Isı - Sıcaklık ve Genleşme

Bir madde katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç hâlde bulunabilir. Madde hangi hâlde olursa olsun, madde tanecikleri daima hareket halindedir. Bu hareketler maddenin bulunduğu hâle göre değişebilir.

Sıcaklıkları farklı olan maddeler arasında alınıp verilen, diğer bir ifadeyle transfer edilen enerjiye ısı enerjisi denir. Isının bir maddeden diğerine aktarımına ısı alışverişi denir.

Bir maddenin taneciklerinin sahip olduğu tüm enerjilerinin toplamına iç enerji denir. İç enerjiye madde taneciklerinin öteleme, dönme ve titreşimden kaynaklanan kinetik enerji, moleküllerdeki potansiyel enerji ile moleküllerin birbiriyle etkile

Evrende gerçekleşen olaylar farklı farklı sıcaklıklarda gerçekleşmektedir. Teorik olarak evrende bilinen en yüksek sıcaklık Güneş merkezinin sıcaklığıdır. Bu sıcaklık değeri 14 milyon derece celciustur.

Herhangi bir termometrenin gösterdiği sıcaklık aralığı sınırlıdır. Örneğin cıvalı termometre, cıvanın donma noktasının –39 °C altındaki sıcaklıklarda bir değer gösteremez.

Termometrelerin yapımında genelde maddelerin genleşme özelliklerinden yararlanılır. Fakat bazı termometrelerin yapımında basınç, renk, direnç ve benzeri özelliklerdeki değişiklikler de dikkate alınır.

Soğuk ve sıcak su ısıca yalıtılmış bir kapta karıştırılarak karışımın sıcaklığı ölçüldüğünde bu değerin iki sıcaklık arasında bir değer olduğu görülür.

Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 °C artırmak için gereken ısı miktarına özgül ısı denir. Özgül ısıya ısınma ısısı ya da öz ısı da denir. Özgül ısı c ile gösterilir ve maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Yani

Bir maddenin kütlesi ile özgül ısısının çarpımına (m * c) ısı sığası denir. Isı sığası madde miktarına bağlı olup ayırt edici özellik değildir.

Katı maddelerde ısı, iletim yoluyla yayılır. Isı alan katı taneciklerinin (molekül ya da atomların) hareket enerjileri artar. Dolayısıyla tanecikler daha hızlı titreşir. Titreşen tanecikler çevrelerindeki diğer tanecikleri de titreştirir

Isının konveksiyon yoluyla yayılması sıvı ve gazlarda gerçekleşir. Konveksiyon, ısınan madde taneciklerinin yer değiştirerek ısı enerjisini bir yerden başka bir yere taşımaları esasına dayanır.

Kaynaktan çıkan ısı enerjisi etrafa görünür veya görünmez ışınlarla yayılır. Isının bu şekilde yayılmasına, ışıma (radyasyon) ile yayılma denir. Tüm sıcak cisimlerden ışıma yoluyla etrafa ısı yayılır.

Hal değişimiz; erime, donma, kaynama ve buharlaşma. Maddenin en küçük yapıtaşının atom olduğunu biliyoruz. Maddeler, atomlardan ya da atomların bir araya gelmesiyle oluşan moleküllerden meydana gelmiştir. Şimdiye kadar tanecik olarak adlan

Bir madde belirli sıcaklık ve basınç değerlerinde aynı ortamda hem sıvı hem katı hâlde bulunabilir. Bununla birlikte bir madde belirli sıcaklık ve basınç değerlerinde aynı ortamda hem sıvı hem gaz hâlde de bulunabilir.

Isıtılan bütün maddelerin boylarında uzama, yüzeylerinde genişleme ve hacimlerinde artma olur. Günlük hayatımızda değişik yerlerde, örneğin elektrik tellerinin kışın gergin yazın sarkık olması, tren rayları döşenirken bir miktar bo

Isıtılan katı bir maddenin boyundaki uzama miktarı; ilk boyuna, sıcaklık artışına ve katı maddenin cinsine bağlıdır. Katının kesit alanına bağlı değildir. Örneğin l0 uzunluğundaki bir metal çubuğun sıcaklığı DT °C artırılır

Bir metal levha ısıtılırsa, hem enine hem de boyuna uzar. Yüzey alanı S0 olan bir levhanın sıcaklığı DT °C artırılırsa yüzeyce genleşme miktarı DS

Üç boyutlu katı bir cisim ısıtılırsa bu cisim hacimce genleşir. İlk hacmi V0 olan katı bir cismin sıcaklığı DT °C artırılırsa, hacimce genleşme mikta rı (DV), DV = V0 x 3l x DV

Isıtılan bir sıvı, hacimce genleşir. Sobanın yanına konulan dolu şişedeki suyun ısınınca taşması, sıcak suyla dolu şişenin soğuyunca su seviyesinin düşmesi, sıvının genleştiğini gösterir.

Isıtılan gazlar genleşir. Gaz moleküllerinin kinetik enerjileri artar. Bu da gaz moleküllerinin arasındaki uzaklığın artmasına neden olur.