ISI VE SICAKLIK NEDİR

Isı, sıcaklıkları farklı maddeler arasında alınıp verilen enerjinin adıdır. Maddenin, katı, sıvı veya gaz fazında oluşundan bağımsız bir biçimde ısı, enerjisi yüksek olan maddeden daha düşük olan maddeye doğru hareket eder. Buna ısı alışverişi denir. Isı enerjisinin birimi joule ( j ) ya da kalori (cal)'dir. Kalori, atmosfer basıncında 1 gram suyun sıcaklığını 1°C artırmak için gerekli olan enerji miktarıdır ve 1 kalori 4,18 joule eşittir. Sıcaklık ise hissedilebilir bir büyüklük olarak suyun donma derecesi olan sıfır dereceyi referans alır ve maddenin sıcaklığı termometrenin üzerindeki sıcaklık ölçeğinden okunur. Bir cismin sıcaklığı moleküllerinin titreşim hızına bağlıdır. Molekülleri ne kadar hızlı titreşirse cisim o kadar sıcak, ne kadar yavaş titreşirse cisim o kadar soğuk olur. Sıcaklığın yüksek olduğu taraftan düşük olduğu tarafa doğru geçme eğilimi gösteren ısı, bu geçiş esnasında, mekânlar arasındaki malzemelerin ısı iletkenlik katsayılarına ve kalınlıklarına bağlı olarak bir dirençle karşılaşır. En genel anlamda ısı yalıtımı, ısı geçişini azaltan bir dirençtir. Isı geçişi iletim, tasınım ve ısınım yolu ile 3 şekilde meydana gelmektedir.

İLETİM 

Isının iletim yoluyla yayılması katılarda olur. Herhangi bir katı cismin ısı enerjisini alan molekülü kazandığı bu enerjinin bir kısmını bağlı olduğu moleküllere aktarır. Isı aktarılan moleküllerin de bağlı oldukları diğer moleküllere bu enerjiyi aktarmalarıyla ısı taşınım devam eder. Bu tip ısı iletiminin bir diğer adı da “Kondüksiyon” dur. Isı iletimi katı maddeler özellikle metaller için ayırt edici bir özelliktir. 

TAŞINIM 

Taşınım; hareket sıvı ve gaz hâlindeki hareket edebilen moleküllerin ısı enerjisini aktarma biçimidir. ısınan maddelerin hacmi artar ve yoğunluğu azalır. Yoğunluk farklılıkları gaz ya da sıvı kütle içinde moleküllerin yer değiştirmesine neden olur. Moleküllerin bu hareketi ile ısı enerjisi konum değiştirir, bir yerden diğerine taşınır. Bu ısı taşınımı enerjinin yüksek olduğu bölgeden düşük olduğu bölgeye doğrudur ve ister sıvı ister gaz hâlinde olsun maddenin taşınım özelliğini gösterir. Bir ısıtıcıya temas eden hava moleküllerinin yükselerek hareket etmesi ve daha yüksek konumdaki soğuk hava molekülleriyle yer değiştirmesi, soğuk hava moleküllerinin ısıtıcı yüzeyine çarparak ısı enerjisini alması ve yukarıya doğru hareket etmesi taşınım yoluyla enerji aktarımına örnek olarak verilebilir. Aynı şekilde ısıtılmakta olan bir kap içindeki sıvı molekülleri de ısındıkça yoğunlukları azalmakta, yukarıya doğru hareket etmekte ve daha yüksek yoğunluğa sahip moleküllerle yer değiştirmektedir. 

IŞINIM

Enerjinin elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar şeklinde yayılımına ya da iletimine ışınım ya da termal radyasyon denir. Isı enerjisini depolamış cisimler ultraviyole, infrared, mikrodalgalar ve radyo dalgaları gibi birçok elektromanyetik dalgalar yayarak ısıl ışıma yaparlar. Madde enerji yayarak taşı-makta olduğu ısı enerjisini bir başka maddeye aktarabilmektedir. 

O Kelvin ya da -273°C nin üzerinde sıcaklığa sahip her cisim ışıma ile enerji yaymaktadır. Işıma sırasında ısı transferi için katı-sıvı ya da gaz gibi herhangi bir başka maddeye ihtiyaç yoktur. Boşlukta dahi ışıma ile transfer mümkün olabilmektedir. Güneş ışınlarının yeryüzündeki etkisi ya da herhangi bir ışık kaynağının yaydığı ısı enerjisi bu duruma örnek olabilir.