Isı Ve Sıcaklık

ISI VE SICAKLIK

Bir cisimden başka bir cisme, sıcaklık farkı sonucunda aktarılan enerji Farklı sıcaklıklardaki iki cisim yan yana getirildiğinde, ısı daha sıcak cisimden daha soğuk olanına aktarılır Bu enerji aktarımı sonucunda, her zaman olmasa da genellikle, daha soğuk olan cismin sıcaklığı artar, daha sıcak olanınki ise düşer Cisimler, bir fiziksel durumdan ötekine geçerken, yani katı halden sıvı hale (erime), katı halden buhar haline (süblimleşme), sıvı halden buhar haline (kaynama) ya da katı halden bir başka katı hale (genellikle kristal geçiş olarak adlandırılır) dönüşürken, sıcaklıklarında herhengi bir artış olmadan ısı soğurabilirler Isı ve sıcaklık arasındaki önemli ayrım (ısı bir enerji biçimi, sıcaklık ise bir cisimde bulunan ısı enerjisi miktarının ölçüsüdür), 18 ve 19 yüzyıllar içinde açıklığa kavuşturuldu

Termodinamik çerçevesinde, ısı kavramı enerji kavramından dikkatli bir biçimde ayrıştırılmıştır

Bir enerji biçimi olarak ısı Isı da içinde olmak üzere tüm enerji biçimleri işe çevrilebildiğinden, enerji miktarları, joule, kilowatt-saat ya da kalori gibi iş birimleriyle ifade edilir Bir cisme eklenen ya da cisimden alınan ısı miktarı ile bunun cismin hali üzerindeki etkisinin büyüklüğü arasında kesin bir ilişki vardır En yaygın kullanılan iki ısı birimi, kalori ve British Thermal Unit'tir (BTU) Kalori (ya da gram-kalori), bir gram suyun sıcaklığını 14,5 C derece'den 15,5 C derece'ye çıkartmak için gerekli olan enerji miktarıdır; BTU ise, bir libre (45,36 grama karşılık gelen İngiliz ağırlık ölçüsü) suyun sıcaklığını 63 F derece'den (İngilizce konuşulan ülkelerde kullanılan Fahrenheit sıcaklık ölçeği; 1 F derece=[9/5*C derece ]+32) 64 F derece'ye çıkartmak için gerekli olan enerji miktarıdır

Bir BTU, yaklaşık 252 kaloriye eşittir Her iki tanım da, sıcaklık değişimlerinin bir atmosferlik sabit basınç koşulu altında ölçülmesi gerektiğini belirtir; çünkü, ilgili enerji miktarları basınca da bağlıdırBesinlerin enerji içeriğini ölçmekte kullanılan kalori, kilogram-kaloridir ve 1000 gram-kaloriye eşittir

Bir cismin birim kütlesinin sıcaklığını belirli bir sıcaklık dilimi içinde yükseltmek için gerekli olan enerjiye, cismin ısı sığası ya da özgül ısı (ısınma ısısı) denir Bir cismin sıcaklığını bir dereceye yükseltmek için gerekli olan enerji miktarı, koşullara bağlı olarak değişir

Eğer ısı sabit hacimde tutulan bir gaza ekleniyorsa, bir derecelik sıcaklık artışı için gerekli olan ısı miktarı, aynı gazın serbestçe genleşebilecek ve böylece iş yapabilecek bir ortamda bulunması (örn içinde hareketli bir piston bulunan bir silindire yerleştirilmesi) durumunda gerekecek olan ısı miktarından daha azdır Birinci durumda enerjinin tümü gazın sıcaklığının arttırılmasında kullanılır, ama ikinci durumda enerji yalnızca gazın sıcaklığını arttırmakla kalmaz ama aynı zamanda gazın piston üzerinde iş yapması için gerekli olan enerjiyi de sağlar Böylece, cismin özgül ısısı bu koşullara bağımlı duruma gelir

En yaygın olarak belirlenen özgül ısılar, sabit hacimdeki özgül ısı ve sabit basınçtaki özgül ısıdır 1819'da Fransız bilim adamları Pierre-Louis Dulong ve Alexis-Therese Petit, çoğu katı elementin ısı sığasının, atom ağırlıklarıyla yakından ilişkili olduğunu gösterdiler Dulong-Petit yasası metal haldeki bazı elementlerin atom ağırlıklarının belirlenmesinde kullanışlıdır, bu yasadan sapmalar daha sonraları kuvantum mekaniği temelinde açıklanmıştır


Bir cismin içerdiği ısı miktarından söz etmek anlamsızdır, çünkü ısı, aktarılan enerjiye özgüdür Bir cisimde depolanan enerji ısı değildir (iş de değildir, çünkü iş aktarım halindeki enerjidir) Ama, duyulur ve gizli ısı terimleri kullanılagelmiştir Buharlaşma ısısı da denilen gizli ısı, bir sıvıyı sabit sıcaklık ve basınç altında buhara dönüştürmek için gerekli olan enerji miktarıdır Katı bir cismi eriterek sıvı hale getirmek için gerekli olan enerjiye erime ısısı ve doğrudan buhar hale getirmek için gerekli olan enerjiye de süblimleşme ısısı denir; bu dönüştürmelerin hepsi de, sabit sıcaklık ve basınç koşulları altında gerçekleştirilir


Hava çeşitli gazların ve su buharının bir karışımıdır ve içerdiği suyun fazının değişmesi, yani sıvı ya da katı hale dönüşmesi olanaklıdır Faz değişimlerine ilşkin enerji (gizli ısı) ile sıcaklık değişimleri için gerekli olan enerjiyi birbirinden ayırt etmek için duyulur ısı kavramı geliştirilmiştir Bir su buharı ve hava karışımında, faz değişikliğine yol açmadan karışımın sıcaklığını belirli bir ölçüde değiştirmek için gerekli olan enerjiye duyulur ısı denir


Kalori gibi birimler ısı akımının incelenmesinde çok önceden beri kullanılmaya başlanmıştır Kalori için ''cal'' sembolü kullanılırÇünkü ısıyı kütlesi belli bir suya iletip sudaki sıcaklık yükselişini ölçmek suretiyle enerji miktarını hesaplamak çok kolay bir izlem idi Kilokalori denilen, ya da büyük kcal yazılan, daha büyük bir birim vardır Bu 1000 kaloriye eşittir Büyük kalori bugün besinlerin enerji değerini ölçmekte çok kullanılan bir birimdir
__________________

Paylaşım İçin Teşekkürler