İsı, İsı Ve Sıcaklık,İsı Alış-Verişi

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-28-2012

Isı Alış-Verişi

Sıcaklıkları farklı iki cisim birbiriyle temas ettiğinde, ısı alışverişinde bulunurlar

Örneğin sıcak bir cismi soğuk suya atarsanız; cisim soğurken, su biraz ısınır

Isı enerjisi sıcak cisimden soğuk cisme akmıştır

Isı alışverişi cisimler aynı sıcaklığa gelince biter

Bu sıcaklığa denge sıcaklığı denir

Isıca yalıtılmış bir ortamda Sıcak cismin verdiği ısı enerjisi soğuk cismin aldığı ısı enerjisine eşit olmalıdır

Bu ilkeyle denge sıcaklığı hesaplanabilir

Örneğin 70 0C sıcaklıktaki suya 30 0C sıcaklıkta bir metal atılırsa, ıcak su soğuk metali biraz ısıtırken kendisi soğur ve arada bir sıcaklıkta buluşurlar

Yani su ve metalin son sıcaklıkları 30 ve 70 0C arasında olur

Peki tam olarak kaç derece olur? Bunun hesaplanabilmesi için, suyun verdiği ısı metalin aldığı ısıya eşitlenir

Qalınan = Qverilen

Alınan enerji Q1 = m

c

Dt = m1

c1

(t-t1) Verilen enerji: Q2 = m

c

Dt = m2

c2

(t2 - t)
Bu ısılar birbirine eşitlendiğinde, t değeri yani son sıcaklık bulunur

m1

c1

(t-t1) = m2

c2

(t2 - t)

Bu denklemdeki m

c değeri o maddenin ısı sığasını gösterir

Isı sığası C harfi ile gösterilir

birimi cal/0C tır

Isı sığasının tanımı: bir maddenin sıcaklığını 1 0C arttırmak için gereken ısı enerjisidir

Maddenin 1 gramının değil, tamamının sıcaklığını 1 0C arttırmak için gereken ısı

Bu tanımdan ısı sığası formülünün C=m

c olacağı bulunur

c, özısı; m: kütledir

O halde yukarıdaki formülü ısı sığası (C) ile yeniden yazarsak;

C1

(t-t1) = C2

(t2 - t)

Yandaki animasyonda sıcaklıkları 100 ve 40 santigrad olan iki cisim görülüyor

Animasyonu başlattığınızda, sıcak cisim ile soğuk cisim birbirine yaklaşacak ve birbirine temas edecek

Temas halinde sıcak cisim soğurken soğuk cisim ısınır

Yani ısı sıcak cisimden sopuk cisme geçer

Sonunda iki cisim ortak bir sıcaklıkta buluşurlar

Bu sıcaklığa denge sıcaklığı denir

Bir kere sıcaklıklar eşitlenirse, artık ısı transferi olmaz

Yani ısı alışverişi bitmiştir

Animasyonada 100 ve 40 santigrad sıcaklıktaki cisimlerin denge sıcaklığı 70 çıkıyor

Demekki bu cisimlerin ısı sığaları eşit

Çünkü 100 ile 40 ın tam ortası 70 dir

Isı sığası büyük olanın sıcaklığı daha az değişir ve denge sıcaklığı onun ilk sıcaklığına yakın olur

Yandaki animasyonda sıcaklıkları 100 ve 40 santigrad olan iki cisim görülüyor

Bu kez kırmızı cismin ısı sığası diğerininkinin iki katı

Bu durumda ısı sığası büyük olan iki kat yavaş sıcaklığını değiştirecek

Mesela kırmızının sıcaklığı 5 derece azalmıışsa, Mavininki 10 derece artacak

Denge sıcaklığı kırmızınınkine iki kat yakın olacak

Kırmızının sısı sığası: 2C ise mavininki C dir

O halde ısı alışverişi yapan özdeş üç cisim var gibi düşünebiliriz

Yani 2 tane kırmızı (100 derece) 1 tane mavi (40 derece)

Bu üç özdeş cismin ortak sıcaklığı sıcaklıklarının aritmetik ortalaması olur

Yani 100 , 100, 40 sayılarının ortalamsı 80 dir

Denge sıcaklığı 80 santigrad

10-28-2012	#2
Prof. Dr. Sinsi	İsı, İsı Ve Sıcaklık,İsı Alış-Verişi Isı Alış-Verişi Sıcaklıkları farklı iki cisim birbiriyle temas ettiğinde, ısı alışverişinde bulunurlar Örneğin sıcak bir cismi soğuk suya atarsanız; cisim soğurken, su biraz ısınır Isı enerjisi sıcak cisimden soğuk cisme akmıştır Isı alışverişi cisimler aynı sıcaklığa gelince biter Bu sıcaklığa denge sıcaklığı denir Isıca yalıtılmış bir ortamda Sıcak cismin verdiği ısı enerjisi soğuk cismin aldığı ısı enerjisine eşit olmalıdır Bu ilkeyle denge sıcaklığı hesaplanabilir Örneğin 70 0C sıcaklıktaki suya 30 0C sıcaklıkta bir metal atılırsa, ıcak su soğuk metali biraz ısıtırken kendisi soğur ve arada bir sıcaklıkta buluşurlar Yani su ve metalin son sıcaklıkları 30 ve 70 0C arasında olur Peki tam olarak kaç derece olur? Bunun hesaplanabilmesi için, suyun verdiği ısı metalin aldığı ısıya eşitlenir Qalınan = Qverilen Alınan enerji Q1 = mcDt = m1c1(t-t1) Verilen enerji: Q2 = mcDt = m2c2(t2 - t) Bu ısılar birbirine eşitlendiğinde, t değeri yani son sıcaklık bulunur m1c1(t-t1) = m2c2(t2 - t) Bu denklemdeki mc değeri o maddenin ısı sığasını gösterir Isı sığası C harfi ile gösterilir birimi cal/0C tır Isı sığasının tanımı: bir maddenin sıcaklığını 1 0C arttırmak için gereken ısı enerjisidir Maddenin 1 gramının değil, tamamının sıcaklığını 1 0C arttırmak için gereken ısı Bu tanımdan ısı sığası formülünün C=mc olacağı bulunur c, özısı; m: kütledir O halde yukarıdaki formülü ısı sığası (C) ile yeniden yazarsak; C1(t-t1) = C2(t2 - t) Yandaki animasyonda sıcaklıkları 100 ve 40 santigrad olan iki cisim görülüyor Animasyonu başlattığınızda, sıcak cisim ile soğuk cisim birbirine yaklaşacak ve birbirine temas edecek Temas halinde sıcak cisim soğurken soğuk cisim ısınır Yani ısı sıcak cisimden sopuk cisme geçer Sonunda iki cisim ortak bir sıcaklıkta buluşurlar Bu sıcaklığa denge sıcaklığı denir Bir kere sıcaklıklar eşitlenirse, artık ısı transferi olmaz Yani ısı alışverişi bitmiştir Animasyonada 100 ve 40 santigrad sıcaklıktaki cisimlerin denge sıcaklığı 70 çıkıyor Demekki bu cisimlerin ısı sığaları eşit Çünkü 100 ile 40 ın tam ortası 70 dir Isı sığası büyük olanın sıcaklığı daha az değişir ve denge sıcaklığı onun ilk sıcaklığına yakın olur Yandaki animasyonda sıcaklıkları 100 ve 40 santigrad olan iki cisim görülüyor Bu kez kırmızı cismin ısı sığası diğerininkinin iki katıBu durumda ısı sığası büyük olan iki kat yavaş sıcaklığını değiştirecek Mesela kırmızının sıcaklığı 5 derece azalmıışsa, Mavininki 10 derece artacak Denge sıcaklığı kırmızınınkine iki kat yakın olacak Kırmızının sısı sığası: 2C ise mavininki C dir O halde ısı alışverişi yapan özdeş üç cisim var gibi düşünebiliriz Yani 2 tane kırmızı (100 derece) 1 tane mavi (40 derece) Bu üç özdeş cismin ortak sıcaklığı sıcaklıklarının aritmetik ortalaması olur Yani 100 , 100, 40 sayılarının ortalamsı 80 dir Denge sıcaklığı 80 santigrad