Isı Enerjisi

  • Kategori: Fizik
  • Cuma, 08 Eylül 2017 11:58 tarihinde yayınlandı.
  • Super User tarafından yazıldı.
  • Gösterim: 26

Isı Enerjisi

Isı Enerjisi
Isı, madde moleküllerinin kinetik/hareket enerjileri toplamıdır.

Isının maddedeki görünümüne/göstergesine/sıcaklık denir.
-ısı bir enerjidir, sıcaklık ise enerji değildir.
-ısı birimi Joule-J- ve Kalori-cal-dır, sıcaklık birimi santigrat derece-0C ,Kelvin derce- 0K,Fahrenhayt derece 0F, Reomur derece-0R derce dir.
-ısı kütleye bağlıdır, sıcaklık ise kütleye bağlı değildir.
 
Sıcaklık ölçen termometreler;
Sıcaklıkları farklı iki madde sıcaklıkları ortak bir noktaya ulaşıncaya kadar ısı alış verişinde bulunurlar.
Isı alan maddenin hacmi artar /genleşme, ısı veren maddenin hacmi azalır/Büzülme özelliklerinden yaralanılarak geliştirilmiştir.
Aynı genleşme miktarını Celsiyus 100,F ahrenhayt 180,Reomur 80,Kelvin 100 bölme ile göstermişlerdir.
Buzun erime sıcaklığını Celsiyus ve Reomur 0 0C,Fahrenhayt 32  0F , Kelvin 273  0K kabul etmişlerdir.
Buna göre;
20 0C=(1.8 x 20)+32=68  0F-olur.
Veya
128 0F=128-32/1.8=40 0C-olur.
20 0C=273 + 20 =0K- olur.
Veya
 400 0K=400-273=127 0C -olur.
 
Isı büyüklüğü ise hesaplama yoluyla bulunur.
Isı kaybını önleyen araç olan kalorimetre kabından yararlanılır.
Isı,
kütleye, sıcaklık farkına ve maddenin cinsine bağlı olup, her üçü ile de doğru orantılıdır.
Buna göre;
Isı=Kütle x öz ısı x sıcaklık farkı ifadesi yazılır.
Öz ısı,1 g lık bir kütlenin sıcaklığını 1 0C artıran ısı miktarıdır.
Öz ısı her maddede farklı olduğundan ayırt edici bir özelliktir.
Suyun öz ısı=1 cal/g-0c  veya 4.18 joule/g-0c dir.
1 g suyun sıcaklığını 1 0C derece artıran ısı miktarı 4.18 joule (1 cal) dır.
Is , maddede genleşmeye ve hal değişimine yol açar.
 
Genleşme hacim artmasıdır.
Boyca, yüzeyce ve hacimce olur.
Genleşme maddelerde ayırt edici bir özelliktir.
Ancak gazlarda ayırt edici değildir. farklı genleşmeden yararlanılarak metal çiftleri geliştirilmiştir.
Metal çiftleri termostad ve elektrik sigortalarında kullanılır.
Aynı ısı karşısında metal çiftinin biri fazla diğeri az genleşen metallerden oluşur.
Fazla uzayan az uzayana doğru kıvrılır ve devre kesilir.
Hal değişimi ise bir maddenin fiziksel halinin değişmesidir. rime/donma, Buharlaşma/yoğunlaşma vb.  
Hal değişimi  Bir maddenin bulunduğu Fiziksel durumdan bir başka duruma geçmesi hal değişimidir.
Hal değişimi sırasında ısı enerjisi kullanıldığı halde sıcaklık değişmez.
Kullanılan enerji moleküllerde kinetik enerjiye dönüşür.
Dolayısıyla bir madde hal değişimi sıcaklığında(hal değişiminin başladığı sıcaklık) hal değişimi bitinceye kadar her iki halde de bulunur.
Su 0C derecede katı(buz) hem de sıvı halde buluna bilir.
Sıcaklık değişimi genleşme sırasında görülür. 
 Erime/Donma  
Erime, bir maddenin katı halden sıvı hale geçmesidir.
Bir maddenin erimeye başladığı sıcaklığa erime sıcaklığı(erime noktası)denir.
Her maddenin erime sıcaklığı farklıdır.
Erime ısısı,bir maddenin erime sıcaklığında 1 g nın erimesi için gerekli ısı miktarıdır.
Suyun 0C derecede erime ısısı 80 Cal (80Cal/g) veya 334joule/g dır.
Yani 1 g buz 0C derecede erimesi için 80 Cal ısı gereklidir.
Q=m x Le  dir Donma olayı erime olayının tersidir.
Erime ve donma sırasında oluşan hacim değişikliği maddelerde farklıdır.
Su, dökme demir,bizmut,Antimon vb. maddelerin hacimleri,donma sırasında büyür,erime sırasında küçülür.
Diğer maddelerin hacimleri donma sırasında küçülür, erime sırasında büyür.
Erime sırasında hacmi büyüyen maddeler, donma sırasında hacimleri küçülür.
Erime ve donmaya basıncın etkisi: Basınç hacim artmasına karşıdır.
Erime ve donma sırasında hacmi büyüyen maddelerin erime ve donmasını basınç zorlaştırır,hacmi küçülen maddelerin erime ve donmasını kolaylaştırır.
Basınç altındaki su maddesi donması zorlaşır.
Kar üzerinde yürümek karın erimesini kolaylaştırır.
 
Yabancı maddenin erime ve donmaya etkisi:
Yabancı madde erime ve donma sıcaklığını düşürür.
Dolayısıyla erimeyi kolaylaştırır, donmayı zorlaştırır.
Buzlanmayı önlemek için tuz kullanılması bu özelliğe dayanır.
 
 Buharlaşma/Yoğunlaşma
 Buharlaşma, katı veya sıvı bir maddenin gaz haline geçmesidir.
Buharlaşma az çok her sıcaklıkta olur.
Buharlaşma ısısı, Buharlaşma sıcaklığında 1 g maddenin buharlaşması için gerekli ısı miktarıdır.
Q=m.Lb  dir.
Suyun buharlaşma ısısı 540 Cal/ g veya 2257 joule/g dır.
100 0C 1 g suyun buharlaşması için gerekli ısı miktarı 540 Cal
 veya 2257 jouledir.
Buharlaşma;
-sıcaklığa bağlı olup, sıcaklıkla doğru orantılıdır.
-basınca bağlı olup, basınçla ters orantılıdır.
-yüzeye bağlı olup, yüzeyle doğru orantılıdır.
-maddenin cinsine bağlıdır.
-havanı akımına ve nemine bağlıdır.
Hava akımı ile doğru nemi ile ters orantılıdır.
Buharlaşma sırasında çevre soğur:
kinetik enerjisi artan moleküller ortamdan uzaklaşınca ortam soğumuş olur.
Bu özellikten yararlanılarak soğutucular geliştirilmiştir.
Kolay hal değişimine uğrayan maddeler Buzdolabının genleşme bölümünde gaz haline geçirilerek çevresini soğutması(ısı alması) sağlanır.
Elektrik motoru ile gaz halindeki madde dışarıya çekilir ve basıncın etkisi ile sıvılaştırılarak çevresini ısıtması(ısı vermesi) sağlanır.
Böylece hal değişimi sonucu içerden dışarıya ısı taşınmış olur.
Buz dolabının genleşme odası soğuk,arka tarafta kondansor sıcak olmuş olur.
Klimaların da çalışma prensibi aynıdır.
 
 
KAYNAMA;
şiddetli buharlaşmadır.
Kaynama belirli sıcaklıkta olur.
Maddeyi oluşturan moleküllerin tamamı ortamı terk edecek kinetik enerjiye ulaşması demektir.
Ancak buharlaşma yüzeyden başlayacağı için yüzeyden ayrılan moleküller ortamın sıcaklığını düşürür ve kaynama durur.
Kaynamayı devam ettirmek için ortama ısı vermek gerekir.
Basınç kaynamayı zorlaştırarak kaynama sıcaklığını yükseltir.
Böylece yüksek sıcaklıkta yemeğin çabuk pişmesini sağlar.
Düdüklü tencereler bu özelliğe göre geliştirilmiştir.
Bir katı maddenin sıvı içinde çözünmesi veya sıvıya diğer sıvının karışması kaynama sıcaklığını değiştirir.
Molekül yapılı çözeltilerin erime ve kaynama sıcaklıkları aynıdır.
Kaynama her maddede farklı olduğundan ayırt edici bir özelliktir.
Yoğunlaşma buharlaşma olayının tersidir. 
 
  Isının yayılması  
Isı, üç yolla yayılır.
İletim, madde akımı, Isı ışınları(ışıma) ile.
Isının iletim yoluyla yayılması, madde moleküllerinin kazandıkları kinetik enerjiyi yanındakilere aktarması ile olur.
Isının madde akımı ile yayılması, madde moleküllerinin kazandıkları kinetik enerji ile ortamdan uzaklaşmaları(Konveksiyon) şeklinde olur.
Isının ışıma ile yayılması, sı ışınları ile olur. ısı ışıları maddeler tarafından tutulur.
Isı ışınları ışık ışınları gibi dalgalar halinde doğrusal yolla yayılır.
Genelde ışık ışınları ile yayılırlar.
Uzayda yayılırlar.
Isı ve ışık kaynağından çıkan ışınlar(ısı ve ışık ışınları)mat yüzeylerde daha çok tutulur.
Isı kaybını önlemek için bu üç yolla birlikte buharlaşma da engellemelidir.
Isı yalıtımı, ısının girişini çıkışını önlemektir. Termos'ta olduğu gibi.
Isı yalıtımında kötü iletkenler kullanılır.
Katı maddeler sıvı ve gazlara göre ısıyı iyi iletirler.
Isıyı en iyi ileten metallerdir.
Sıvıların çoğu ısıyı iletmez.
Gazlar sıvılardan daha az iletir.
Boşluk(ışıma ile yayılma hariç) ısıyı hiç iletmez.     

Yorum ekle


Güvenlik kodu
Yenile