Isı, Sıcaklık ve Isı Aktarım Yolları (9. Sınıf) Konu Notu

Konu Özeti

Bu konuda maddeyi oluşturan taneciklerin enerjisini, sıcaklık ile ısı arasındaki farkı ve enerjinin bir cisimden diğerine nasıl aktarıldığını öğreneceksin. Günlük hayatta çaydanlığın ısınması, kışın radyatörün odayı ısıtması ve termosun sıcak kalması bu konunun parçalarıdır. Konuyu anlayınca bu olayları fen bilimsel bir dille açıklayabilirsin.

Temel Kavramlar

Maddeyi oluşturan taneciklerin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamına iç enerji denir. Sıcaklık, taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Isı ise sıcaklıkları farklı iki cisim arasında sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerjidir.

• Isı yüksek sıcaklıklı cisimden düşük sıcaklıklı cisme doğru kendiliğinden akar.
• Cisim ısı alırsa taneciklerin hareketi hızlanır ve iç enerjisi artar; ısı verirse iç enerjisi azalır.
• Sıcaklık maddenin miktarına bağlı değildir; ısı ve iç enerji miktara bağlıdır.
• Aynı sıcaklıktaki 1 L ve 10 L suyun iç enerjileri farklıdır, çünkü kütleleri farklıdır.

Isının birimi joule (J) veya kalori (cal) olup 1 cal ≈ 4,18 J'dür. Sıcaklık birimi kelvin (K) veya °C'dir. Öz ısı, 1 g maddenin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gereken ısıdır ve maddenin ayırt edici özelliğidir.

Q = m · c · ΔT

Q ısı, m kütle, c öz ısı ve ΔT sıcaklık değişimidir (son − ilk). Cismin ısı sığası ise C = m · c olarak tanımlanır.

Hâl değişimi sırasında saf bir maddenin sıcaklığı sabit kalır ve alınan veya verilen ısı taneciklerin dizilişini değiştirir. Bu ısıya gizli ısı denir ve şu formülle hesaplanır.

Q = m · L

Erime ve donma sıcaklığı aynıdır, kaynama ve yoğuşma sıcaklığı da aynıdır. Kaynama sıcaklığı dış basınca bağlıdır.

Isı üç yolla aktarılır: iletim, konveksiyon ve ışıma. İletimde taneciklerin titreşimi komşu tanecikleri etkiler ve madde taşınmaz; bu yol özellikle katılarda görülür. Aşağıdaki şemada metal çubuğun sol ucundan sağ ucuna ısı iletimi gösterilmektedir.

Konveksiyonda ısınan akışkan genleşir, yoğunluğu azalır ve yükselir; yerine soğuk akışkan iner. Bu sürekli dolaşım bir döngü oluşturur. Bu yol sıvı ve gazlarda görülür.

Işıma, elektromanyetik dalgalarla yayılır ve maddesel ortam gerektirmez. Güneş'ten Dünya'ya enerji bu yolla gelir.