Isı Enerjisi Konusundaki çağdaş Görüş

Isı Enerjisi Konusundaki çağdaş Görüş

Önce sıcak, sonra soğuk bir cisme dokunursak aralarındaki sıcaklık farkını algılayabilir ve cisimlerin sıcaklığını termometreyle ölçebiliriz (bak Termometre)
Bütün maddeler molekül denen çok küçük atom gruplarından oluşmuştur (bak MOLEKÜL) Bu moleküller her an hızlı ve gelişigüzel bir çalkalanma hareketi yapar Gazların mo

lekülleri, katı ve sıvılarla karşılaştırıldığında, birbirinden oldukça uzaktır ve bulundukları hacim içinde serbestçe hareket edebilir Bu arada hem birbirleriyle çarpışır, hem de bulundukları kabın çeperlerine çarparlar Gazın sıcaklığı arttıkça moleküllerin hareketi de hızlanır
Sıvılarda moleküller daha sıkışık durumda oldukları için gazlardaki kadar serbest hareket edemez ve birbirleriyle daha sık çarpışırlar İçinde çok küçük toz parçacıkları bulunan bir bardak suya parlak bir ışık tutulduğunda, sıvı moleküllerinin hareketi incelenebilir Bu suya bir mikroskopla bakılırsa toz parçacıklarının her yöne doğru hızla hareket ettiği görülür Bu hareketin nedeni, görülemeyecek kadar küçük olan milyonlarca su molekülünün hızla hareket ederken toz parçacıklarına çarpmasıdır Aralarında hemen hiç boşluk olmayan katı moleküller yerlerini değiştiremez, ancak bulundukları yerde sürekli bir titreşim hareketi yapabilir

Katı, sıvı ya da gaz durumundaki herhangi bir maddenin sıcaklığı ne kadar yüksekse moleküllerinin ortalama hızı, dolayısıyla toplam enerjisi de o kadar fazladır Bir maddedeki moleküllerin toplam enerjisine o maddenin iç enerjisidenir Bir maddeye dışarıdan enerji verilmesi maddenin iç enerjisini artıracağı için sıcaklığını da artırır
Bir maddeye enerji vermenin yollarından biri o madde üzerinde bir iş yapmaktır Örneğin Joule'ün deneyinde olduğu gibi suyun karıştırılması su moleküllerinin daha hızlı hareket etmesine yol açar ve böylece suyun sıcaklığı yükselir Bir maddeye enerji vermenin başka bir yolu da ona ısı enerjisi aktarmaktır Kızgın bir demir çubuk suya daldırıldığında, demir moleküllerindeki ısı enerjisi su moleküllerine geçer Böylece su molekülleri daha hızlı hareket etmeye başlar ve suyun sıcaklığı yükselir: Sıcaklığın ne kadar yükseleceği suyun miktarına bağlıdır

Eğer bir maddede moleküllerin titreşimi durursa maddenin iç enerjisi sıfırlanır ve sıcaklığı olabilecek en düşük düzeye iner Mutlak sıfır denen bu sıcaklık 273°C dolayındadır; yani suyun donma noktasının 273°C altındadır Gerçi bugüne kadar mutlak sıfır noktasına ulaşılamamıştır, ama bilim adamları bu sıcaklığın milyonda bir ya da iki derece üzerindeki sıcaklıkları elde edebiliyorlar Bu çok düşük sıcaklıklarda maddenin özelliklerinde ve davranışında çok ilginç değişiklikler olur Örneğin bazı iletkenlerden bir kez elektrik akımı geçmeye başladığında bu akış neredeyse sonsuza kadar sürer; çünkü iletkenin direnci tümüyle yok olmuştur Gene bu düşük sıcaklıklarda moleküller hemen hemen tümüyle hareketsiz oldukları için birbirleriyle çarpışamaz, dolayısıyla maddeler arasında hiçbir kimyasal tepkime olmaz (Ayrıca bakDÜŞÜK SICAKLIKLAR FİZİĞİ)

Buna karşılık sıcaklığın en çok kaç dereceye yükselebileceği konusunda bilinen herhangi bir sınır yoktur Metalleri kesmek ya da kaynak yapmak için kullanılan oksiasetilen hamlacının alevi ile gene kaynak işlerinde kullanılan elektrik arkının sıcaklığı 1800°C ile 4000°C arasında değişir Nükleer tepkimelerde ise milyonlarca derecelik sıcaklıklara ulaşılabilmiştir (Ayrıca bak NÜKLEER ENERJİ)
Kimyasal tepkimelerde de ısı oluşabilir Bir kibritin yanmasıyla ısı enerjisi açığa çıktığı için bu, ısıveren ya da eksotermik bir tepkimedir Gerçekleşebilmesi için ısı enerjisi gerektiren kimyasal tepkimeler ise, örneğin içindeki demir metalini ayırmak üzere bir demir cevherinin ısıtılarak eritilmesi, ısıalan ya da endotermik bir tepkimedir