Isı ve Sıcaklık Kapsamlı Konu Anlatımı

Okuma süresi: 11 dakika

Ders Sarayının sizler için hazırlamış olduğu Tyt – Ayt sınavına yönelik Isı ve Sıcaklık Kapsamlı Konu Anlatımı yazısına hoş geldiniz. Isı ve Sıcaklık Kapsamlı Konu Anlatımı yazısında, Isı ve Sıcaklık konusunda bilinen yanlışlara vurgu yaptık.

Isı ve Sıcaklık Kapsamlı Konu Anlatımı yazısını okumadan önce Basınç TYT Ayrıntılı Konu Anlatımı yazımızı okumanızı tavsiye ederiz zira bu konular birbiriyle ilişkilidir. Isı ve Sıcaklık çok karıştırılan bir konu olmasından dolayı daha dikkatli bir şekilde incelenmelidir. Isı ve Sıcaklık konusunda işlem sorularından ziyade yorum sorularına daha çok yer verilmektedir. Bu nedenle yazımızda Isı ve Sıcaklık konusu ayrıntılı bir şekilde incelenmektedir.

Isı ve Sıcaklık
Kapsamlı Konu Anlatımı

ISI

Isı ve Sıcaklık Kapsamlı Konu Anlatımı yazımıza önce Isı kavramını tanıyarak başlayalım. Aslında ısı tanımlaması zor bir kavramdır. Isıyla ilgili bilmemiz gereken şey bir enerji çeşidi olmasıdır. Bu enerji hem diğer enerjilere dönüşebilir hem de diğer enerji türlerinin dönüşmesiyle ortaya çıkabilir.

Termodinamiğin en önemli kavramlarından biri de ısıdır. Isı, belirli sıcaklıktaki bir cismin, daha düşük sıcaklıktaki bir cisme, sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerjidir. Isı da iş gibi bir enerji aktarım biçimidir. Isı ve iş hiçbir cisimde depo edilemez, ancak sistem sınırlarında ve geçiş halinde iken belirlenebilir. Bir başka deyişle, ısı ve iş geçiş halindeki enerjilerdir.

Isı birimi iş birimi ile aynıdır, yani joule (J) dür. Eski bir alışkanlık olarak calorie (cal) de kullanılmaktadır. 1 calorie, 1gram suyun sıcaklığını 14,5°C ‘den 15,5°C ‘ye yükseltmek için gerekli olan ısı miktarıdır. 1 calorie = 4,187 joule dür.

Isı türetilmiş bir büyüklüktür ve skalerdir, Q simgesiyle gösterilir.

Enerjinin aktarılma sürecidir. Enerji değişiminden bahsedebiliriz ama ısı değişiminden bahsedemeyiz.

Isı doğrudan ölçülemez, ama kalorimetre kabıyla yapılan ölçümlerle hesaplanır.

İç enerji: Maddeyi meydana getiren moleküllerin titreşimlerinden kaynaklanan kinetik enerjinin ve moleküler arası çekim kuvvetleri dolayısıyla sahip oldukları potansiyel enerjileri toplamına iç enerji denir.

Öz ısı (özgül ısı): Bir maddenin özgül ısısı, o maddenin 1 kg ‘lık kütlesinin sıcaklığını 1 K artırmak için gerekli ısıdır. Ya da 1gr’lık kütlenin sıcaklığını 1C’e artırmak için gerekli olan ısıdır.

SICAKLIK

Çokça kullanılan bir kavram olduğu halde, sıcaklığın tam bir tanımını yapmak oldukça güçtür. Bir cismin ya da ortamın moleküllerinin sahip olduğu ortalama kinetik enerjinin ölçüsüdür. Bu sıcaklığın en bilinen tanımıdır.

Temel bir büyüklüktür. T harfi ile gösterilir. Birimi Kelvindir.

Sıcaklık termometre denilen aletlerle ölçülür. Birçok termometre çeşidi vardır. Ancak bunlara girmeden sıcaklığın ölçüm mekanizmasını anlamak gerekir.

Moleküllerin kinetik enerjisinin 0 olması durumunda hareket ve yaşam durur. Bu noktaya bilim insanları mutlak sıfır demişlerdir. Mutlak sıfırın ölçüsüne de 0 Kelvin (K) denmiştir.

Moleküller hareket etmeye başladıklarında Kelvin değeri yavaş yavaş yukarı çıkmaktadır. Ancak 0 Kelvin aşarı soğuk bir nokta olduğu için burada ölçüm yapmak zordur. Bu nedenle bilim adamları kullanım kolaylığı sağlamak açısından başka termometreler de geliştirmişlerdir.

Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar

Isı bir enerji türüdür. Sıcaklık ise bir ölçümdür.

Sıcaklık temel bir büyüklük, ısı ise türetilmiş büyüklüktür.

Isının birimi joule, sıcaklığın ise Kelvin’dir.

Isı moleküllerin toplam enerjisiyle ilişkidir. Sıcaklık ise ortalama kinetik enerji demektir.

Isı, madde miktarına bağlıdır, sıcaklık ise madde miktarında bağlı değildir.

TERMOMETRE ÇEŞİTLERİ

• Alkollü termometre

• Cıvalı termometre

• Dijital termometre

• Gazlı termometre

• Katı termometre

DİJİTAL TERMOMETRE

Dijital termometre vücut sıcaklığını ölçer. Ancak dijital olduğu için uzun zamanda ölçüm sonucunu bildirirler. Ama aralarında en hızlı ölçebilen termometredir.

CIVALI TERMOMETRE

Cıvalı termometre de vücut ısımızı ölçer ancak dijital termometrenin ölçtüğü süreden daha fazla sürede bu işi görmektedir en fazla beş ya da on dakikada ölçer ama dijital termometre ise bir ya da iki dakikada ölçebilir Aynı zamanda vücut termometresi şeklinde de söylenmektedir.

ALKOLLÜ TERMOMETRE

Alkollü termometre bulunduğu asıldığı odanın sıcaklığını ölçer. Duvar ve oda termometresi adını da almaktadır. Termometreler ince cam borudan yapılır. Borunun alt ucu şişkincedir, buraya alkol doldurulur. Üzerinde derece çizgileri bulunan ince uzun kısmın içindeki hava boşaltılır, sonra ağzı kapatılır. Böylece ısı arttığı zaman tüpün içindeki sıvı genleşir ve yavaş yavaş yükselir. Meteorolojide Celsius, Fahrenheit veya Kelvin gibi değişik ölçekler termometrelerde kullanılmaktadır. Termometreler, değişen sıcaklık karşısında sıvıların hacim değiştirmesi mantığına dayanır. Sıcaklığın çok düşük olduğu yerlerde ise donma sıcaklığı daha düşük olan alkollü termometreler tercih edilir.

AZOTLU TERMOMETRE

Azotlu termometre ile 1600 dereceye kadar olan sıcaklıklar ölçülebilir. Bunun üstündeki sıcaklıkları ölçmek için pirometrelerden yararlanılır. Bu âletin, sıcaklığı ölçülecek cisme değmesine gerek yoktur, yalnızca cismin ışımasını ölçmesi yeterlidir.

METAL TERMOMETRE

Cıvalı ve alkollü termometrelerin ölçemediği yüksek sıcaklıkları ölçmede kullanılır. Fırın ve fabrikalarda 1600 °C ye kadar olan yüksek sıcaklıkları ölçebilir.

SIVILI TERMOMETRE

Sıvılı termometreler cıva ve renklendirilmiş alkol kullanılarak yapılan termometrelerdir. Termometrelerin ölçüm yapabilecekleri sıcaklık aralıkları vardır. Bu sıcaklık aralığı termometrede kullanılan Sıvının donma ve kaynama sıcaklıkları arasıdır. Sıvılı bir termometre yapılırken şunlara dikkat edilmelidir.

Kullanılan kılcal borunun kesit alanı: Boru ne kadar dar olursa sıvı o kadar rahat yükselir. Böylece daha hassas ölçümler yapılabilir.

Sıvının cinsi: Genleşme katsayısı yüksek olan sıvı küçük sıcaklık değişimlerine duyarlıdır. Hassas ölçümler için cıvanın tercih edilmesinin nedeni budur.

Sıvının konulduğu haznenin büyüklüğü: Hazne ne kadar büyük olursa o kadar çok sıvı konulabilir. Böylece daha duyarlı ölçüm yapılabilir.

Bölme sayısı: Termometrenin bölmeleri artırılarak ondalıklı 11,2 °C gibi sıcaklıklar ölçülebilir.

Yer çekimi sıvıların genleşmesini etkilemez, bu nedenle sıcaklık ölçümünün duyarlılığıyla ilgisi yoktur. Sıvılı termometreler uzayda da çalışır.

GAZLI TERMOMETRE

Gazlar, sıvılara göre, sıvılarda da katı maddelere göre sıcaklığa karşı daha duyarlıdır. Bu nedenle gazlı termometreler çok hassas sıcaklık ölçümlerinde kullanılır

Termometrelerde Kullanılan Birimler

Sıcaklık ölçmeye yarayan alet olarak ifade edebiliriz. Termometreler suyun donma ve kaynama noktaları esas alınarak ölçeklendirilirler.

Normal atmosfer basıncında bu iki nokta arasındaki mesafe Celsius termometresinde 100 eşit parçaya bölünür. Bunların her biri bir Centigrad’ı (1 °C) gösterir.

Fahrenheit ölçüsündeyse bu 180 eşit parçaya bölünür. Bunların her biriyse Fahrenheit’i (1 °F) gösterir. Bu ölçümde, suyun donma ve kaynama noktası sırayla 32 °F ve 212 °F olarak belirlenir.

Réaumur ölçümündeyse bu noktalar 0°R ve 80°R olarak isimlendirilir. Ara da 80 parçaya bölünür. Cıva -39 °C’de donduğu için çok düşük sıcaklıkların ölçümü için uygun değildir. Bu tür olanlar donma noktası düşük olan renkli alkolle doldurulmuştur.

Ulaşılabilecek en düşük sıcaklık mutlak sıfır olup, -273,16 °C’dir. Mutlak sıfırdan başlayan bir ölçü de Kelvin’dir, yani -273,16 °C = 0K’dır.

Isının Hesaplanması

Isıyı kalorimetre kabı ile ölçüyorduk bunun yanında formüller kullanarak da hesabını yapabiliriz. Bu formülleri kullanırken maddenin hal değiştirip değiştirmediğine bakmamız gerekir. Hal değişimi yok ise  Q=m.c.∆T hal değişimi var ise Q=m.l formülleri kullanılarak hesaplanabilir.

Öz ısı(c): saf bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1˚C değiştirmek için gerekli olan ısı miktarı.

Isı sığası(m.c): maddenin sıcaklığını 1˚C değiştiren ısı miktarına denir.

Isı Alış Verişi

Isıca yalıtılmış bir ortamda bir araya konulan sıcaklıkları farklı maddeler arasında ısı alış verişi olur. Daha öncede açıklandığı gibi yalnız cisimler arasında ısı alış verişi var ise, alınan ısı verilen ısıya eşittir. Isı akışı sıcak cisimden soğuk cisme doğru olur.

Q_alınan = Q_verilen

Hal Değişimi

Katılar ısıtılınca molekülleri hızlanır, aralarındaki bağlar gevşer ve sıvılaşır. Sıvı molekülleri arasındaki bağlar ise koparak serbest hale gelir yani gaz haline geçer. Bu olayların tersi de meydana gelir. Gaz halindeki bir maddeden ısı alınırsa molekülleri birbirine bağlanmaya başlar ve dolayısıyla sıvılaşmaya geçerler. Sıvı halindeki bir maddeden de yeteri kadar ısı alınırsa molekülleri arasındaki mesafe azalır ve bağ kuvvetlenir. Bu olaylara hal değişimi denir. Hal değişimi olaylarında kinetik enerji değişmemekle beraber potansiyel enerji değişir.

Eğer bir maddeye ısı verildiği halde sıcaklığı değişmiyorsa madde hal değiştiriyor demektir. Madde hal değiştirirken sıcaklığı değişmez, verilen ısı enerjisi maddenin moleküller arasındaki bağları kopararak hal değiştirmesinde harcanır.

Resimde maddenin üç halini göstermiş bulunmaktayız. maddenin dördüncü hali olan plazma haline geçiş ise şöyledir: gazdan plazma haline geçiş iyonizasyon, plazma halinden gaz haline geçiş ise deiyonizasyon olarak isimlendirilir

Hal değişim sırasında maddelerin hacminde de değişme olur.

Hal değişimi esnasında maddenin sıcaklığı değişmez.

Erime ve Donma

Maddelerin katı halden sıvı hale geçmesine erime, sıvı halden katı hale geçmesine de donma denir.

Katı haldeki bir maddeye ısı verildiğinde sıcaklığı artar. Sıcaklığındaki artış miktarı Q = m.c. ∆T bağıntısı ile bulunur. Cisme ısı vermeye devam edildiğinde sıcaklık öyle bir noktaya gelir ki ısı verilmesine rağmen sıcaklığı değişmez. Bunun nedeni şöyle açıklanabilir: Isıtılan katıların molekülleri önce hızlanır. Yani kinetik enerjileri artar. Bu ise sıcaklığın artışı demektir. Isı vermeye devam ettiğimizde moleküllerin hızı öyle yükselir ki birbirlerinden uzaklaşmaya başlar. Yani erime olayı olur ve moleküller artık hızlanmazlar. Aldıkları enerjiyi birbirinden uzaklaşmak için kullanır.

Erime Isısı: Erime sıcaklığına gelmiş bir katının 1 gramının sıvı hale gelmesi için gerekli ısıya denir.

Donma Isısı: Donma sıcaklığına gelmiş bir sıvının 1 gramının donması için dışarıya vermesi gereken ısıya denir.

Alınan ya da verilen ısı, Q = m.L ifadesinden bulunur. Burada L maddenin cinsine bağlı büyüklük olup adına ‘hal değiştirme ısısı’ denir.

Erime ısısı da ayırt edici bir özelliktir. Bir maddenin erime sıcaklıkları ile donma sıcaklığı eşittir.

Erime ve Donmaya Etki Eden Faktörler

Erime ve donma sıcaklığı normal şartlarda sabittir. Eğer basınç ve maddenin saflığı değiştirilirse, maddelerin erime ve donma sıcaklığı da değişir.

Basıncın Erime ve Donmaya Etkisi

Basınç, birim yüzeye etkiyen dik kuvvet olduğundan, maddenin moleküllerini bir arada tutarak dağılmasını önleme yönünde etki eder. Erirken hacmi artan maddeler için, basıncın artması erimeyi zorlaştırdığı için erime noktası yükselir. Basıncın azalması ise, erime noktasını düşürür. Basıncın artması, hacmin küçülmesine yardımcı olduğu için erime sıcaklığı azalır. Erirken hacmi küçülen maddeler için basıncın azalması erime sıcaklığını yükseltir.

Safsızlığın Erime ve Donmaya Etkisi

Saf bir maddenin içine başka bir madde karıştırılırsa, maddenin saflığı bozulur. Saf olmayan bu karışımın, saf maddeye göre erime ve donma sıcaklığı değişir.

KAYNAMA, BUHARLAŞMA ve SÜBLİMLEŞME

Kaynama

 Bir kapta bulunan sıvı ısıtılırsa sıcaklığı yükselir ve buharlaşma artar. Sıvının sıcaklığının yükselmesiyle meydana gelen buhar basıncı, sıvının yüzeyine etki eden basınca eşit olduğu an, sıvı kaynamaya başlar. Kaynama sırasında sıvının sıcaklığı değişmez.

Kaynama Sıcaklığı: Sabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin, sıvı halden gaz hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine kaynama noktası nedir. Kaynama sıcaklığı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Buharlaşma

 Sıvı bir maddenin ısı olarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denir. Buharlaşma olayı sıvı yüzeyinde olur. Isı alan sıvı moleküllerinden bazıları sıvı yüzeyinde, moleküller arası çekim kuvvetini ve sıvının yüzey gerilimini yenerek gaz fazına geçer. Buharlaşmaya basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çoktur.

Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir.

Maddeler dışarıdan ısı alarak buharlaşırlar. Dolayısıyla buharlaşmanın olduğu yerde serinleme olur.

Sıcaklığın artması buharlaşmayı hızlandırır.

Açık hava basıncının azalması buharlaşmayı artırır.

Sıvının açık yüzey alanı arttıkça buharlaşma daha fazla olur.

Buharlaşma Isısı: Kaynama noktasına gelmiş 1 gram sıvı maddenin tamamının aynı sıcaklıkta gaz haline gelmesi için verilmesi gereken ısıya buharlaşma ısısı denir. Buharlaşma ısısı L_b ile gösterilir. Kaynama sıcaklığındaki m gramlık maddeyi gaz haline getirme için verilmesi gereken ısı miktarı Q = m. L_b bağıntısı ile bulunur.

Erime ve donmada olduğu gibi, yoğunlaşma da kaynamanın tersidir.

Kaynama ve yoğunlaşma anında maddenin sıcaklığı değişmez.

Bir maddenin kaynama sıcaklığı ile yoğunlaşma ısısı eşittir.

Bir maddenin buharlaşma ısısı ile yoğunlaşma ısısı eşittir.

Kaynama sıcaklığı ile buharlaşma ısısı ayırt edici özelliklerdendir.

Kaynama ve Yoğunlaşamaya Etki Eden Faktörler

Basınç ve maddenin saflığının değiştirilmesi, kaynama sıcaklığını etkiler. Kaynama olayının gerçekleşmesi için, buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olması gerekir. Atmosfer basıncı artarsa, ağzı açık kaptaki sıvının kaynaması zorlaşır. Atmosfer basıncının azalması ise kaynamayı kolaylaştırır. Dolayısıyla sıvı daha düşük sıcaklıkta kaynar. Saf sıvı içine karıştırılan farklı maddeler sıvının saflığını bozar. Saflığı bozulan sıvının kaynama noktası değişir.

Suyun Hal Değişim Grafiği

Bir parça buz ısıtıldığında önce sıcaklığı artar. Erime sıcaklığına geldiğinde hal değiştirmeye başlar ve buzun tamamı eriyinceye kadar sıcaklığı değişmez. Isı enerjisi verilmeye devam edildiğinde, suyun sıcaklığı artar ve 100 °C de kaynamaya başlar. Sıvının tamamı bitinceye kadar sıcaklık değişmez. Bu açıklamaya göre buzun sıcaklık aldığı ısı enerjisi grafiği şekildeki gibi olur.

A noktasında maddemiz katı (Buz) haldedir.

A – B arasında su katı haldedir. Sıcaklık artmaktadır.

Buz B noktasında erimeye başlamıştır.

B – C arasında maddemiz hal değiştirmektedir. ( Erime )

B – C arasında sıcaklık sabittir.( Saf maddeler hal değiştirirken sıcaklık değişmez.)

B – C arasında su ve buz karışım halindedir. ( Heterojen Karışım )

C noktasında maddemiz tamamen erimiştir.

C – D arasında sıcaklık artmaktadır.

C – D arasında maddemiz sıvı haldedir.

D noktasında su hal değiştirmeye başlamıştır. ( Buharlaşma )

D – E arasında madde hal değiştiriyor ve sıcaklık sabittir.

D – E arasında su ve su buharı karışım halindedir.

E noktasında su tamamen buharlaşmıştır.

E – F arasında su buharı bulunmaktadır. Sıcaklık artmaktadır.

Önemli:

Isı alan veya veren bir madde hem hal değişikliği hem de sıcaklık değişiminin ikisini de yapabilir.

Sıcaklığı değişen bir maddenin kinetik enerjisi, hal değişikliği yapan bir maddenin de potansiyel enerjisi değişir.

Hal değişikliği yapan maddelerde erime ve kaynama süreleri madde miktarına bağlıdır.

Birden fazla sıvı karışımın olduğu bir kabı ısıttığımızda ilk önce kaynama noktası en küçük olan sıvı buharlaşır. Diğer sıvılarda bu sırayı takip eder. Kaptaki sıvının birisi kaynarken karışımdaki diğer sıvıların sıcaklığı değişmez.

Sıcaklıkları eşit olan maddelerde ısı alış-verişi olmaz.

Sıcaklığın artması buharlaşmayı hızlandırır.

Rüzgarlı havada buharlaşma fazla olduğundan çamaşırlar daha çabuk kurur.

Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir.

GENLEŞME

Isı alan cisimlerin moleküllerinin hareketi artar. Bu da moleküller arası uzaklığın artmasına neden olur. Bunun sonucunda da cismin hacmi artar yani genleşir. Isıtılan cisimlerin hacminde meydana gelen artışa genleşme, azalmaya ise büzülme denir.

Katılarda Genleşme

Katı madde, çubuk şeklinde ise boyca uzama, levha şeklinde ise yüzeyce genleşme, küre ve silindir gibi cisimlerde ise hacimce genleşme olarak incelenir.

Boyca Uzama

Katı bir çubuk, ısıtılıp sıcaklığı artırıldığında boyunun uzadığı gözlenir. Boyu uzayan bir çubuğun genişliği de artar. Fakat boyundaki artışın yanında genişliğindeki artış ihmal edilecek kadar küçüktür.

Bundan dolayı metalin tek boyutta genleştiği kabul edilir ve buna boyca uzama denir.

Uzama katsayısı katı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Çubuk şeklindeki maddelerin boyca uzaması kesit alanına bağlı değildir. Aynı maddeden yapılmış, ilk boyları eşit olan çubukların sıcaklıkları eşit olarak artırılırsa, kalın olan çubukla ince olan çubuğun boyları eşit miktarda artar.

Aynı cins maddeden yapılan iki metalin ilk boyları aynı kütleleri farklı olsun. İlk sıcaklıları aynı olan bu metallere eşit miktarda ısı verdiğimizde son boyları eşit olmaz. Çünkü kütlesi büyük olanın sıcaklık artışı daha az olacağından uzama miktarı da az olur.

Genleşmenin tersi büzülmedir. Bir çubuk sıcaklığı artırıldığında ne kadar uzuyorsa, ilk duruma göre sıcaklığı eşit miktar azaltılırsa, eşit miktar kısalır.

a uzama katsayısı büyük olan çubuk, ısıtıldığında fazla uzar soğutulduğunda ise fazla kısalır.

Birbirine perçinlenmiş X ve Y metal çubukları ısıtıldığında ve soğutulduğunda birbirlerini bırakmadıkları için bükülürler. Uzama kat sayısı büyük olan ısıtıldığında daha fazla uzar , soğutulduğunda daha fazla büzülür.

Yüzeyce Genleşme

İnce levha şeklindeki katı maddelerin kalınlığındaki genleşme, yüzeyindeki genleşmenin yanında çok küçük kaldığı için dikkate alınmaz. Dolayısıyla böyle bir levhadaki genleşmeye yüzeyce genleşme denir. Yüzey alanı 𝑆0 olan ince metal bir levha ısıtıldığında yüzey alanı artar. Yüzey alanındaki ΔS artış miktarı ΔS= 𝑆0.2a. ΔT bağıntısı ile hesaplanır. İki boyutta genleşme olduğu için a uzama katsayısı 2a olarak alınmıştır. Benzer şekilde soğutulan levhanın yüzey alanındaki azalma da aynı bağıntı ile hesaplanır.

Yüzeyce genleşme aslında fotokopi makinesinde bir cismin daha büyük ya da daha küçük fotokopisini çekmek gibidir. Boyutları değişir fakat şekli değişmez.

Hacimce Genleşme

Bütün maddeler hacimce genleşir. Fakat bazı doğrultulardaki genleşmeler ihmal edilecek kadar küçük olduğunda, boyca uzana ve yüzeyce genleşme durumları olur. İlk hacmi 𝑉0 olan küresel bir cismin sıcaklığı ΔT kadar değiştirildiğinde hacmindeki değişme miktarı olan ΔV, ΔV = V-𝑉0=𝑉0.3λ.Δt bağıntısıyla hesap edilir.

Sıvılarda Genleşme

Isıtılan bir sıvı, hacimce genleşir. İçi su dolu bir kap ısıtıldığında sıvının taşması, genleştiğini gösterir. Aynı cins sıvıların sıcaklığı eşit miktar artırılırsa, hacmi büyük olan sıvı daha fazla genleşir. Su diğer sıvılardan farklı şekilde genleşir. Suyun 1 atmosferlik basınç altında +4 °C altında ve üstündeki sıcaklıklarda suyun hacmi artar. Eğer suyun diğer sıvılardan farklı özelliği olmasaydı yani diğer sıvılar gibi davransaydı, sular üstten değil dipten donardı. Dolayısıyla denizlerde hayat olmazdı. Halbuki su üstten donup 1 m kalınlığında buz tabakası olsa da, suyun dip taraftaki sıcaklığı +4 civarındadır. Çünkü yoğunluğu en fazla olan sıvı dipte olur.

Gazlarda Genleşme Olayı

Gazlarda genleşme olayı sabit basınç altında olur. Kapalı kaplardaki gazların genleşmelerinden bahsedilemez. Genleşme katsayısı bütün gazlar için aynıdır. Dolayısıyla genleşme kat sayısı gazlar için ayırt edici bir özellik değildir.

ISI İLETİMİ

Isı enerjisi bir yerden başka bir yere üç yolla yayılır.

1. İletim yoluyla

2. Konveksiyon (madde akımı) yoluyla

3. Işıma yoluyla

İletim

Isının iletim yoluyla yayılması katılarda olur. Katıların molekül yapısı sıkı olduğu için ısı alan bir molekül aldığı ısının bir kısmını çevresindeki moleküllere aktararak onlarında sıcaklığının artmasına neden olur. O moleküllerde ısısını komşu moleküllere aktarır ve böylece bir ucu ısıtılan katı maddenin iletim yoluyla diğer ucu da ısınır. Katı maddelerde ısı yüzde yüz olarak iletilmez. Bundan dolayı ısı iletkenliği katı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Sıvı ve gaz molekülleri arasındaki uzaklık katılarınkine göre fazla olduğu için iletim yoluyla ısı iletilemez.

Konveksiyon

Sıvı ve gazlar akışkan olduklarından kolay hareket edebilirler. Isınan maddeler genleşerek hacmi artar ve öz kütlesi azalır. Öz kütlesi azalan akışkan yukarı çıkarken, öz kütlesi büyük olan akışkan aşağı iner ve bir sirkülasyon (sıvı dolaşımı) meydana gelir. Dolayısıyla kabın alt tarafı ısınmakla sıvının üst kısmı da madde akımı yoluyla ısınmış olur.

Işıma

Sıcak cisimler ışıma yaparlar. Etrafa elektromanyetik dalga gönderirler. Bu dalgalar enerji paketcikleridir. Bu enerji dalgalarını doğuran yüzeyler ısınırlar. Enerji dalgaları yayan cisim ise enerji kaybettiği için soğur. Sıcak bir metal parçası zemine bırakıldığında zamanla soğur. Bu cismin soğuması yani ısı kaybı, iletim konveksiyon ve ışıma yoluyla olur. Zemine temas ettiği için iletimle ısının bir kısmını zemine aktarır. Havadaki moleküller cisme çarparak ondan ısı alırlar. Ayrıca sıcak cisimler gözlerimizle göremediğimiz kızıl ötesi ışınlar yayarlar. Yani ışıma yoluyla da ısının bir kısmını verir ve zamanla soğurlar.

Ders Sarayının sizler için hazırlamış olduğu Isı ve Sıcaklık Kapsamlı Konu Anlatımı yazısı burada sona eriyor. Isı ve Sıcaklık Kapsamlı Konu Anlatımı yazısında, Isı ve Sıcaklık konusunda bilinen yanlışlara vurgu yaptık, konuyla ilgili ayrıntıları ve karıştırılan kısımları detaylı şekilde sizlere ilettik. Isı ve Sıcaklık konusu ile ilgili ek çalışma yapmak isterseniz burayı ziyaret edebilirsiniz.