Hâl değişimi

Hal değişimi, bir maddenin moleküller arası potansiyel enerjisinin ısı alarak ya da vererek değişmesi sonucu meydana gelen olay.
Madde, genel olarak 4 haldedir:
Katı Madde
Sıvı
Gaz
Plazma
Bunun dışında, madde farklı hallerde de bulunabilir. Bu farklı halleriyle birlikte madde evrende (alt dallanmalarıyla birlikte) 20 farklı halde bulunabilir. Ancak maddenin bu halleri doğal olarak bulunamaz. Deney ortamında denenebilir veya uzaydaki varlığı saptanabilir.
Maddeler ısı etkisi ile hal değiştirebilirler. Su yeterince soğuduğunda donar, buz halini alır. Buz suyun katı halidir. Çeşmeden akan su, dereler, göller ve denizler suyun sıvı haline örnektir. Kaynamakta olan çaydanlıktaki sudan çıkan su buharı ise suyun gaz halidir. Dondurma ve çikolata sıcağın etkisi ile erimeye başlar.
Maddeler hal değişimi sırasında çevreden ısı alır ya da çevreye ısı verirler. Çevreden ısı alarak katı halden sıvı hale geçmeye erime, sıvı halden gaz hale geçmeye ise buharlaşma adı verilir.
Çevreye ısı vererek gaz halden sıvı hale geçmeye yoğunlaşma, sıvı halden katı hale geçmeye ise donma adı verilir.
Gaz haldeki su buharının ani sıcaklık değişiminin etkisiyle çevresine ısı verip sıvı hale geçmeden direkt katı hale geçmesine kırağılaşma, katı haldeki maddenin ise çevreden ısı alıp sıvı hale geçmeden direkt gaz hale geçmesine de süblimleşme denir.
Erime ve donma
Katı maddenin ısı alarak sıvı hale gelmesine erime denir. Erime ve donma birbirinin tersidir. Katı haldeki çikolatayı ısı etkisi ile eritip kalıplara döktüğümüzde çikolata ısı kaybeder, donar ve tekrar katı hale gelir.
Buharlaşma ve yoğunlaşma
Sıvı bir maddenin ısı etkisiyle gaz haline gelmesine buharlaşma denir. Çaydanlıkta kaynayan sudan çıkan buhar suyun gaz haline iyi bir örnektir. Gaz halindeki bir maddenin ısı kaybederek tekrar sıvı hale gelmesine ise yoğunlaşma denir. Çaydanlıktan çıkan su buharına soğuk tencere kapağını tuttuğumuzda su buharı tencere buharında ısı kaybeder ve su damlacıkları oluşur.
Buharlaşma ve kaynama ilişkisi
Buharlaşma her sıcaklıkta ve sıvının sadece yüzeyinde gerçekleşen bir hal değişimi olayıdır. Buharlaşma hızı sıcaklığa bağlı olduğundan sıcaklık arttıkça buharlaşma hızı da artar. Buharlaşmanın en yoğun ve hızlı gerçekleştiği anda ise kaynama başlar. Kaynama sadece belirli sıcaklıklarda, sıvının iç basıncı, dış basınca eşitlendiğinde başlar ve sıvının her tarafında gözlemlenir.
İyonizasyon ve Deiyonizasyon
Gaz maddenin ısı alarak plazma hale geçmesine iyonizasyon denir.
Deiyonizasyon ise plazma ısı vererek gaz hale geçmesine denir.
Doğada su döngüsünün sebepleri
Yeryüzündeki sular yerle gök arasında durmadan devam eden bir döngü içindedir. Bunun nedeni suyun halden hale geçmesidir. Güneşin etkisiyle buharlaşan su gökyüzünde bulutları oluşturur. Bulutlar çok küçük su damlacıklarından oluşur. Soğuk bir hava tabakasına rastlayınca ısı kaybettikleri için bulutlardan yoğunlaşma çoğalır. Yoğunlaşmayla ağırlaşan su damlacıkları yeryüzüne doğru düşmeye başlar. Buna yağmur denir. Bazen soğuk hava tabakası buluttaki su damlacıklarını doldurur. Bu durum kar yağmasına neden olur. Dolu ise yağmur damlalarının daha soğuk bir hava tabakasına rastlayarak donması sonucu oluşur. Yeryüzüne yağışlarla tekrar dönen su yine Güneş'in etkisiyle buharlaşarak gökyüzüne yükselir. Böylece yeryüzündeki su, dengesi sürekli olarak korunmuş olur.