Madde ve Isı ÖZETİ

Madde Madde Bilgi

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.