MADDENİN ISI İLE ETKİLEŞİMİ
MADDENİN ISI İLE ETKİLEŞİMİ
Enerji doğada farklı şekillerde karşımıza çıkabilir. Isı da bunlardan biridir. Evrendeki bütün enerjilerin kaynağı güneştir, güneş ile dünya arasında ısı alışverişi gerçekleşir ve bu alışveriş toprak, taş, su ve tüm maddelerin ısınmasına neden olur.
Bir maddeyi oluşturan taneciklerin sahip oldukları hareket (kinetik) enerjilerinin toplamına ısı denir. Sıcaklık ise buradaki bütün taneciklerin kinetik enerjilerinin ortalamasıdır.(yaklaşık bir taneciğin kinetik enerjisi)
Sıcaklıkları farklı maddeler arasında sıcaklığı fazla olandan az olana doğru gerçekleşen ısı aktarımına ısı alışverişi denir.
Isı alışverişi maddelerin sıcaklıkları eşitleninceye kadar devam eder. Eşit sıcaklıktaki maddeler arasında ısı alışverişi durur.
ISI | Sıcaklık |
---|---|
Isı bir enerji çeşidi | Sıcaklık ise bir ölçümdür. |
Isı kalorimetre kabı ile | Sıcaklık termometre ile ölçülür. |
Isı birimi kalori (cal) veya Joule, | Sıcaklık birimi ise derecedir. |
Isı, madde miktarına bağlıdır | Sıcaklık ise madde miktarında bağlı değildir. |
ÖZ ISI
Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gerekli olan ısı miktarıdır. Maddenin cinsine göre öz ısısı maddenin ayırt edici bir özelliğidir. Birimi ise cal/g °C ya da J/g °C’tur. Uluslararası birim sisteminde (SI) öz ısı birimi J/g °C olarak kabul edilmektedir.
Maddenin adı | Öz ısı (Cal/g°C) |
---|---|
Su | 1.00 |
Buz | 0.50 |
Zeytinyağı | 0.47 |
Naftalin | 0.41 |
Hidrojen | 0.41 |
Oksijen | 0.22 |
Bor | 0.58 |
Günlük Yaşamda Öz Isı:
- Elektrikli radyatörlerde su yerine yağ kullanılması yağın öz ısısının düşük olmasından kaynaklanır.
- Denizlerin karalardan geç ısınıp geç soğuması, suyun öz ısısının karaların öz ısısından daha fazla olması ile ilgilidir.
- Gündüz vakti, karalar denizden daha çabuk ısınır ve denizden karaya doğru serin rüzgârlar (gündüz meltemi) eser. Akşamları karalar denizlerden daha çabuk soğuduğu için de karadan denize doğru serin rüzgârlar (gece meltemi) eser.
- Yeni pişirilmiş peynirli ve patatesli böreklerden peynirli olan börek, patatesli olan böreğe göre daha çabuk soğur.
- Güneş altında kalan bir arabanın metal kısımlarının sıcaklığı, cam kısmının sıcaklığından fazla olur. Bunun sebebi demirden yapılı metal kısımların öz ısısının camın öz ısısından küçük olmasıdır.
- Aynı evde tahta zeminden fayansa bastığımızda ayağımız daha çok üşür. Bunun nedeni tahtanın öz ısısının fayansın öz ısısından büyük olmasıdır.
- Tavalarda ateşe temas eden metal kısım çabuk ısınırken elle tutulan tavanın sapı çok geç ısınır veya ısınmaz. Bunun sebebi metalin öz ısısının plastiğin öz ısısından küçük olmasıdır.
- Ocakta kaynayan yemeği karıştırmak için kullanılan metal ve tahta kaşıktan metal kaşığın tahta kaşığa göre daha çabuk ısınması metalin öz ısısının tahtadan küçük olmasından kaynaklanır.
Isınmanın Maddenin Cinsine(Öz Isısına), Kütlesine, Sıcaklığa Bağlı Değişimi;
kırağılaşma |
||||
---|---|---|---|---|
Katı |
Erime Donma |
Sıvı |
buharlaşma yoğuşma |
Gaz |
süblimleşme |
Hal Değişimi:
Maddelerin hâl değişimine uğrayabilmesi için ısı alması ya da vermesi gerekir. Isı alan katı bir maddenin tanecikleri arasındaki mesafe artar önce sıvı, ısı almaya devam ettiğinde ise gaz hâle geçer. Gaz haldeki bir madde ise ortama ısı verdiğinde tanecikleri arasındaki mesafe azalır önce sıvı daha sonra da katı hâle geçer.
Saf maddeler belirli bir sıcaklık değerlerinde hâl değiştirir. Maddelerin hâl değiştirdiği sıcaklık değerlerine hâl değiştirme sıcaklığı denir. Saf bir maddenin hal değişimi esnasında ısı verilmesine karşın sıcaklık değişmez. Burada verilen ısı enerjisi tanecikler arasındaki mesafenin artması veya azalması için kullanırlar. Erime noktası, donma noktası, kaynama noktası ve yoğuşma noktası maddeler için ayırt edici özelliktir .Aynı madde için erime sıcaklığı, donma sıcaklığına; kaynama sıcaklığı ise yoğuşma sıcaklığına eşittir. Bir maddenin hâl değiştirmesi için gereken ısı miktarı, maddenin kütlesine ve cinsine bağlıdır.
Hal Değişim Isıları: Hal değişim ısıları maddenin ayırt edici özelliğinden biridir. Birimi j/g’dır. Bir gram maddenin hal değişimi için gerekli olan ısı miktarına kal değişim ısısı denir.
Bir maddenin erime ısısı ve donma ısısı, buharlaşma ısısı ve yoğuşma ısısı birbirine eşittir.
Erime Isısı (L0) = Donma Isısı (Ld), Buharlaşma Isısı (Lb)=Yoğuşma Isısı(Ly)