Bilgi Diyarı

Aşağıdaki Kutu ile Sonsuz Bilgi Diyarı'nda İstediğinizi Arayabilirsiniz...

Isı ve ısı iletimi

  • Okunma : 692

Isı ve ısı iletimi, Eski dönemlerde ısının bir madde olduğu düşünülüyor, sıcak bir nesne daha soğuk bir nesneyle temas ettirildiğinde, "flojiston" denilen görünmez bir öğenin soğuk nesneye girerek onu ısıttığına inanılıyordu. Günümüzdeyse, ısının bir enerji biçimi olduğu bilinmektedir. Kinetik madde kuramına göre, ısı, bütün maddeleri oluşturan atomların ve moleküllerin sürekli hareketinin ve titreşiminin sonucudur. Sıcaklıkları farklı olan nesneler arasında ısı aktarımı, sıcak nesnenin parçacıklarının ortalama hareketinde azalma, daha soğuk nesnenin parçacıklarının ortalama hareketindeyse artma olmasını gerektirir.

Soğuk, ısının olmamasıdır. Olabilecek en düşük sıcaklık, mutlak sıfır denilen -273,15 °C'tır. Bu sıcaklıkta bütün molekül hareketleri durur. Mutlak sıfıra derecenin birkaç milyonda biri kadar yaklaşan sıcaklıklar elde edilmiş olmasına karşın, mutlak sıfıra ulaşmak olanaksızdır.

Isı niceliksel olarak ölçülebilir. Başlıca ısı birimleri kalori(cal) yada İngiliz ısı birimidir(BTU). Sıcaklık,ısı şiddetinin ölçümüdür; ama bu, sıcaklığı yüksek olan bir nesnenin ısı içeriğinin, sıcaklığı daha düşük olan bir nesnenin ısı içeriğinden her zaman mutlaka fazla olacağı anlamına gelmez. Nesnelerin içerdikleri ısı enerjisi miktarını, o nesnelerin sıcaklıklarının yanı sıra, büyüklükleri va yapıldıkları maddeler de belirler. Isı enerjisi doğal olarak tek yönde, yani sıcak nesnelerden daha soğuk nesnelere doğru akar. Isı aktarımının bu doğal yönünü tersine çevirmek için, özel yapılmış aygıtlar gereklidir.

Isı aktarımı. Isı aktarımı terimi, maddedeki ısı enerjisinin sıcaklık farkları nedeniyle akışı anlamına gelir. Isı, ister molekül hareketi, ister elektromagnetik ışıma biçiminde olsun, bir cisimden öbürüne akarken, ısı aktarımına ilişkin belirli doğa yasalarına uyar. Bu akış, iletim, taşınım ya da ışınım yoluyla olur. Termodinamik bilimi, ısı akışı oranı ile sıcaklık farkları ve maddi özellikler arasında ilişki kurar. Enerji kullanan herhangi bir aygıtın verimli çalışması, bazı ısı aktarımı oranlarının azaltılmasına, bazılarının da artırılmasına dayanabilir. Sözgelimi, evde kullanılan bir ısıtma sistemi, yapının duvarlarından olan ısı yitimi en aza indirildiği ve yanan yakıttan eve ısı aktarımı oranı en yükseğe çıkarıldığı zaman, en verimli biçimde çalışır.

İletim. İletimle ısı aktarımı, maddedeki ısı enerjisinin molekül çarpışmalarıyla akmasıdır. Sözgelimi, bir metal çubuğun bir ucu aleve tutulursa, ısı çubuk boyunca iletilir. Bu iletimi, çubuğun kızgın ucundaki metal moleküllerinin uyarılması ya da titreşimlerinin artması başlatır. Uyarılan moleküller başka moleküllerle çarpışarak onları da uyarır. Bu süreç, ısı enerjisini çubuk boyunca geçirir ve çubuğun iki ucu arasındaki sıcaklık farkı korunduğu sürece devam eder.

Taşınım. İletimin, enerjinin mikroskopik ölçekte ya da atom ölçeğinde aktarılmasından oluşmasına karşılık, taşınımla ısı aktarımı, büyük miktarlardaki maddenin hareketinden ileri gelir. Isı enerjisi aldıklarında önemli ölçüde genleşebilen ve madde akışı akıntıları oluşturabilen gazlarda ve akışkanlarda, taşınım olayı önemlidir. Sözgelimi, sobanın üstünde ısıtılan bir tencerede, suda taşımımla ısı aktarımı oluşur. Tencerenin dibindeki su, iletim yoluyla tencereden ısı enerjisi alır. Sonra, bu bölgedeki su, ısıl genleşme geçirerek, çevredeki daha yoğun su tarafından yukarı doğru kaldırılır. Daha hafif olan su, bu taşınım süreciyle, ısı enerjisini tencerenin her yanına taşır.

Işınım. Işınımla ısı aktarımı, ısı enerjisinin elektromagnetik dalgalarla akışından oluşur. Bu yolla, boşlukta bile ısı aktarımı gerçekleştirilebilir. (Bu nedenle, ışınım, iletimden ve taşımından temelde farklıdır: Maddenin varlığına bağımlı değildir.) Enerjinin kaynağı, enerjiyi alan maddeden daha sıcak bir madde olmalıdır.