|
Isı ve Isı İletimi
- Isı, sıcaklığı fazla olan maddeden sıcaklığı az olan maddeye aktarılan bir enerjidir.
- Isı akışı, iki maddenin sıcaklığı eşitleninceye kadar devam eder.
- Isı, maddeyi oluşturan tanecikler aracılığıyla yayılır: ısınan tanecik hızlanır, komşusuna çarpar, onu da hızlandırır.
- Tanecikler arasındaki boşluk azaldıkça ısı iletimi kolaylaşır, boşluk arttıkça zorlaşır.
- Isı iletimi en kolay katılarda, en zor gazlarda gerçekleşir.
- Isının maddede yayılmasına ısı iletimi denir.
Isı İletkeni Maddeler
- Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir.
- Isı iletkeni metallerdir: gümüş, bakır, altın, alüminyum, demir, çelik, çinko.
- Isıyı en iyi ileten metaller gümüş, bakır ve alüminyumdur.
- Bütün iletkenler aynı hızda iletmez; gümüşün ısı iletkenliği demirinkinden fazladır.
- Tencere, tava, çaydanlık, cezve, düdüklü tencere, tost makinesi ve ütü tabanı ısı iletkeni metalden yapılır.
- Kalorifer peteği metaldir; ısıyı odaya hızla yayar.
Isı Yalıtkanı Maddeler
- Isıyı iyi iletmeyen maddelere ısı yalıtkanı denir.
- Yalıtkanlar ısıyı yok etmez, üretmez ve tamamen durdurmaz; akışını yavaşlatır.
- Isı yalıtkanlarının ortak özelliği boşluklu/gözenekli yapıda olmalarıdır.
- Isı yalıtkanı maddeler: tahta, plastik, plastik köpük (strafor), cam yünü, taş yünü, silikon yünü, pamuk, yün, ipek, seramik, kauçuk, bakalit, saman ve hava.
- Hava tanecikleri birbirinden uzak olduğu için iyi bir yalıtkandır.
- Kuşların tüylerini kabartması, kazağın örgü arasında hava tutması bu yüzden ısıyı korur.
- Hiçbir madde ısıyı tam olarak durduramaz; "tam yalıtım sağlayan madde" yoktur.
Isı İletimini Gösteren Deneyler
- Mumlu çubuk deneyi: Eşit boyda çubukların uçlarına özdeş mumlar yapıştırılır, diğer uçlar aynı anda ısıtılır.
- Mumu önce düşen çubuk ısıyı en hızlı iletir; düşme sırası bakır → demir → cam → tahta olur.
- Deney kontrollü olmalıdır: çubukların boyu ve kalınlığı eşit, mumlar özdeş, ısıtma aynı anda ve aynı uzaklıktan olmalıdır.
- Kaşık deneyi: Sıcak suya bırakılan metal ve tahta kaşığın üst ucuna tereyağı konur.
- Metal kaşıkta tereyağı erir, tahta kaşıkta erimez.
- Kışın demir bank daha soğuk hissedilir; demir elden ısıyı hızlı aldığı için.
Isı Yalıtımı
- Farklı sıcaklıktaki iki ortam arasındaki ısı akışını azaltmak için yapılan işlemlere ısı yalıtımı denir.
- Isı yalıtımında kullanılan malzemelere yalıtım malzemesi denir.
- Yalıtımın amacı ortamı ısıtmak değil, var olan sıcaklığı korumaktır.
- Kışın ısı bina içinden dışarıya, yazın dış ortamdan binaya doğru akar.
- Bu yüzden yalıtımlı bina kışın sıcak, yazın serin kalır.
- İyi bir yalıtım malzemesi ısıyı iyi iletmemeli, boşluklu olmalı, kolay tutuşmamalı, nemden etkilenmemeli, sağlığa ve çevreye zarar vermemeli, uzun ömürlü ve ekonomik olmalıdır.
Termos
- Termos, ısı yalıtımının en bilinen örneğidir.
- Termosta iç kap ve dış kap vardır; sıvı iç kaptadır.
- İki kap arasındaki boşluktan hava boşaltılarak vakum oluşturulur.
- Vakumda tanecik olmadığı için ısıyı taşıyacak tanecik de yoktur; ısı iletimi neredeyse durur.
- Termosun kapağı da ısı yalıtkanı malzemeden yapılır.
- Termos ısı üretmez, içeceği ısıtmaz ya da soğutmaz; sıcaklığını uzun süre korur.
Binalarda Isı Yalıtımı
- Binalarda ısı çatıdan, dış duvarlardan, zeminden, kapılardan ve pencerelerden kaçar.
- Bu bölümlerin hepsine ayrı ayrı ısı yalıtımı uygulanır.
- Isıya duyarlı kamera görüntülerinde kaybın en çok olduğu yerler çatı, duvar, kapı ve pencerelerdir.
- Cam yünü tavan, iç-dış duvar ve tesisat borularında kullanılır.
- Taş yünü tavan ve iç-dış duvarda kullanılır; yanmaz ve ses yalıtımı da sağlar.
- Plastik köpük (strafor) iç ve dış duvarlarda kullanılır; hafiftir, kolay uygulanır.
- Silikon yünü dış cephede, ahşap iç ve dış döşemede kullanılır.
- Pencerelere çift cam uygulanır; iki cam arasındaki hava ısı kaybını azaltır.
- Kaynaklara göre tüketilen enerjinin yaklaşık üçte biri binalarda, bunun büyük bölümü ısıtmada kullanılır.
- Isı yalıtımı yakıttan tasarruf sağlar; hava kirliliğini azaltır, aile ve ülke ekonomisine katkı sağlar.
Isı Yalıtımı Modeli
- Isı yalıtımını gösteren bir model kurulabilir: iki özdeş kutu, biri yalıtımsız bırakılır.
- Diğer kutunun duvarları strafor ve cam yünüyle kaplanır, kapağı yalıtkan malzemeyle kapatılır.
- İki kutuya aynı sıcaklıkta su konur ve içlerine termometre yerleştirilir.
- Belirli aralıklarla sıcaklık ölçülüp kaydedilir; yalıtımlı kutuda sıcaklık çok az düşer.
- Ölçüm sonuçlarına göre model geliştirilir: kapak kenarları yalıtılır, iç yüzeye folyo eklenir, kat sayısı artırılır.
- Model yeni kanıtlarla yenilenir; tahminle bırakılmaz.
Sık Yapılan Hatalar
- Metaller soğuğu çekmez; ısıyı hızlı aldıkları için soğuk hissedilir.
- Isı yalıtkanı ısıyı yok etmez, yalnızca yavaşlatır.
- Kalın malzeme tek başına yalıtkan değildir; malzemenin türü ve boşluklu yapısı önemlidir.
- Termos ısı üretmez ve içeceği soğutmaz; sıcaklığı korur.
- Isı iletkeni "sıcak madde" demek değildir; soğuk metal kaşık da iletkendir.
- Eldiven eli ısıtmaz; elin ısısının kaçmasını yavaşlatır.
- Isı yalıtımı yalnızca kışın değil, yazın da gereklidir.
|