İsı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örneklerle Açıklama

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-20-2012

Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örneklerle Açıklama

Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örnekler

Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farklar

Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örneklerle Açıklama

Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örnekler

Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farklar

Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar

Kainatta ısı ve sıcaklık kavramlarının olmadığı hiçbir olay yok gibidir

Isı ve sıcaklık,canlılar için de çok önemlidir

Çünkü,çok düşük sıcaklıklarda canlılar yaşayamadığı gibi,çok yüksek sıcaklıklarda da canlılar yaşayamamaktadır

Isı enerjisi aslında kütlesi olmayan foton dediğimiz enerji paketcikleri dir

Bundan dolayı ısı enerjisi boşlukta da yayılır

Bu enerji paketcikleri,madde,atom ve moleküllerinin titreşim hareketinden meydana gelmektedir

Bu molekül ve atomların titreşim hareketleri ne kadar fazla ise,paketciklerin enerjileri de o kadar fazla olur

Teorik araştırmalara göre,-273 0C de tüm maddelerin atom ve moleküllerinin titreşimi hemen hemen sıfır olmaktadır

Ve bu sıcaklık altında moleküller hareketsiz durmaktadır

Fakat şu ana kadar -273 0C sıcaklığa kadar inilememiştir

Isı enerjisi aynı zamanda kimyasal ve nükleer enerji tepkimelerinde de açığa çıkmaktadır

Isı

Bir maddenin katı,sıvı ve gaz halinde olduğu bilinmektedir

Madde bu üç halden hangi halde olursa olsun,molekülleri daima hareket halindedir

Her bir molekülün bir hareket enerjisi vardır

Bir maddenin moleküllerinin hareket enerjileri ile moleküller arsı bağlanma enerjilerinin toplamına ısı enerjisi denir

Ayrıca ısı,verilen ya da alınan bir enerji çeşididir

Sıcaklık

Bir maddenin belli bir standarda göre soğukluğunu ve ılıklığını gösteren nicelik,sıcaklık olarak bilinir

Maddeyi oluşturan taneciklerin(moleküllerin)tek tek kinetik enerjileri aynı olabildiği gibi,farklı da olabilir

Bütün moleküllerin kinetik enerjileri toplanıp tanecik sayısına bölünürse,ortalama bir değer bulunur

Bu ortalama değer hangi maddede daha fazla çıkmışsa o maddenin sıcaklığı daha fazladır

Mesela bir maddenin ortalama enerji değeri,diğerinin iki katı ise sıcaklığı da iki katı denebilir

Bir maddenin ortalama hızda bulunan bir molekülünün (kinetik)hareket enerjisi ile doğru orantılı büyüklüğe sıcaklık denir

Sıcaklığın artması emek,madde moleküllerinin hareket enerjilerinin artması demektir

Not

Isı kalorimetre ile ölçülür,sıcaklık ise termometre ile ölçülür

Isı bir enerji çeşididir

Sıcaklık ise enerji değildir,bir ölçümdür

Isı birimi kalori veya joule dür

Sıcaklık birimi ise derecedir

Termometreler

Sıcaklık ölçmek için kullanılan aletlere termometre denir

Maddelerin boyutunda olan değişim,sıcaklığında olan değişimi gösterebilir

Termometreler de bu esasa göre düzenlenmiş aletlerdir

Termometrelerde 76 cm-Hg basıncında sabit iki sıcaklık değeri seçilir

Biri buzun erime sıcaklığı,diğeri de suyun kaynama sıcaklığıdır

Bazı bilim adamları sıcaklık ölçümü konusunda değişik ölçekler teklif etmişlerdir

1)Celcius:Buzun erime sıcaklığını 0 derece suyun kaynama sıcaklığını ise 100 derece olarak kabul eder

2)Fahrenheit:Buzun erime sıcaklığını 32 derece,suyun kaynama sıcaklığını ise 212 kabul etmiştir

3)Kelvin

Bu ölçekte sıcaklık için sıfır,mutlak sıfırdır

Bundan dolayı bu ölçeğe mutlak sıcaklık ölçeği de denir

Isı Enerjisi

Sıcaklık maddenin moleküllerinin hareket enerjisini ifade eden büyüklüktür

Sıcaklığı artırmak için yani moleküllerin hareketlerini hızlandırmak için cisme dışarıdan enerji vermek gerekir

Ancak bu enerji nasıl bir enerji olmalıdır?Mesela bu cisme ,potansiyel enerji kazandırılırsa,cisim bulunduğu yerden yukarı kaldırılarak veya cismin hızı artırılarak kinetik enerjisi artırılırsa

cismin sıcaklığı artmaz

Cismin sıcaklığını artırmak için verilmesi gereken enerji çeşidine ısı enerjisi denir

Q ile gösterilir

Isı bir enerji türü olduğu için,enerji birimleri ısı birimi olarak alınabilir

1 kalori(1 cal):1 gram suyun sıcaklığını 1 derece değiştirmek için verilmesi yada alınması gereken ısı miktarına denir

1 cal =4,18 joule

Isı alıp veren maddelerde şu değişiklikler olur:

A

Sıcaklık değişimi

B

Hal Değişimi

C

Boyut değişimi(Genleşme)

A)Sıcaklık Değişimi

Sıcaklık değişimi sırasında maddenin aldığı ya da verdiği ısı nelere bağlıdır?

1)10 gram suyun sıcaklığını 1 derece artırmak için verilmesi gereken ısı Q kalori ise,20 gram suyun sıcaklığını 1 derece artırmak için gereken ısı 2Q kaloridir

O halde maddenin alacağı ısı(madde soğuyorsa verdiği ısı) cismin kütlesiyle doğru orantılıdır

2)Bir cismin sıcaklığını 10 derece artırmak için gereken enerji Q kalori ise,aynı cismin sıcaklığını 20 derece artırmak için gereken ısı 2Q kaloridir

O halde maddenin alacağı ısı (madde soğuyorsa verdiği ısı) sıcaklık artışı ile doğru orantılıdır

3)Kütleleri eşit,değişik türden maddelerde farklı sayıda tanecik bulunur

Çünkü,farklı maddelerin taneciklerinin büyüklükleri farklıdır

O halde kütleleri eşit,farklı maddelerin sıcaklığını artırmak için,yani taneciklerin ortalama kinetik enerjilerini artırmak için,verilmesi gerekli ısı da farklı olacaktır

Demek ki,maddenin alacağı ısı enerjisi,maddenin cinsine de bağlıdır

Maddenin cinsini simgeleyen bu değere,o maddenin öz ısısı denir

Öz ısı c ile gösterilir

Öz ısı(c):Bir cismin birim kütlesinin sıcaklığını 1 derece değiştirmek için gerekli ısı miktarına öz ısı denir

Her madde için farklı farklıdır

Dolayısıyla öz ısı,maddeler için ayırt edici bir özelliktir

Sonuç olarak;

Bir cismin m gramının sıcaklığını T kadar artırmak için verilmesi gerekli ısı miktarı(veya T kadar azaltmak için cisimden alınması gerekli ısı miktarı)

Q= m

c

T

bağıntısı ile hesaplanır

Burada,

Q:Cismin sıcaklığını artırmak için veya azaltmak için verilmesi gereken enerji miktarıdır

(cal)

m:Isınan ya da soğuyan cismin gram cinsinden kütlesi

c:Cismin öz ısısı (cal/g

0C)

T:Maddenin sıcaklığındaki değişme miktarıdır

Yani sıcaklığındaki artma ya da azalma miktarıdır

( 0C) T sıcaklık farkı bulunurken büyük sıcaklıktan küçük sıcaklık çıkartılır

Formülden de anlaşıldığı gibi,öz ısı maddenin kolay ya da zor ısındığını gösterir

Öz ısısı küçük olan maddeler kolay ısınır

Yani daha az ısı vermek gerekir

Öz ısısı büyük olan maddeler zor ısınır

Dolayısıyla daha çok ısı vermek gerekir

Isı sığası(m

c

):Bir maddenin kütlesi ile öz ısısının çarpımına ısı sığası veya su cinsinden kütle değeri denir

Problem çözümünde m

c

verilirse madde ne olursa olsun,onun yerine m kadar su varmış gibi düşünülür

Isı Alışverişi

Isıca yalıtılmış bir ortamda,sıcaklığı yüksek olan madde,sıcaklığı düşük olan maddeye ısı verir

Bu ısı aktarılması sonucunda alınan ısı,verilen ısıya eşit olur

Q alınan= Q verilen

Alınan ısı,verilen ısıya eşit olmasına rağmen ısı sığaları farklı ise sıcaklık değişimleri eşit olmaz

Isı sığaları eşit ise sıcaklık değişimleri de eşit olur

Fakat son sıcaklıklar daima eşit olur

*Sıcaklıkları T1 ve T2 olan aynı cins maddeden eşit kütlede karıştırılırsa,karışımın son sıcaklığı,

t karışım= T1 + T2 olur

2

B)Hal Değişimi

Katılar ısıtılınca molekülleri hızlanır,aralarındaki bağlar gevşer ve sıvılaşır

Sıvı molekülleri arasındaki bağlar ise ısıtılınca koparak serbest hale gelir yani gaz haline geçer

Bu olayların tersi de meydana gelir

Yani gaz halindeki bir maddeden ısı alınırsa molekülleri birbirine bağlanmayla 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 birlikte,potansiyel enerji değişir

Erime ve Donma Olayı

Katı haldeki bir maddeye ısı verildiğinde sıcaklığı artar

Sıcaklığındaki artış miktarı,

Q=m

c

T

bağıntısı ile bulunur

10-20-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	İsı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örneklerle Açıklama Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örneklerle Açıklama Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örnekler Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farklar Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örneklerle Açıklama Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farkları Örnekler Isı Ve Sıcaklık Arasındaki Farklar Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar Kainatta ısı ve sıcaklık kavramlarının olmadığı hiçbir olay yok gibidirIsı ve sıcaklık,canlılar için de çok önemlidirÇünkü,çok düşük sıcaklıklarda canlılar yaşayamadığı gibi,çok yüksek sıcaklıklarda da canlılar yaşayamamaktadırIsı enerjisi aslında kütlesi olmayan foton dediğimiz enerji paketcikleri dirBundan dolayı ısı enerjisi boşlukta da yayılırBu enerji paketcikleri,madde,atom ve moleküllerinin titreşim hareketinden meydana gelmektedirBu molekül ve atomların titreşim hareketleri ne kadar fazla ise,paketciklerin enerjileri de o kadar fazla olurTeorik araştırmalara göre,-273 0C de tüm maddelerin atom ve moleküllerinin titreşimi hemen hemen sıfır olmaktadırVe bu sıcaklık altında moleküller hareketsiz durmaktadırFakat şu ana kadar -273 0C sıcaklığa kadar inilememiştirIsı enerjisi aynı zamanda kimyasal ve nükleer enerji tepkimelerinde de açığa çıkmaktadır Isı Bir maddenin katı,sıvı ve gaz halinde olduğu bilinmektedirMadde bu üç halden hangi halde olursa olsun,molekülleri daima hareket halindedirHer bir molekülün bir hareket enerjisi vardırBir maddenin moleküllerinin hareket enerjileri ile moleküller arsı bağlanma enerjilerinin toplamına ısı enerjisi denirAyrıca ısı,verilen ya da alınan bir enerji çeşididir Sıcaklık Bir maddenin belli bir standarda göre soğukluğunu ve ılıklığını gösteren nicelik,sıcaklık olarak bilinir Maddeyi oluşturan taneciklerin(moleküllerin)tek tek kinetik enerjileri aynı olabildiği gibi,farklı da olabilirBütün moleküllerin kinetik enerjileri toplanıp tanecik sayısına bölünürse,ortalama bir değer bulunurBu ortalama değer hangi maddede daha fazla çıkmışsa o maddenin sıcaklığı daha fazladırMesela bir maddenin ortalama enerji değeri,diğerinin iki katı ise sıcaklığı da iki katı denebilir Bir maddenin ortalama hızda bulunan bir molekülünün (kinetik)hareket enerjisi ile doğru orantılı büyüklüğe sıcaklık denir Sıcaklığın artması emek,madde moleküllerinin hareket enerjilerinin artması demektir Not Isı kalorimetre ile ölçülür,sıcaklık ise termometre ile ölçülür Isı bir enerji çeşididirSıcaklık ise enerji değildir,bir ölçümdür Isı birimi kalori veya joule dürSıcaklık birimi ise derecedir Termometreler Sıcaklık ölçmek için kullanılan aletlere termometre denirMaddelerin boyutunda olan değişim,sıcaklığında olan değişimi gösterebilirTermometreler de bu esasa göre düzenlenmiş aletlerdirTermometrelerde 76 cm-Hg basıncında sabit iki sıcaklık değeri seçilirBiri buzun erime sıcaklığı,diğeri de suyun kaynama sıcaklığıdırBazı bilim adamları sıcaklık ölçümü konusunda değişik ölçekler teklif etmişlerdir 1)Celcius:Buzun erime sıcaklığını 0 derece suyun kaynama sıcaklığını ise 100 derece olarak kabul eder 2)Fahrenheit:Buzun erime sıcaklığını 32 derece,suyun kaynama sıcaklığını ise 212 kabul etmiştir 3)KelvinBu ölçekte sıcaklık için sıfır,mutlak sıfırdırBundan dolayı bu ölçeğe mutlak sıcaklık ölçeği de denir Isı Enerjisi Sıcaklık maddenin moleküllerinin hareket enerjisini ifade eden büyüklüktürSıcaklığı artırmak için yani moleküllerin hareketlerini hızlandırmak için cisme dışarıdan enerji vermek gerekirAncak bu enerji nasıl bir enerji olmalıdır?Mesela bu cisme ,potansiyel enerji kazandırılırsa,cisim bulunduğu yerden yukarı kaldırılarak veya cismin hızı artırılarak kinetik enerjisi artırılırsacismin sıcaklığı artmaz Cismin sıcaklığını artırmak için verilmesi gereken enerji çeşidine ısı enerjisi denirQ ile gösterilir Isı bir enerji türü olduğu için,enerji birimleri ısı birimi olarak alınabilir 1 kalori(1 cal):1 gram suyun sıcaklığını 1 derece değiştirmek için verilmesi yada alınması gereken ısı miktarına denir 1 cal =4,18 joule Isı alıp veren maddelerde şu değişiklikler olur: ASıcaklık değişimi BHal Değişimi CBoyut değişimi(Genleşme) A)Sıcaklık Değişimi Sıcaklık değişimi sırasında maddenin aldığı ya da verdiği ısı nelere bağlıdır? 1)10 gram suyun sıcaklığını 1 derece artırmak için verilmesi gereken ısı Q kalori ise,20 gram suyun sıcaklığını 1 derece artırmak için gereken ısı 2Q kaloridirO halde maddenin alacağı ısı(madde soğuyorsa verdiği ısı) cismin kütlesiyle doğru orantılıdır 2)Bir cismin sıcaklığını 10 derece artırmak için gereken enerji Q kalori ise,aynı cismin sıcaklığını 20 derece artırmak için gereken ısı 2Q kaloridirO halde maddenin alacağı ısı (madde soğuyorsa verdiği ısı) sıcaklık artışı ile doğru orantılıdır 3)Kütleleri eşit,değişik türden maddelerde farklı sayıda tanecik bulunurÇünkü,farklı maddelerin taneciklerinin büyüklükleri farklıdırO halde kütleleri eşit,farklı maddelerin sıcaklığını artırmak için,yani taneciklerin ortalama kinetik enerjilerini artırmak için,verilmesi gerekli ısı da farklı olacaktırDemek ki,maddenin alacağı ısı enerjisi,maddenin cinsine de bağlıdırMaddenin cinsini simgeleyen bu değere,o maddenin öz ısısı denirÖz ısı c ile gösterilir Öz ısı(c):Bir cismin birim kütlesinin sıcaklığını 1 derece değiştirmek için gerekli ısı miktarına öz ısı denirHer madde için farklı farklıdırDolayısıyla öz ısı,maddeler için ayırt edici bir özelliktir Sonuç olarak; Bir cismin m gramının sıcaklığını T kadar artırmak için verilmesi gerekli ısı miktarı(veya T kadar azaltmak için cisimden alınması gerekli ısı miktarı) Q= mc T bağıntısı ile hesaplanır Burada, Q:Cismin sıcaklığını artırmak için veya azaltmak için verilmesi gereken enerji miktarıdır (cal) m:Isınan ya da soğuyan cismin gram cinsinden kütlesi c:Cismin öz ısısı (cal/g0C) T:Maddenin sıcaklığındaki değişme miktarıdırYani sıcaklığındaki artma ya da azalma miktarıdır( 0C) T sıcaklık farkı bulunurken büyük sıcaklıktan küçük sıcaklık çıkartılır Formülden de anlaşıldığı gibi,öz ısı maddenin kolay ya da zor ısındığını gösterirÖz ısısı küçük olan maddeler kolay ısınırYani daha az ısı vermek gerekirÖz ısısı büyük olan maddeler zor ısınırDolayısıyla daha çok ısı vermek gerekir Isı sığası(mc):Bir maddenin kütlesi ile öz ısısının çarpımına ısı sığası veya su cinsinden kütle değeri denirProblem çözümünde mc verilirse madde ne olursa olsun,onun yerine m kadar su varmış gibi düşünülür Isı Alışverişi Isıca yalıtılmış bir ortamda,sıcaklığı yüksek olan madde,sıcaklığı düşük olan maddeye ısı verirBu ısı aktarılması sonucunda alınan ısı,verilen ısıya eşit olur Q alınan= Q verilen Alınan ısı,verilen ısıya eşit olmasına rağmen ısı sığaları farklı ise sıcaklık değişimleri eşit olmazIsı sığaları eşit ise sıcaklık değişimleri de eşit olurFakat son sıcaklıklar daima eşit olur *Sıcaklıkları T1 ve T2 olan aynı cins maddeden eşit kütlede karıştırılırsa,karışımın son sıcaklığı, t karışım= T1 + T2 olur 2 B)Hal Değişimi Katılar ısıtılınca molekülleri hızlanır,aralarındaki bağlar gevşer ve sıvılaşırSıvı molekülleri arasındaki bağlar ise ısıtılınca koparak serbest hale gelir yani gaz haline geçer Bu olayların tersi de meydana gelirYani gaz halindeki bir maddeden ısı alınırsa molekülleri birbirine bağlanmayla başlar ve dolayısıyla sıvılaşmaya geçerlerSıvı halindeki bir maddeden de yeteri kadar ısı alınırsa,molekülleri arasındaki mesafe azalır ve bağ kuvvetlenirBu olaylara hal değişimi denirHal değişimi olaylarında kinetik enerji değişmemekle birlikte,potansiyel enerji değişir Erime ve Donma Olayı Katı haldeki bir maddeye ısı verildiğinde sıcaklığı artarSıcaklığındaki artış miktarı, Q=mcT bağıntısı ile bulunur