından her maddenin erime sıcaklığı farklıdır. Bu nedenle maddeler için erime sıcaklığı ayırt edici bir özellik olarak sayılmaz. Mesela deniz düzeyinde buz 0 ℃ erir.
Erime ve donmaya etki eden faktörler: Normal şartlarda sabit olan erime ve donma sıcaklığı maddenin saflığının ve basıncın değiştirilmesi durumunda değişir.
Basıncın erime ve donmaya etkisi: Birim yüzeye etki eden kuvvet olan basınç, maddenin moleküllerini bir arada tutar ve dağılmasının önlemede etkilidir.Basınç oranının artması erimeyi zorlaştırması nedeniyle erirken hacmi artan maddelerin erime noktası yükselir. Basınç oranının düşmesi ise erime noktasını azaltır.
Safsızlığın erime ve donmaya etkisi: Saf olmayan maddelerin saf maddelere oranla erime ve donma sıcaklığı farklıdır. Örneğin arabaların soğutucularının içine antifiriz koyulması, suyun donma noktasını düşürür. Kışın 0 ℃ nin altında olan hava sıcaklığında yollara dökülen tuz buzun erime noktasına azaltır.
Kaynama buharlaşma ve süblimleşme: Bir kaba koyulan sıvı ısıtıldığında sıcaklığı artar ve bu durumda da buharlaşma artar. Sıvının sıcaklığının artması ile oluşan buhar basıncı sıvıya etki eden basınçla eşit durumda olduğunda sıvı kaynar. Kaynama esnasında sıvının sıcaklığı değişmez. Bütün sıvı maddelerin atmosfer basıncı altında, sıvı halden gaz hale geçtiği belli sıcaklık değerleri vardır. Bu sıcaklık değerleri kaynama noktası adını alır ve kaynama sıcaklığı maddelerin ayırt edici özelliğidir.
Buharlaşma: Sıvı düzeyde olan buharlaşma ısı alan sıvının yüzey gerilimini ve çekim kuvvetini yener ve gaz fazına geçer. Buharlaşma her ısıda olur ve sıcaklığın yükselmesi buharlaşmayı artırır. Alçak basınç ve açık hava buharlaşmayı hızlandırır. Rüzgarlı havalarda daha fazla olan buharlaşma nedeniyle çamaşırlar daha hızlı kurur.
Buharlaşma ısısı: Kaynama noktasına ulaşan 1 gram sıvının aynı sıcaklıkta gaz haline dönüşmesi için gerekli olan ısı buharlaşma ısısı adını alır. Buharlaşma maddelerin ayırt edici özelliğidir.
Gaz halinde olan bir maddenin ısı alarak sıvı hale geçmesi ise yoğunlaşma adını alır. Yoğunlaşma kaynamanın tam tersi bir durumdur. Bu nedenle bir maddenin kaynama ve yoğunlaşma sıcaklığı birbirine eşittir. Dolayısıyla buharlaşma ve yoğunlaşma ısısı da birbirine eşittir.
Kaynama ve yoğunlaşmaya etki eden faktörler:
Maddenin saflığının farklılaştırılması ve basınç kaynama sıcaklığını değiştirir. Kaynamanın olması için atmosfer basıncı ile buhar basıncı eşit olmalıdır. Yüksek atmosfer basıncında ağzı açık kapta bulunan sıvının kaynaması uzun sürer. Alçak atmosfer basıncında ise kaynama kısa sürer. Yani sıvı düşük sıcaklıkta daha çabuk kaynar. Saf bulunan sıvının içerisine katılan değişik maddeler sıvıyı bozar ve saflığı yok olan sıvıların kaynama noktası değişiklik gösterir. Mesela saf su içerisine tuz atılırsa suyun kaynama noktası artar.
Süblimleşme: Birtakım katı maddeler ısı verildiğinde sıvı hale geçmeyerek direk gaz haline geçer. Bu durum süblimleşme adını alır. Naftalin, ernet gibi birtakım koku yayan maddelerin yaydığı kokunun zaman içerisinde azaldığı fark edilir. Ancak sıvı hale dönüştüğü görülmemektedir. Bu maddelerde süblimleşme meydana gelir.
