05 Kasım 2008 18:06 · Spinoza · 0 fav
· Etiketler
eğitim
,
fen bilimleri
,
fizik
,
fizik testleri
,
kimya
,
kimya dersi testleri
,
çözümlü sorular
,
ısı ve sıcaklık
,
ısı ve sıcaklık nedir
Isı Ve Sıcaklik
Maddeye dışarıdan ısı verilir yada alınırsa maddenin sıcaklığı değişir. Dışarıdan ısı alan maddenin Kinetik Enerjisi dolayısıyla taneciklerinin titreşim hızı artar. Tanecikleri bir arada tutan kuvvetler yenilerek birbirinden uzaklaşmaya başlar. Buna genleşme denir.
Maddenin ısı kaybetmesi durumunda taneciklerinin Kinetik Enerjisi azalır. Madde soğur ve tanecikler birbirine yaklaşır.
Sıcak bir cisim ile soğuk bir cisim birbirine değdirildiğinde aralarında ısı alışverişi yaparak ısısal dengeye ulaşırlar ve sonunda karalı bir durumda kalırlar.
Isı ve Sıcaklık
Isı : Maddeleri oluşturan molekül ve atomların hareket veya Kinetik ve Potansiyel enerjilerinin toplamına ısı denir.
Isı Q ile gösterilir. Isı bir enerji şeklidir. Isı birimi kalori (cal. ) veya Joule (J) dir.
1 Cal = 4,18 J veya 1j=0,24 Cal. 1kCal = 1000Cal
KaloriS. AKÇAY : Bir gram saf suyun sıcaklığını 1 atm basınç altında 1oC ( 14,5 oC den 15,5 oC ye ) yükselten ısı
miktarıdır.
Sıcaklık : Bir maddenin yapısındaki molekül veya atomların ortalama Kinetik enerjilerinin ölçümüne
sıcaklık denir.
Sıcaklık t veya T ile gösterilir. Sıcaklık termometre ile ölçülür. Bazı termometreler şunlardır : Celsius (oC) , Fahrenheit ( oF ) Kelvin ( oK ) ve Reomor ( oR ) gibi.
Termometreler
Bu termometreler arasındaki bağıntılar :
C = K-273 =F-32 = R = X - X1
100 100 180 80 X2 –X1
Celsius ve Kelvin Termometreler Arası Dönüştürme
K = C + 273
Örnek : 50 oC kaç oK dir ? Çözüm : K=C + 273 =50 + 273 =323
Örnek : 300 oK kaç oC dir ? Çözüm : C=K – 273 =300 – 273 =27
0oK veya -273 oC ye Mutlak Sıfır denir.
Celsius ve Fahrenheit Termometreler Arası Dönüştürme
C = F - 32 veya kısaca F = 1,8 . C + 32
100 180
Örnek : 50 oF kaç oC dir.?
Çözüm :
C = F – 32 C = 50 – 32 C = 18 C = 1800 C = 10
100 180 100 180 100 180 180
Veya kısaca 50 = 1,8 . C + 32 den 50 – 32 = 1,8 . C 18 / 1,8 = C den C = 10 olur.
Örnek : 20 oC kaç oF dir.
Çözüm :
C = F – 32 20 = F – 32 3600 = 100 . ( F – 32 ) 36 = F – 32 den
100 180 100 180 F = 68
Veya kısaca F = 1,8 . C + 32 = 1,8 . 20 + 32 = 36 + 32 = 68 F = 68 olur.
Celsius ve Herhangi bir X Termometresi Arasında Dönüşüm
C = X – X1
100 X2 – X2
Örnek : Herhangi bir X termometresinde su 50 oX de donmakta ve 250 oX de kaynamaktadır. Buna göre
150 oX kaç oC dir.
Çözüm :
C = X – X1 C = 150 – 50 C = 100 C = 10000 / 200= 50
100 X2 – X2 100 250 – 50 100 200
Örnek : Bir X termometresinde su 100 oX de donmakta ve 400 oX de kaynamaktadır. Buna göre 60 o C kaç oX
dir.
Çözüm :
C = X – X1 60 = X – 100 60 = X – 100
100 X2 – X2 100 400 – 100 100 300
60 . 300= 100( X – 100 ) 180= X – 100 den 180 + 100 =X ve X =280 olur.
Örnek : 50 oF kaç oK dir ?
Çözüm :
K-273 = F-32 K-273 = 50- 32 K-273 = 18 K-273 = 1800
100 180 100 180 100 180 180
K – 273 = 10 K = 10 + 273 K = 283
Örnek : 50oF kaç Reomor dur.
Çözüm :
F – 32 = R 50 - 32 = R 18/ 180 = R / 80 R= 8
180 80 180 80
Isı Miktarı Ve Ölçülmesi
Aynı miktar ısı eşit kütleli farklı maddelere verildiğinde sıcaklıklarındaki değişmeler farklı olur. Isı miktarının ölçülmesinde Kalorimetre Kabı kullanılır.
Öz Isı ( c ) S. AKÇAY: Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1oC yükseltmek için gerekli ısı miktarına öz ısı veya Isınma ısısı denir.
Öz ısı c ile gösterilir. Öz ısı birimi Cal. / g.oC dir. Öz ısı ile kütlenin çarpımına (m . c ) Isı Sığası veya Isı kapasitesi denir. Isı sığası ayırt edici özellik değildir. Öz ısı maddeler için ayırt edici özelliktir.
Maddeler birbirine dokundurulduğunda ve karıştırıldığında aralarında ısı alışverişi olur. Sıcaklığı yüksek olan madde sıcaklığı düşük olan maddeye ısı verir. Isı alışverişi maddelerin sıcaklığı eşit oluncaya kadar sürer. Bu sıcaklığa denge sıcaklığı denir.
NOT : Isı alışverişinde cisimlerden birinin aldığı ısı miktarı diğer cismin verdiği ısı miktarına eşittir.
Alınan ısı = Verilen ısı QAlınan = QVerilen
Sıcaklık Değişmelerinde Isı formülü
Q = m . c . Δt Δt = t2 – t1 Q = ısı m= kütle c = öz ısı Δt = sıcaklık farkı
Örnek : 100 gram cıvanın sıcaklığını 20 oC den 30 oC ye çıkarmak için ne kadar ısı gerekir. ( ccıva = 0,033 )
Çözüm :
Q = m . c . Δt =100 . 0,033 . (30 – 20) =3,3 . 10 = 33 cal.
Örnek : 10 gr suyun sıcaklığını 30 oC den 50 oC ye çıkarmak için (csu =1 )
a ) Kaç kalori ısı gerekir.
b ) Kaç Joule ısı gerekir. ( 1J = 4,18 Cal )
Çözüm :
a) Q = m . c . Δt =10 . 1 . (50 – 30 ) = 10 . 20 = 200 cal.
b) 1 cal. 4,18 J ise X =200 . 4,18 = 836 J
200 cal X J’dir
Örnek : 20 gram buzun sıcaklığını - 70ºC den - 20ºC ye çıkarmak için ne kadar ısı gerekir. ( cbuz = 0,5 )
Çözüm :
Q =m . c . Δt = 20 . 0,5 . [ -20 – ( - 70 ) ] =10 . ( - 20 + 70 ) =10 . 50 =500 Cal.
Örnek : 90oC deki 30 gram su ile 10 gr soğuk su karıştırıldığında karışımın son sıcaklığı
72,5oC olduğuna göre soğuk suyun karışımdan önceki sıcaklığı kaç oC dir. (csu = 1)
Çözüm :
Alınan ısı = Verilen ısı QAlınan = QVerilen
m1 . csu . ( t – t1 ) =m2 . csu . ( t2 – t )
10. 1 . ( 72,5 – t1 ) =30 . 1 . ( 90 – 72,5 )
10 . ( 72,5 – t1 ) =30 . 17,5
725 – 10 . t1 =525 725 – 525 = 10 . t1 t1 =200 / 10 = 20oC
Isının Yayılması
1-İletim Yolu ile Yayılma : Isının madde içinden fakat onun hareketi ile ilgili olmadan yayılmasıdır. Katılarda moleküller birbirlerine çok yakın olduklarından sıvılara göre daha iyi iletkendir. Gaz molekülleri birbirlerinden çok uzakta olduklarından iletim yolu ile ısıyı iyi iletmezler.
2- Madde Taşınması ( Konveksiyon ) ile Yayılma : Isının harekette bulunan madde parçacıkları ile yayılmasıdır. Gaz molekülleri çok hareketli olduğundan ısıyı taşıyarak yayarlar.
3- Işıma ( Radyasyon ) ile yayılma : Isının arada herhangi bir madde olmaksızın yayılmasıdır. Ör: Güneş enerjisi
Erime ve Donma
Isı etkisi ile maddenin fiziksel yapısında değişiklikler oluşur. Bir maddenin katı , sıvı veya gaz fazında yada durumunda oluşuna o maddenin hali denir. Bir halden diğer bir hale geçmesine de hal değiştirme denir.
Erime : Katı bir maddenin ısı alarak sıvı hale geçmesine erime denir.
Donma : Sıvı bir maddenin ısı vererek katı hale geçmesine donma veya katılaşma denir.
Erime Sıcaklığı : Katı bir maddenin sıvı hale geçtiği sıcaklık derecesine erime noktası veya erime sıcaklığı denir. Ör : buz 0ºC erir.
Saf bir maddenin sabit basınç altında belli bir erime sıcaklığı vardır. Aynı maddenin erime ve donma sıcaklıkları aynıdır.Erime ve donma süresince sıcaklık sabit kalır. Erime ve donma sıcaklığı madde miktarına bağlı değildir. Erime veya donma noktası maddeler için ayırt edici özelliktir.
Endotermik : Dışarıdan ısı alarak gerçekleşen olaylara denir.
Ekzotermik : Dışarıya ısı vererek gerçekleşen olaylara denir.
Erime Isısı ( Le ) : Erime sıcaklığındaki katı bir maddenin birim kütlesinin ( 1 gr ) sıvı hale geçmesi için gereken ısı miktarıdır.
Erime ısısı Le ile gösterilir. Birimi Cal / g dır. Q = m . Le
Örnek : Erime sıcaklığındaki 10 g buzun tamamen erimesi için ne kadar ısı gerekir. ( Le( buz ) = 80 cal./g.C)
Çözüm :
Q = m . Le = 10 . 80 = 800 cal.
Kaynama , Buharlaşma ve Süblimleşme
Buharlaşma : Sıvı bir maddenin ısı alarak gaz haline geçmesine buharlaşma denir.
Buharlaşma sıvının yüzeyinde gerçekleşir ve genelde her sıcaklıkta olur.
Yoğunlaşma : Gaz halindeki bir maddenin ısı vererek sıvı hale geçmesine yoğunlaşma denir.
Kaynama : Sıvı bir maddenin kabarcıklar çıkararak gaz haline geçmesine kaynama denir.
Kaynama Sıcaklığı : Her sıvının belli bir basınç altında kaynadığı sıcaklığa kaynama noktası veya kaynama sıcaklığı denir. Ör : Su 100ºC de kaynar.
Kaynama sıcaklığı maddeler için ayırt edici özelliktir. Saf bir sıvı belli bir basınçta belirli bir sıcaklıkta kaynar.Sıvının kaynaması süresince sıcaklık sabit kalır. Kaynama sıcaklığındaki sıvının buhar basıncı sıvı üzerine etkiyen dış basınca eşittir.
Buharlaşma Isısı ( Lb ) : Kaynama sıcaklığındaki bir sıvının birim kütlesinin (1 g) tamamen gaz haline geçmesi için gereken ısıya buharlaşma ısısı denir.
Buharlaşma ısısı Lb ile gösterilir. Birimi Cal / g dır. Q = m . Lb
Örnek :Kaynama sıcaklığındaki 10 g suyun tamamen gaz haline geçmesi için ne kadar ısı gerekir. (Lb(buhar)=540)
Çözüm :
Q = m . Lb = 10 . 540 =5400 cal.
Suyun Sıcaklık-Zaman grafiği görülmektedir.
Erime ve buharlaşma ısılarına hal değiştirme ısısı denir. Hal değiştirme ısıları ayırt edici özelliktir. Erime ve kaynama noktaları maddelerin türüne , saf yada karışım halinde olmasına ortamın açık hava basıncına bağlıdır. Saf maddelerin erime ve kaynamaları süresince sıcaklık sabit kalırken karışımların erime ve kaynamaları süresince sıcaklık değişimi devam eder.
Saf sıvılar üzerine etkiyen dış basınç azaldıkça kaynama noktası düşer. Dış basınç artıkça da kaynama noktası yükselir.
Bir sıvının donma noktası üzerine etkiyen basınçla değişir. Donma sırasında büzülen veya sıkışan sıvılar için basıncın artması donma noktasını yükseltir. Su gibi donma sırasında genleşen sıvılar için basıncın artması donma noktasını düşürür.
Buharlaşan su üzerinde hava vardır. Havada bulunan gazların molekülleri su üzerine basınç yapar. Bu arada suyun buharlaşarak gaz haline geçen molekülleri de hava ile birlikte sıvı üzerine azda olsa basınç yapar.
Buhar Basıncı : gaz halinde bulunan su moleküllerinin su üzerine yaptığı basınca buhar basıncı denir.
Açık Hava Basıncı : Hava tabakasını yaptığı basınca açık hava basıncı denir.
Süblimleşme : Katı bir maddenin sıvı hale geçmeksizin doğrudan doğruya gaz haline geçmesine süblimleşme denir. Ör : naftalin.
ÖRNEKLER
Örnek1S. AKÇAY : - 50ºC deki 10 gr buzun sıcaklığını 70ºC ye çıkarmak için ne kadar ısı gerekir. ( cbuz =0,5 cal / g.ºC
csu=1 cal / g.ºC Le(buz) =80 cal/g )
Çözüm :
Q1=m. cbuz . Δt =10. 0,5 .[ 0 – (- 50 )] =5. 50 =250 cal
( -50 ve 0ºC için sıcaklık değişimi )
Q2 = m. Le =10 . 80 =800 cal (0ºC de hal değişimi)
Q3 = m. csu . Δt =10.1. (70 – 0) =10. 70 =700 cal.
( 0ºC ve 70ºC için sıcaklık değişimi )
toplam ısı = QT
QT = Q1 + Q2 + Q3 = 250 + 800 + 700 = 1750 cal.
Örnek2 : 60ºC deki 10 g suyun sıcaklığını 130ºC ye çıkarmak için ne kadar ısı gerekir. ( csu =1 cal /g .ºC
cbuhar=0,46 0,5 cal /g .ºC Lb(buhar) = 540 cal / g )
Çözüm :
Q1 =m. csu . Δt=10. 1. (100 – 60) =400cal (sıcaklık değişimi)
Q2 =m.Lb(buhar) =10. 540=5400cal (Hal değişimi )
Q3=m.cbuhar . Δt=10. 0,5 . (130 – 100) =5 . 30 =150 cal.
(Sıcaklık değişimi )
Toplam ısı = QT
QT = Q1 + Q2 + Q3 =400 + 5400 + 150 = 5950 kalori
Örnek3 : -50ºC deki 10 g buzun sıcaklığını 130ºC ye çıkarmak için ne kadar ısı gerekir. (cbuz =0,5 cal / g.ºC
Le(buz) =80 cal/g csu=1 cal / g.ºC cbuhar=0,46 0,5 cal /g .ºC Lb(buhar) = 540 cal / g )
Çözüm :
1) -50ºC 0ºC buz için sıcaklık değişimi
2) 0ºC de hal değişimi katıdan sıvıya
3) 0ºC den 100ºC ye sıcaklık değişimi
4) 100ºC de hal değişimi sıvıdan gaz haline
5) 100ºC den 130ºC ye sıcaklık değişimi
Q1 = m. cbuz . Δt = 10 . 0,5 . [ 0 – ( - 50 )] = 5 . 50 = 250 kalori
Q2 = m . Le (buz ) = 10 . 80 = 800 kalori
Q3 = m . csu . Δt = 10 . 1 . ( 100 – 0 ) = 10 . 100 =1000 kalori
Q4 = m . Lb (buhar ) = 10 . 540 = 5400 kalori
Q5 = m.cbuhar . Δt = 10 . 0,5. ( 130 – 100 ) = 5 . 30 = 150 kalori
QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 250 + 800 + 1000 + 5400 + 150 = 7600 kalori
Örnek4 : Erime sıcaklığındaki (0ºC deki ) buz parçası 80ºC deki 220 gr su içine bırakılıyor. Buz tamamen
eriyince denge sıcaklığı 30ºC olarak ölçüldüğüne göre başlangıçtaki buzun kütlesi kaç gramdır.
( Le(buz) =80 cal/g csu=1 cal / g.ºC )
Çözüm :
QAlınan = QVerilen
mbuz . Le(buz) + mbuz . csu ( 30 – 0 ) = msu . csu . ( 80 – 30 )
mbuz . 80 + mbuz . 1 . 30 = 220 . 1. 50
mbuz . 110 = 11000 mbuz = 11000 / 110 = 100 gram
Örnek5 : 300 gr demire 150 cal. ısı verildiğinde sıcaklığında ne kadar değişme olur. ( cdemir= 0,10 Cal./g .oC )
Çözüm :
Δt = Q = 150 = 150 / 30 =5oC
m . c 300.0,10
Örnek6 : 10ºC deki 5 gr su ile 80ºC deki 20 gr su karıştırılırsa karışımın son sıcaklığı karışımın son sıcaklığı
kaç ºC olur. ( csu = 1 )
Çözüm :
QAlınan = QVerilen
m1 . csu . ( t – t1 ) =m2 . csu . ( t2 – t )
5 . 1 . ( t – 10 ) = 20 . 1 . ( 80 – t )
5. t – 50 = 1600 – 20. t
5. t + 20. t =1600 + 50 25. t =1650 den t = 1650 / 25 = 66ºC
Örnek7 : A ve B gibi iki termometre şekilde görüldüğü gibi bölmelere ayrılmıştır.
a) Sıcaklık A termometresinde 70ºA olarak okunuyorsa B termometresinde kaç okunur.
b) Sıcaklık B termometresinde 0ºB olarak okunuyorsa A termometresinde kaç okunur.
Çözüm :
a) A - 50 = B – ( - 20) 70 – 50 = B + 20 20 = B + 20
100 50 100 50 100 50
50 . 20 = 100. (B + 20 ) 1000 =100. (B + 20) den B = 30 bulunur.
b) A - 50 = B – ( - 20) A – 50 = 0 – (- 20 ) A – 50 = 0 + 20
100 50 100 50 100 50
50. ( A – 50 ) = 100. 20 50. ( A – 50 ) = 2000
50. A – 2500 = 2000 50. A = 4500 A= 4500 / 50 den
A = 90 bulunur.
Örnek8 : Hangi sıcaklık derecesinde Fahrenheit termometresinde okunan sayı Celsius termometresinde okunan
sayının iki katından 10 fazla olur.
Çözüm : Celsius termometresinde okunan sayı X olursa Fahrenheitte okunan sayı 2X + 10 olur.
C = F – 32 X = (2X + 10) - 32 X = 2X – 22 100. ( 2X – 22 ) = 180. X
100 180 100 180 100 180
200. X – 2200 = 180. X 200.X – 180.X = 2200 20.X = 2200 X = 2200 / 20 = 110ºC
Örnek9 : Isınma ısısı 0,2 Cal./g.oC olan bir maddeden yapılmış 200 gramlık bir kapta ısınma ısısı 0,6 Cal./g.oC
olan bir sıvıdan 100 gram bulunmaktadır. Bu kaba 2 Kkalori ısı verildiğinde sıcaklığında ne kadar
değişme olur.
Çözüm :
Q = Qsıvı + Qkap
2000 =100. 0,6 . Δt + 200. 0,2 . Δt 2000= 60. Δt + 40. Δt 2000 =100. Δt Δt =2000/100= 20ºC
Örnek10 : Kütlesi 300 gr öz ısısı 0,3 cal /g. ºC olan 20ºC deki bir sıvı ile kütlesi 50 gr öz ısısı 1,2 cal /g.ºC
olan sıcak bir sıvı karıştırıldığında karışımın denge sıcaklığı 30ºC olduğuna göre sıcak sıvının
karışımdan önceki sıcaklığı kaç ºC dir.
Çözüm : Alınan ısı = Verilen ısı
300 . 0,3 . (30 – 20 ) = 50 . 1,2 . ( t2 – 30 )
90. 10 = 60. (t2 – 30 ) 15 = t2 – 30 15 + 45 = t2 t2 = 45oC
Örnek11 : Isıca yalıtılmış kaba bağlı musluklar birim zamanda eşit miktarda su akıtmaktadır. A musluğundan
gelen suyun sıcaklığı 60ºC , B den geleninki de 20ºC dir. İki musluk da açılarak kabın yarısı
doldurulduktan sonra A musluğu kapatılıyor. Kap tümüyle dolup içinde denge sağlanınca sıcaklık kaç ºC olur.
Çözüm : m1 = m2 = m alınsın (kabın yarısı dolunca )
Alınan ısı = Verilen ısı
m. c . (tY – tB ) = m. c. (tA - tY )
m. c . ( tY – 20 ) = m. c . ( 60 – tY ) tY – 20 = 60 – tY 2 . tY = 80 tY = 80 / 2 tY = 40ºC olur.
m1 + m2 = m3 = m olsun ( Kabın tamamı dolunca )
Alınan ısı = Verilen ısı
m3 . c. ( tT – tB ) = (m1 + m2 ) . c. (tY – tT )
m3. c . ( tT - 20 ) = (m1 + m2 ). c . ( 40 – tT ) tT – 20 = 40 – tT 2. tT = 60 tT = 60 / 2 tT = 30ºC olur.
Örnek12 : Öz ısısı 0,2 cal /g. ºC olan maddeden yapılmış 2 kg’lık bir kapta ısınma öz ısısı 0,6 cal /g. ºC olan
1,5 kg’lık bir sıvı bulunmaktadır. Kaba 26 k.Cal ısı verildiğinde sıcaklığındaki değişme ne kadar
olur ?
Çözüm :
Q = Qsıvı + Qkap
26000 = 1500 . 0,6 . Δt + 2000 . 0,2 . Δt
26000 = 900 . Δt + 400 . Δt 26000 = 1300 . Δt Δt = 26000 / 1300 = 20ºC
Örnek13 : 18ºC deki su ile 70ºC deki sıvı karıştırıldığında karışımın denge sıcaklığı 30ºC oluyor. Sıvının
öz ısısı 0,6 Cal / g.ºC olduğuna göre suyun kütlesinin sıvının kütlesine oranı nedir ?
Çözüm :
Q1 = Q2
msu . csu . ( t – tsu ) = msıvı . csıvı . ( tsıvı – t )
msu . 1 . (30 – 18 ) = msıvı . 0,6 . ( 70 – 30 )
12 . msu = 24 . msıvı msu / msıvı = 24 / 12 = 2
Örnek14 : Isı sığası 400 cal./ ºC olan bir kapta 20ºC de 600 gram su bulunmaktadır. Suyun sıcaklığını 50ºC ye
çıkarmak için kaba verilmesi gereken ısıyı bulun. ( csu =1 )
Çözüm :
Q = Qsu + Qkap
Q = 600. 1 . ( 50 – 20 ) + 400. ( 50 – 20 )
Q = 18000 + 12000 = 30000 = 3. 104 cal.
Örnek15 :
Katı bir cismin sıcaklık – ısı grafiği şekildeki gibidir. Tamamen sıvı hale dönüşen bu maddenin erime ısısı 20 cal. / g olduğuna göre öz ısısı ne kadardır.
Çözüm : 300 – 200 = 100 cal 100 = m . Le
100 = m. 20 den m = 100 / 20 = 5 gram
200 = m. c . Δt 200 = 5. c . [ 80 – ( - 20) ]
200 = 5. c . 100 c = 200 / 500 = 2 / 5 = 0,4 cal/g.ºC
Örnek16 : 10 gram suyun sıcaklığını 50oF den 140oF ye çıkarmak için ne kadar ısı gerekir.( csu = 1 Cal. /g.oC )
Çözüm :
F1 = 1,8. C1 + 32 den 50 = 1,8.C1 + 32 50 – 32 = 1,8 .C1 C1 = 18 /1,8 = 10
F2 = 1,8. C2 + 32 den 140 = 1,8. C2 + 32 140 – 32 = 1,8 . C2 C2= 108 / 1,8 = 60
t1 = 10 t2 = 60 Q = m.c . Δt =10. 1. ( 60 – 10 ) =10. 50 = 500 cal.
Örnek17 : Bir X termometresinde su 100oX de erimekte ve 20oC yi de 140oX olarak göstermektedir. Bu X termometresinde suyun kaynama noktası ne kadardır.
Çözüm :
C = X – X1 20 /100 = 140 -100 1/ 5 = 40 / X2 – 100 den X2 = 300 olur
100 X2 – X1 X2 - 100
Örnek18S. AKÇAY : Öz ısısı 0,3 Cal/g.oC olan 200 gramlık bir kabın içerisinde 0oC de 100 g buz vardır. Buzun sıcaklığını 30oC ye çıkarmak için kaba verilmesi gereken ısıyı bulun. ( cSu = 1 Le(Buz) = 80 )
Çözüm :
Q = Qkap + QSu + QHal = mkap. ckap.Δt + mSu.cSu. Δt + mbuz. Le(buz)
Q = 200.0,3. ( 30 – 0 ) + 100.1. ( 30 – 0) + 100. 80 =60. 30 + 100. 30 + 800 =12800 cal.
Örnek19 : Boş bir kabı 10oC de su akıtan A musluğu 2 dakikada doldurabiliyor. Aynı boş kabı 80oC de su akıtan B musluğu ise 8 dakikada doldurabiliyor. Her iki musluk aynı anda açılıp kap tamamen dolunca denge sıcaklığı kaç oC olur. ( dsu = 1 , csu = 1 )
Çözüm : Her iki musluk aynı anda açıldığında
1 / 2 + 1 / 8 = 1 / X 5 / 8 = 1 / X ten X = 8 / 5 dakikada doldurur.
Kabın hacmi V olsun :
A musluğu 2 dakikada V hacmini doldurursa
" " 8/5 " X " "
X = 4 / 5 V olur. yani VA = 4 / 5 V olur
B musluğu 8 dakikada V hacmini doldurursa
" " 8/5 " X " "
X = 1 / 5 V olur. VB = 1 / 5 V olur.
mA = VA . dsu = 4/5 V. 1 = 4 / 5 V
mB = VB . dsu = 1/5 V.1 = 1 / 5 V
karışımın sıcaklığı t olsun. A musluğundaki suyun sıcaklığı tA B ninkide tB olsun
Alınan ısı = Verilen ısı
mA . csu . ( t – tA ) = mB . csu . ( tB – t )
4/5 V . 1. ( t – 10 ) = 1/5 V . 1. ( 80 – t )
4 . ( t – 10 ) = 80 – t
4t – 40 = 80 – t
5t = 120 den t = 120 / 5 t = 24 oC olur.
Örnek20 : Bir X termometresinde su - 50oX de donmakta ve 150oX de ise kaynamaktadır. Bir Y termometresinde su 100oY de donmakta ve 30oX yi 220oY olarak göstermektedir. Buna göre Y termometresinde suyun kaynama sıcaklığı kaç oY dir.
Çözüm :
X – X1 = Y – Y1 30 – ( -50) = 220 – 100 80 = 120
X2 –X1 Y2 – Y1 150 – ( -50) Y2 – 100 200 Y2- 100
Y2 = 400oY olur.
18 Ağustos 2008 05:06 · Spinoza · 0 fav
· Etiketler
asit
,
element
,
kimya
,
kovalent
,
metallerin krozyonu
,
mol
,
periyodik
,
sıcaklık
,
tepkime
,
çözelti
,
ısı
1. METALLERİN KOROZYONU
Metallerin hemen hemen hepsi doğada bileşik halinde bulunurlar. Bu
bileşiklerden ilave malzeme, enerji, emek ve bilgi kullanmak suretiyle
metal veya alaşım üretilir. Üretilen metal ve alaşımların ise tekrar
kararlı durumları olan bileşik haline dönme eğilimleri yüksektir. Bu
nedenle, metaller içinde bulundukları ortamın elemanları ile reaksiyona
girerek önce iyonik duruma, sonra da ortamdaki başka elementlerle
birleşerek bileşik haline dönmeye çalışırlar. Böylece, kimyasal
değişime veya bozunuma uğrarlar. Sonuçta, metallerin fiziksel,
kimyasal, mekanik ve elektriksel özelliklerinde istenmeyen bazı
değişiklikler meydana gelir ve bu değişiklikler bazı zararlara yol
açar. Hem metal malzemelerin bozunma reaksiyonuna, hem de bu
reaksiyonun neden olduğu zarara korozyon adı verilir. Genel anlamda
ise; ortamın kimyasal ve elektrokimyasal etkilerinden dolayı metalik
malzemelerde meydana gelen hasara korozyon denir.
Korozyon, esasında metalik malzemelerin içinde bulundukları ortamla
reaksiyona girmeleri sonucunda, dışarıdan enerji vermeye gerek olmadan,
doğal olarak meydana gelir. İçinde su bulunan ortamlarda meydana gelen
korozyona "sulu ortam korozyonu" denilir. Atmosferde, toprak altında,
su içinde veya her türlü sulu kimyasal madde içerisinde meydana gelen
korozyon buna örnek olarak gösterilebilir. Yüksek sıcaklıklarda gaz
ortamlarında metalik malzemelerde meydana gelen korozyona ise "kuru
veya yüksek sıcaklık korozyonu" denir. Kazanların alevle veya sıcak
gazlarla temas eden bölgelerinde meydana gelen korozyon da bu tip
korozyona örnek olarak verilebilir.
Korozyon büyük zararlara yol açarak önemli israf kaynaklarından birini
oluşturur. Korozyon nedeniyle meydana gelen malzeme, enerji ve emek
kaybının yıllık değeri, ülkelerin gayri safi milli gelirlerinin (GSMG)
yaklaşık % 5' i düzeyindedir. Bu değer ciddi bir ekonomik kayıp
demektir. Korozyon, metalik malzeme kullanılan her alanda meydana gelen
doğal bir olaydır. Korozyon maddi kayıplardan başka, çevre kirliliğine
de yol açar. Bu nedenle, korozyon ve korozyonu önleme ilkelerinin metal
malzeme kullanan her kesim ve özellikle teknik elemanlar tarafından
bilinerek uygulanmasında büyük yararlar vardır. Korozyonu önleme
yöntemlerini doğru uygulamak suretiyle korozyon kayıpları %20 ile 40
arasında azaltılabilir.
1.2. Korozyon Hücresi
Yalnız sulu ortamdaki metallerin yüzeyinde değil, atmosfere maruz kalan
veya toprak altında bulunan metallerin yüzeyinde de her zaman su veya
değişik kalınlıkta su filmi bulunur. Hava ve onun bir bileşeni olan
oksijen gazı, atmosferle temas eden her çeşit su içerisinde belirli
oranlarda çözünür. Su içinde çözünen oksijen gazı metal yüzeyinde
redüklenerek, yani elektron alarak iyonik hale dönmeye meyleder. Eğer
redüksiyon için gerekli elektronlar metal tarafından sağlanırsa,
elektronlarını oksijene vererek oksitlenen metalin atomları sulu iyon,
haline geçer ve böylece metal kimyasal değişime uğrar.
Sulu ortamlarda elektron verme (oksidasyon) ve elektron alma
(redüksiyon) şeklinde meydana gelen reaksiyonlara "elektrokimyasal
reaksiyonlar" denilir. Su içinde, atmosferde ve toprak altında meydana
gelen bütün korozyon reaksiyonları elektrokimyasal reaksiyonlardır.
Korozyon olayı Şekil 1'de görülen korozyon hücresi yardımıyla daha iyi
açıklanabilir. Korozyonun meydana gelebilmesi için, korozyon hücresi
çevriminin kesintisiz çalışması gerekir. Yani anotdaki kimyasal değişim
sonucunda meydana gelen metal iyonlarının çözeltiye geçmesi sırasında
açığa çıkan elektronlar, elektronik iletken vasıtasıyla katoda
taşınırlar. Metallerde elektron hareketi ile elektrik akımının yönü
birbirine terstir. Akım, birim zamanda hareket eden elektronların bir
ölçüsü olduğu için aynı zamanda anotda meydana gelen kimyasal değişimin
de miktarını gösterir. Katot yüzeyinde harcanan elektronlar, oksijenin
(O2) hidroksil (OH) iyonu haline dönüşmesine neden olur. iyonların sulu
çözelti içerisindeki hareketi sayesinde anot ile katot arasında
elektrik akımı meydana gelir. Pozitif yüklü iyonlar katoda, negatif
yüklü iyonlarda anada giderler. Böylece, hücre çevrimi tamamlanmış olur.
korozyon hücresinden geçen akıma "korozyon akımı" denir. Korozyon
hücresinde anot reaksiyonunun, yani korozyon hızı ile katot
reaksiyonunun hızı birbirine eşittir. Sulu ortamda redüklenecek, yani
elektron harcayacak madde yoksa korozyon da meydana gelmez. çünkü
anotda açığa çıkan elektronlar harcanamaz. Başka bir deyişle; kotodik
olay yoksa, anodik reaksiyon yani korozyon da olmaz.
Ayrıca;
a) Anot ile katot bölgeleri arasında elektronik bağın olmaması, yani elektronların taşınamaması,
b) Anot ile çözelti veya katot ile çözelti arasındaki temasın engellenmesi veya
c) Sistemde sulu iletkenin bulunmaması durumlarında da korozyon meydana gelmez.
Korozyon hızı veya metalin çözünmesi, karşıt reaksiyonun yani
redüksiyon reaksiyonunun hızı ile orantılıdır. Çözelti içinde
redüklenecek madde miktarı düşük ise korozyon hızının artma tehlikesi
yoktur. Örneğin; deniz suyunda metallerde meydana gelen korozyon
çözünmüş oksijen oranı ile orantılıdır, dolayısıyla deniz suyundaki
korozyon hızı metalin cinsine göre pek fazla değişmez.
Korozyona neden olan en önemli katodik etken, sulu ortamda çözünmüş
oksijen gazının redüksiyonudur. Bunu hidrojen iyonunun redüksiyonu
izler. Asit ortamlarındaki hidrojen iyonu oranı, çözünmüş oksijen iyonu
oranından çok daha fazladır. Bu nedenle asidik çözeltilerdeki hidrojen
iyonu redüksiyonu önemli bir katodik olaydır. Ayrıca, sulu çözeltilerde
redüklenebilen diğer iyonlar da katodik reaksiyona neden olabilirler.
Korozyon olayında çözünmenin meydana geldiği bölge (anot) ile
redüksiyonun meydana geldiği bölge (katot) birbirinden ayrı ise metalin
yalnız anot bölgesi çözünür. Bu durumda bölgesel veya tercihi korozyon
meydana gelir. Bu tür korozyonun meydana geldiği korozyon hücresine
makrokorozyon hücresi denir. Uygulamada karşılaşılan korozyon
hücrelerinin büyük bir kısmı makrokorozyon hücresi, korozyonun şekli de
bölgesel korozyondur.
Bazı durumlarda, metal yüzeyinde atom boyutundaki bir nokta, anot veya
katot olarak davranabilir. Sonuçta, metalin yüzeyi homojen olarak
çözünür. Herhangi bir zamanda anot-katot ve diğer elemanlardan oluşan
korozyon hücresi tanımlanabilir. Bu tip korozyonun meydana geldiği
korozyon hücresine mikrokorozyon hücresi denir.
Örneğin; çinko, asit çözeltisinde bu şekilde homojen olarak çözünür.
Katot reaksiyonu; hidrojen iyonunun redüklenmesi ve hidrojen gazının
çıkışı (2H+ + 2e→ H2) şeklinde meydana gelir.
1.3. Korozyonun Meydana Gelişi
Korozyon birbiri ile elektriksel ve elektrolitik teması olan ve
aralarında potansiyel farkı oluşan iki metalik bölge veya nokta
arasında meydana gelir. Bu bölge veya noktalardan potansiyel bakımından
daha asil olanın yüzeyinde katodik reaksiyon meydana gelir, daha aktif
olan diğer bölge veya nokta ise çözünür. Potansiyel farkının oluşum
nedenleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir.
a) Metal veya alaşımın yapısal, kimyasal, mekanik veya ısıl
farklılıklar gösteren bölgeleri arasında potansiyel farkı oluşabilir.
b) Farklı iki metal veya alaşımın birbirine temas etmesi nedeniyle potansiyel farkı oluşabilir.
c) Ortamın katodik olarak redüklenebilen bileşenlerinin, metalin
değişik bölgelerinde farklı oranlarda bulunması potansiyel farkı
oluşturabilir.
Şimdi demirde korozyonun meydana gelişini açıklamaya çalışalım. Sıradan
bir demir parçası hidroklorik asit (HCl) çözeltisi içerisine
daldırıldığında hidrojen kabarcıklarının oluştuğu görülür. Demirde
bulunan enklüzyonlar, yüzey pürüzlülüğü, yerel gerilmeler, tane
yönlenmesi veya ortamda meydana gelen değişimler nedeniyle demir
parçasının yüzeyinde çok sayıda anot ve katot bölgeleri oluşur. Bu
durum, Şekil 2'de şematik olarak gösterilmektedir. Anot bölgesindeki
pozitif yüklü demir atomları parçanın yüzeyinden ayrılarak pozitif
iyonlar halinde sıvı çözeltiye geçerken, negatif yüklü elektronlar
metal (demir) içinde kalırlar. Söz konusu elektronlar, çözeltiden metal
yüzeyine ulaşan pozitif hidrojen iyonlarını karşılayarak, onları
nötürleştirirler. Nötr hale gelen bazı atomların bir araya gelmeleri
sonucunda hidrojen gazı oluşur. Bu işlem devam ettikçe, demir anot
bölgesinde oksitlenir ve korozyona uğrar. Parçanın katot olan bölgeleri
ise hidrojenle kaplanır. Çözünen metal miktarı, uygulanan gerilim ile
metalin direncine bağlı olan hareketli elektron sayısı veya akım
şiddeti ile doğru orantılıdır.
Korozyonun devam edebilmesi için anot ve katotdaki korozyon ürünlerinin
giderilmesi gerekir. Bazı durumlarda, hidrojen gazı katotda çok yavaş
birikir ve metal yüzeyinde oluşan hidrojen tabakası korozyon
reaksiyonunu yavaşlatır. Katodik polorizasyon olarak bilinen bu olay
Şekil 3'de şematik olarak gösterilmiştir. Bununla birlikte;
elektrolitte çözünen oksijen, metal yüzeyinde biriken hidrojenle
tepkimeye girerek su oluşturur ve böylece korozyonun devam etmesi
sağlanır. Demir ve su için film giderme hızı katoda temas eden suda
ç6zünmüş oksijenin etkin konsantrasyonuna bağlıdır. Sözü edilen etkin
konsantrasyon değeri; havalandırma derecesi, hareket miktarı, sıcaklık
ve çözünmüş tuzların bu1unup bulunmaması gibi etkenlere bağlıdır.
Anot ve katotda meydana gelen reaksiyon ürünlerinin zaman zaman
karşılaşıp, yeni reaksiyonlara girmeleri sonucunda gözle görülebilir
pek çok korozyon ürünü oluşabilir. Örneğin; su içerisindeki demirde
katodik reaksiyon sonucunda oluşan hidroksil iyonları elektrolit
içerisinde anoda doğru hareket ederken, ters yönde hareket eden demir
iyonlarıyla karşılaşırlar. Bu iyonlar birleşerek demir (II) hidroksit
[Fe(OH)2] oluştururlar, Şekil 4. Oluşan demir (II) hidroksit hemen
çözelti içerisindeki oksijenle birleşerek, demir pası olarak
adlandırılan demir (III) hidroksit oluşturur. Bu pas; çözeltinin
alkalitesine, oksijen oranına ve karıştırılmasına göre ya demir
yüzeyinden uzakta, ya da korozyonun daha da ilerlemesini önleyecek
uzaklıktaki bir konumda oluşur.
Demirin korozyonunda, hücre reaksiyonunu oluşturan anodik ve katodik reaksiyonlar aşağıdaki gibi yazılabilir.
Fe → Fe2+ + 4e- : Anodik reaksiyon
O2 + 2H2 0 + 4e- → 4OH- : Katodik reaksiyon
O=2 + 2 Fe + 2H2 O → 2Fe2+ + 4OH- : Hücre reaksiyonu
Hücre reaksiyonunun sol tarafında yer alan bileşenlerin enerjisi veya
serbest enerjileri toplamı (∆Gsol), sağ tarafındakilerin enerjisinden
(∆Gsağ) fazla ise reaksiyon soldan sağa kendiliğinden gelişir ve
sonuçta demir çözünerek, oksijen redüklenir. Bu olay, suyun yüksekten
alçağa veya ısının sıcaktan soğuğa doğru doğal akışına benzer biçimde
meydana gelir.
Hücre reaksiyonunun iki tarafı arasındaki enerji farkı korozyon
hücresinin enerjisini verir ve bu enerjinin değeri negatiftir. Bu
durum, aşağıda formül yardımıyla gösterilebilir.
∆Gkor = ∆Gsağ - ∆Gsol (∆Gsol > ∆Gsağ)
Enerji farkı (∆Ehücre);
şeklinde yazılabilir.
Bu bağıntıdaki n korozyon hücresinde alınıp verilen elektron sayısını gösterir, F ise Faraday sabitidir.
Korozyon hücresine ait enerjinin veya hücre potansiyelinin bir kısmı
anodik reaksiyonun, bir kısmı katodik reaksiyonun belirli bir hızla
gelişmesi için, bir bölümü de sistemin direncini yenmek için harcanır.
Sistemin direnci ne kadar yüksek ise harcanacak enerji de o kadar fazla
olur ve toplam enerjiden anodik ve katodik reaksiyonlara harcanan pay
da azalır, yani korozyon yavaşlar. Korozyon hızının bu şekilde
azaltılması, uygulamada yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.
Anodik ve katodik reaksiyonların enerji ve gerilim farkları da benzer
şekilde hesaplanabilir. Redüksiyon olarak yazılan reaksiyonların hesap
yöntemiyle bulunan potansiyel farkları en yüksek pozitiften (en asil)
en düşük negatife (en aktif) doğru sıralanarak metallerin "elektromotif
kuvvet serisi" elde edilir. Bu seride, hidrojen iyonunun redüksiyon
potansiyeli sıfır kabul edilir. Metallerin elektromotif kuvvet serisi
Tablo 1'de verilmektedir.
Söz konusu seride artı (+) yönde veya asil olan bir metalin ile eksi
(-) yönde yani bunun üstünde yer alan başka bir metalle temas etmesi
durumunda, (+) yöndeki metalin yüzeyinde redüksiyon reaksiyonu meydana
gelir ve (-) yöndeki metal ise korozyona uğrar. Ancak, teorik olarak
mümkün olan bu olay pratikte meydana gelmeyebilir. Bu nedenle
metallerin hesapla bulunan teorik potansiyelleri yerine kullanıldıkları
ortamda, örneğin deniz suyunda veya toprak altında ölçülerek bulunan
potansiyelleri sıralamaya tabi tutulur. Bu şekilde elde edilen seri ye
"galvanik seri" adı verilir. Bu seriler uygulamadaki korozyon
tahminlerinde daha gerçekçi sonuçlar verir. Tablo 2'de deniz suyu ve
toprak altında yapılan ölçümlerle elde edilmiş iki galvanik seri
verilmektedir.
Tablo 2. Galvanik Seri
A-Deniz Suyunda B- Toprak Altında
(-) Aktif : Magnezyum ( -) Aktif : Magnezyum
: Çinko : Çinko
: Alüminyum : Alüminyum
: Kadmiyum : Temiz yumuşak çelik
: Duralümin : Paslı yumuşak çelik
: Dökme demir : Dökme demir
: Yüksek nikelli dökme demir : Kurşun
: 18/8 Paslanmaz çelik (aktif) : Yumuşak çelik (betonda)
: Kurşun-kalay lehimleri : Bakır, pirinç ve bronzlar
: Kurşun : Yüksek silisli dökme demir
: Kalay : Karbon, kok, grafit
: Nikel (aktif) (+) Asil
: Prinçler
: Bakır
: Bronzlar
: Gümüş lehimi
: Nikel (pasif)
: 18/8 Paslanmaz çelik
: Gümüş
: Titanyum
: Grafit
: Altın
: Platin
(+) Asil
Not: Deniz suyunun pH değeri 8,1 - 8,3, toprağın pH değeri ise 5 - 8 arasında yer almaktadır.
2. KOROZYONUN ÖNLENMESİ
Korozyonu önlemek veya korozyondan korunmak için bir çok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden bazıları;
a) saf metal kullanımı,
b) alaşım elementi katma,
c) ısıl işlem,
d) uygun tasarım,
e) katodik koruma,
f) korozyon önleyicisi (inhibitör) kullanımı ve
g) yüzey kaplama şeklinde sıralanabilir.
Söz konusu yöntemler aşağıda, kısaca açıklanmaktadır.
Şekil 7. Pirinç malzemede meydana gelen gerilmeli korozyon çatlağının görünümü
2.1. Saf Metal Kullanımı
Çoğu uygulamalarda saf metal kullanılarak, homojen olmayan kısımlar en
aza indirilir ve böylece çukurcuk (pitting) korozyonu büyük ölçüde
engellenir. Dolayısıyla parçanın veya elemanın korozyona karşı direnci
artırılır.
2.2. Alaşım Elementi Katma
Alaşım elementi katmak suretiyle bazı metallerin korozyon direnci
artırılabilir. Örneğin, ostenitik paslanmaz çelikler 880 ile 1380 0C
arasındaki sıcaklıklardan soğutulduğunda tane sınırlarında krom
karbürler çökelir. Bu çökelme, çeliği taneler arası korozyona duyarlı
hale getirir. Bu tür korozyonu önlemek için ya karbon oranını düşürmek,
ya da karbürleri daha kararlı bir şekle dönüştürmek gerekir. Karbürleri
daha kararlı bir duruma dönüştürmek için çeliğe titanyum ve kolombiyum
katılır. Karbona karşı ilgileri yüksek olan bu elementler, yüksek
sıcaklıkta ostenit fazı içinde çözünmeyen daha kararlı karbürler
oluştururlar. Bunun sonucunda, krom ile birleşmesi için çok az karbon
kalır ve çelik stabilize edilmiş olur. Bazı alaşım elementleri
malzemenin yüzeyinde gözeneksiz oksit filmleri oluşturarak veya
oluşmasına yardım ederek malzemenin korozyon direncini arttırırlar.
Örneğin; bakır alaşımlarına katılan mangan ve alüminyum, paslanmaz
çeliğe katılan molibden ve alüminyuma katılan magnezyum bu malzemelerin
korozyon dirençlerini artırır.
2.3. Isıl İşlem
Döküm parçalarının çoğunda segregasyon meydana gelir. Bu parçalara
homojenizasyon, çözündürme veya stabilizasyon gibi ısıl işlemler
uygulamak suretiyle iç yapıları homojen hale getirilir ve böylece
korozyon dirençleri artırılır. Gerilmeli korozyona duyarlı olan metal
ve alaşımların korozyon dirençlerini artırmak için de soğuk
şekillendirmeden sonra gerilme giderme işlemleri yaygın olarak
uygulanır.
2.4. Uygun Tasarım
Parçanın korozyon ortamıyla temasını en aza indirmek için uygun tasarım
yapılmalıdır. Elektromotif seride birbirine uzak olan elementler
arasında temastan kaçınılmalıdır. Eğer bu başarılamazsa, galvanik
korozyonu önlemek için plastik veya kauçuk kullanılarak metal
malzemelerin teması önlenmelidir. şekil 8 a'da benzer olmayan
metallerin birleşmesi durumunda oluşan iki galvanik korozyon olayı
görülmektedir. Alüminyum, çeliğe göre daha anot olduğundan çelik
levhaları birleştirmek için kullanılan alüminyum perçinlerin korozyona
uğramaları beklenebilir.
Eğer alüminyum levhaları birleştirmek için çelik perçinler
kullanılırsa, alüminyum levhada oluşan galvanik korozyon perçinlerin
gevşemesine veya işlevini yapamaz hale gelmesine neden olabilir. Metal
levhalarla perçin ve cıvatanın temas ta olduğu bölgeyi, yumuşak ve
yalıtkan bir malzeme ile ayırarak teması önlemek veya temas eden
yüzeylere önce çinko kromat daha sonra alüminyum boya sürmek suretiyle
bu tür korozyon önlenebilir. Cıvata gibi birleştiricilerin temas
noktaları plastik veya metal olmayan manşon (bilezik), pul ve
sızdırmazlık rondelaları gibi parçalar ile yalıtılabilir.
. 2.5. Katodik Koruma
Katodik koruma normal olarak, elektriksel temas durumunda korozyona
uğrayan metalin galvanik seride kendisinden daha yukarıda yer alan
metal ile birleştirilmesi sonucunda sağlanır. Katodik korumada,
korozyondan korunmak istenen metal katot yapılarak galvanik bir pil
oluşturulur. Bu tür koruma sağlamak için, genelde çinko ve magnezyum
kullanılır. Bazı durumlarda bir gerilim kaynağı aracılığı ile koruyucu
akım elde edilir. Bu durumda anot karbon, grafit veya platin gibi
koruyucu malzemelerden oluşur. Yer altındaki borular, gemi gövdeleri ve
buhar kazanları gibi yapılar bu yöntemle korunurlar. Yer altındaki
boruların korunması için anotlar borudan 2,4-3,0 m uzağa gömülür.
Anotların her biri kollektör kabloya bağlanır ve bu da boru hattına
lehimlenir. Akım anotdan toprağa gönderilerek, boru hattında toplanır
ve kollektör kablo vasıtasıyla anoda geri döner.
Gemilerin katodik yöntemle korunması için dümen veya pervane bölgesinde
tekneye çinko ve magnezyum anotlar bağlanır. Ev ve endüstriyel su
ısıtıcılarında ve yüksek su tanklarında katodik koruma için yaygın
olarak magnezyum anotları kullanılır.
2.6. Korozyon Önleyicisi (İnhibitör) Kullanımı
Korozyon önleyicileri, korozif etkiyi azaltmak veya önlemek için
korozyon ortamına katılan maddelerdir. Bu maddeler çoğu durumlarda
metal yüzeyinde koruyucu bir tabaka oluşturarak korozyonu önlerler.
Otomobil radyatörlerinde kullanılan antifiriz karışımının içine veya
ısıtma sisteminde kullanılan suyun içerisine inhibitör katılır.
Örneğin; korozyon ortamına oksit yapıcı maddeler katılarak alüminyum,
krom ve mangan gibi metallerin yüzeylerinde oksit filmleri oluşturulur
ve böylece bu metallerin korozyondan korunması sağlanır.
2.7. Yüzey Kaplama
Yüzey kaplamaları; metal kaplamalar ve metal olmayan kaplamalar olmak üzere iki gruba ayrılabilir.
2.7.1. Metal Kaplamalar
Metal kaplamalar sıcak daldırma, elektrokaplama, difüzyon ve mekanik
kaplama gibi yöntemlerle yapılır. Pratikte korozyona karşı en çok çinko
ya da alüminyum kaplama kullanılır. Sıvı metale daldırma yöntemi, esas
olarak çeliğin çinko, kalay, kadmiyum, alüminyum veya kurşun ile
kaplanması için uygulanır ve bu yöntemin çok geniş uygulama alanı
vardır.
Galvanizasyon olarak bilinen çinko kaplama, daha çok çelik malzemelere
uygulanır. Atmosfere açık ortamda kullanılan çatı malzemeleri,
levhalar, tel ve tel ürünleri, çelik sacdan üretilen malzemeler,
borular, buhar kazanları ve yapı çelikleri genelde çinko kaplanır.
Çeliğin ısıya ve korozyona karşı dayanımını artırmak için de alüminyum
kaplama kullanılır. Çinko kaplama yerine bazen kadmiyum kaplama
kullanılır, ancak bu kaplama atmosfere açık ortamlarda çinko kaplama
kadar iyi sonuç vermez. Bazı makine parçalarının veya çeşitli aletlerin
korozyon ve aşınma dirençlerini artırmak ve görünümünü iyileştirmek
için de krom kaplama yapılır. Krom kaplama daha çok otomobil
parçalarına, su tesisatlarına, metal eşyalara ve çeşitli aletlere
uygulanır. Nikel kaplamalar esas olarak krom, gümüş, altın ve rodyum
kaplamaların altında bir tabaka olarak kullanılır. Nikel korozyona
karşı dayanıklıdır, ancak atmosferden etkilenerek matlaşır. Bakır
kaplama, özellikle çinko esaslı dökümlerde, nikel ve krom kaplamaların
altında kullanılır.
2.7.2. Metal Olmayan Kaplamalar
Boya ve organik maddeler içeren metal olmayan diğer kaplamalar, esas
olarak parça yüzeylerinin korunması ve görünümlerinin iyileştirilmesi
için kullanılır. Boya, malzeme yüzeyinde koruyucu bir film oluşturur ve
bu film çatlamadığı veya soyulmadığı sürece metal malzemeyi korozyondan
korur.
Metal malzemelerin içerisinde bulundukları ortamla reaksiyona girmeleri
sonucunda da yüzeylerinde toz veya oksit filmi oluşur. Bu tür filmler
de koruyucu kaplama görevi yaparlar
