Mevsimler ve İklim

Dünya'nın hareketleri hayatımızı doğrudan etkiler. Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüşü sayesinde gece-gündüz oluşur. Bu dönüş tam 24 saat sürer ve saat yönünün tersi yöndedir.

Dünya'nın ekseninde 23°27' derecelik bir eğiklik vardır. Bu eğiklik, mevsimlerin oluşmasının temel sebebidir. Dünya, Güneş etrafında 365 gün 6 saatte bir tam tur atar ve bu dolanma hareketi sırasında farklı yarım kürelerde farklı mevsimler yaşanır.

Hava olayları ve iklim birbirinden farklıdır. Hava olayları dar bir alanda ve kısa sürede gerçekleşen atmosfer olaylarıdır. Bunları etkileyen faktörler sıcaklık, yağış, rüzgâr, nem ve hava basıncıdır. İklim ise geniş bölgelerde ve uzun zaman içinde aynı kalan ortalama hava şartlarıdır.

Bunu Unutma! Hava olaylarını inceleyen bilim dalına meteoroloji, bu bilimle uğraşan kişiye meteorolog denir. İklimi inceleyen bilim dalına ise klimatoloji, bu bilimle uğraşan kişiye klimatolog denir.

Atmosferde su buharının yoğuşma yeri, farklı hava olaylarına yol açar. Gökyüzüne yakın yerde yoğuşursa yağmur, kar, dolu gibi olaylar; yeryüzüne yakın yerde yoğuşursa sis, kırağı ve çiy gibi olaylar oluşur. Bu hava olayları zamanla peri bacaları, çöl, vadi gibi ilginç yeryüzü şekillerinin oluşumunu sağlar.

DNA ve Genetik Kod

Canlıları oluşturan ve tüm özelliklerini belirleyen DNA molekülü harika bir yapıdır. DNA, çift sarmal yapıda ve kendini eşleyebilen bir moleküldür. Bir DNA'nın en küçük yapı birimi nükleotitlerdir ve bunların birleşmesiyle genler, genlerin birleşmesiyle de kromozomlar oluşur.

Nükleotitleri oluşturan yapılar fosfat, şeker ve azotlu organik bazlardır. DNA'daki organik bazlar dört çeşittir: Adenin (A), Timin (T), Guanin (G) ve Sitozin (C). A ile T, G ile C birbirleriyle eşleşir.

Mendel, bezelyelerle yaptığı deneylerle kalıtımın temel kurallarını keşfetti. Bezelyelerin kolay yetişmesi ve bir yılda çok sayıda döl vermesi onu bu bitkiyi seçmeye yönlendirdi. Mendel'in çalışmalarında öğrendiğimiz temel kavramlar:

• Genotip: Canlının sahip olduğu genetik yapı (AA, Aa, aa)
• Fenotip: Canlının dış görünüşü (A, a)
• Baskın gen: Büyük harfle gösterilen, her zaman etkisini gösteren gen (A)
• Çekinik gen: Küçük harfle gösterilen, ancak homozigot durumda etkisini gösterebilen gen (a)

Not! Canlıların kromozom sayıları aynı ya da farklı olabilir. Örneğin insan 46, eğreti otu 500, balıkgözü 46 kromozoma sahiptir. Ama canlının gelişmişliği ve vücut büyüklüğü kromozom sayısına bağlı değildir.

DNA ve genetik çalışmalar sonucu ortaya çıkan genetik mühendisliği ve biyoteknoloji sayesinde hastalıklara çözümler, tarımsal verimlilik ve daha pek çok alanda ilerlemeler sağlanmaktadır. Ancak bu alanda yapılan çalışmaların bazı olumsuz etkileri de olabilir.

Madde ve Endüstri

Periyodik tablo, elementlerin belirli özelliklerine göre düzenlendiği bir tablodur. Elementler artan proton sayılarına göre sıralanır. Tabloda yatay sıralara periyot, dikey sütunlara grup denir. Toplam 7 periyot ve 18 grup bulunur.

Elementler üç gruba ayrılır:

• Metaller: Periyodik tablonun sol tarafında yer alırlar, parlak ve ısı-elektriği iyi iletirler.
• Ametaller: Mat görünümlü, ısı ve elektriği iletmeyen elementlerdir.
• Yarı metaller: Hem metal hem de ametal özellikleri gösteren elementlerdir.

Maddelerin değişimi iki şekilde olur:

1. Fiziksel değişim: Maddenin iç yapısı değişmez, sadece dış görünüşü, şekli, fiziksel hali gibi özellikleri değişir.
2. Kimyasal değişim: Maddenin iç yapısı değişerek yeni bir madde oluşur (yanma, küflenme, paslanma gibi).

İlginç bir bilgi! Kimyasal tepkimelerde kütle, atom sayısı ve cinsi korunurken, molekül sayısı, atomlar arasındaki bağlar ve tanecik yapısı korunmaz.

Asitler ekşi tatlı, sulu çözeltilerine H+ iyonu veren, metal ve mermeri aşındıran maddelerdir. Bazlar ise acı tatlı, sulu çözeltilerine OH- iyonu veren, cam ve porseleni aşındıran maddelerdir. pH ölçeği, maddelerin asitlik ve bazlık derecesini gösterir $0-14 arası$.

Türkiye'de kimya endüstrisinde ham madde ithalatının fazla olmasının temel nedeni ham madde yetersizliğidir. Kimya sektöründe kimya mühendisi, kimyager, laborant gibi meslekler önemlidir.

Isı ve Sıcaklık

Öz ısı, 1 gram maddenin sıcaklığını 1°C artırmak için gerekli ısı miktarıdır ve her madde için farklıdır. Öz ısı (c) ile gösterilir ve birimi J/g°C'dir. Öz ısısı büyük olan madde geç ısınır ve geç soğur.

Bir maddenin aldığı veya verdiği ısı miktarı şunlara bağlıdır:

• Maddenin kütlesi
• Maddenin öz ısısı
• Sıcaklık değişimi

Isı-kütle ilişkisinde, eşit ısı verildiğinde öz ısısı az olan sıvının sıcaklık artışı daha fazla olur. Aynı sıcaklıktaki öz ısısı büyük olan maddenin içerdiği enerji daha fazladır.

Maddelerin hal değişimi sırasında bazı önemli kavramlar:

• Erime ısısı: Erime sıcaklığındaki 1 gram saf katının erimesi için gerekli ısı
• Donma ısısı: Donma sıcaklığındaki 1 gram saf sıvının donarken çevresine verdiği ısı
• Buharlaşma ısısı: Kaynama sıcaklığındaki 1 gram saf sıvının gaz hale geçmesi için gerekli ısı
• Yoğuşma ısısı: Yoğuşma sıcaklığındaki 1 gram saf gazın sıvı hale geçerken çevresine verdiği ısı

Unutma! Saf maddeler için erime sıcaklığı = donma sıcaklığı ve kaynama sıcaklığı = yoğuşma sıcaklığıdır. Bu özellikler maddeler için ayırt edici özelliklerdir.

Madde ısı alırken tanecik hızı ve tanecikler arası mesafe artar, tanecikler arası çekim kuvveti azalır. Isı verirken ise tam tersi olur.

Basit Makineler

Basit makineler, iş yapma kolaylığı sağlayan, işin yapılma hızını, uygulanan kuvvetin yönünü ve şiddetini değiştirebilen araçlardır. İşten ve enerjiden kazanç sağlamazlar.

Sabit makara, kuvvetten kazanç sağlamaz ama kuvvetin yönünü değiştirerek iş kolaylığı sağlar. F=P $Kuvvet=Yük$ olur. Hareketli makara ise kuvvetten kazanç, yoldan kayıp sağlar. F=P/2 $Kuvvet=Yük/2$ olur.

Palangalar, hareketli ve sabit makara gruplarından oluşur. Kuvvet = Yük / Yükü çeken ip sayısı şeklinde hesaplanır. Kuvvetten kazanç sağlandığı oranda yoldan kayıp vardır.

Kaldıraçlar üç tipe ayrılır:

1. Destek ortada (Çift taraflı): Makas, kerpeten örnek verilebilir.
2. Destek uçta, yük ortada (Tek taraflı): Ceviz kıracağı, el arabası örnek verilebilir. Kesinlikle kuvvetten kazanç vardır.
3. Destek uçta, kuvvet ortada (Tek taraflı): Maşa, raket örnek verilebilir. Kesinlikle kuvvetten kayıp, yoldan kazanç vardır.

Önemli Not: Kaldıraçlarda F.x = P.y bağıntısı vardır. (F: Kuvvet, x: Kuvvet kolu, P: Yük, y: Yük kolu)

Eğik düzlem, kuvvetten kazanç, yoldan kayıp sağlar. Boyu uzadıkça kuvvet kazancı artar, yüksekliği arttıkça kuvvet kazancı azalır.

Çıkrık, kuvvetin uygulandığı silindirin yarıçapı arttıkça kuvvet kazancı artar. Su kuyuları, el matkabı, kalemtıraş örnektir. F.R = P.r bağıntısı vardır (R: Kuvvetin uygulandığı silindirin yarıçapı, r: Yükün bağlı olduğu silindirin yarıçapı).

Birden fazla basit makinenin kullanıldığı sistemlere bileşik makine denir. Örneğin bisiklet; kaldıraç, çıkrık, dişli çark ve tekerlek içerir.

Enerji Dönüşümleri ve Çevre Bilimi

Bir yaşama birliğinde yer alan canlıların birbirlerini tüketmelerine göre sıralanmasıyla oluşan yapıya besin zinciri denir. Besin zincirinde canlılar üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar olarak sınıflandırılır.

Üreticiler, kendi besinini kendisi üretebilen canlılardır ve besin zincirinin ilk halkasında yer alırlar. Tüketiciler, besinini dışarıdan hazır alan canlılardır ve otçul, etçil ve hepçil olarak sınıflandırılırlar. Ayrıştırıcılar ise ölü organizmaları ve atıkları ayrıştırarak besin zincirine katkıda bulunurlar.

Fotosentez, klorofilli canlıların güneş ışığını kullanarak karbondioksit ve sudan besin ve oksijen üretmelerine denir. Bu süreçte ışık enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür. Fotosentez için karbondioksit, su, klorofil ve ışık gereklidir.

Önemli! Besin zincirinde canlılardan birinin sayısındaki artış ya da azalış, zincirdeki diğer canlıları da etkiler.

Solunum, besinlerin oksijenli ya da oksijensiz olarak parçalanıp enerji elde edilmesi sürecidir. Oksijenli solunum mitokondride, oksijensiz solunum ise sitoplazmada gerçekleşir.

Sürdürülebilir kalkınma, insan ve doğa arasında dengeyi kurarak, doğal kaynakları koruyarak gelecek nesillerin ihtiyaçlarını karşılamayı hedefleyen bir planlama yaklaşımıdır. Ülke ekonomisine katkı sağlar, atık miktarını azaltır, enerji tasarrufu sağlar ve çevre kirliliğini azaltır.

Doğada karbon, oksijen, su ve azot döngüleri vardır. Bu döngüler sayesinde maddelerin canlılar ve çevre arasında sürekli olarak dolaşımı sağlanır.

Elektrik Yükleri ve Elektrik Enerjisi

Elektrik yükleri pozitif (+) ve negatif (-) olmak üzere iki çeşittir. Bir cisimde pozitif ve negatif yüklerin sayısı eşitse, o cisim nötrdür. Pozitif yük sayısı fazlaysa cisim pozitif, negatif yük sayısı fazlaysa cisim negatif yüklüdür.

Elektrik yüklerinin birbirine etkisinde üç temel kural vardır:

• Aynı yükler birbirini iter
• Zıt yükler birbirini çeker
• Yüklü cisim nötr cismi çeker

Elektroskop, bir cismin yüklü olup olmadığını ve yüklü ise hangi tür yükle yüklü olduğunu anlamamıza yarayan alettir. Nötr elektroskobun yaprakları kapalı, yüklü elektroskobun yaprakları açık olur.

İlginç bilgi! Birbirine dokundurulan cisimlerin son yükleri kesinlikle aynı tür olur. Eğer yük miktarları eşitse her ikisi de nötr olur.

Elektriklenmede üç yöntem vardır:

1. Sürtünme ile elektriklenmede cisimler zıt yükle yüklenir. Örneğin ebonit çubuk yün kumaşa sürtüldüğünde, ebonit çubuk (-), yün kumaş (+) ile yüklenir.
2. Dokunma ile elektriklenmede birbirine dokunan cisimler aynı tür yükle yüklenir.
3. Etki ile elektriklenmede nötr bir cisme yüklü bir cisim yaklaştırıldığında, nötr cismin uçları farklı elektrik yükleri ile yüklü hale gelir.

Topraklama, yüklü cisimlerin iletken tel yardımıyla toprağa bağlanarak nötr hale getirilmesidir. Cami minarelerinde ve yüksek binalarda topraklama için paratoner kullanılır.

Elektrik enerjisi günlük hayatımızda pek çok aletin çalışmasını sağlar. Ampul elektrik enerjisini ışık ve ısı enerjisine, elektrik motoru ise elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştürür.