Isı ve Sıcaklık Arasındaki İlişki ve Özellikleri

Isı ve Sıcaklık Arasındaki İlişki ve Özellikleri

1- Maddenin Tanecikli Yapısı :
Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Madde, doğada fiziksel özelliklerine göre katı, sıvı ve gaz olarak 3 halde bulunur.
• Madde hangi halde olursa olsun bütün maddeler taneciklerden oluşmuştur. Maddeleri oluşturan tanecikler bazı maddelerde atomu bazı maddelerde de molekülü temsil eder.

• Maddeyi oluşturan taneciklerin arasında boşluk bulunur.
• Madde hangi halde olursa olsun maddeyi oluşturan tanecikler hareket halindedir. Bu nedenle maddeyi oluşturan taneciklerin hareketlerinden dolayı hareket (kinetik) enerjileri vardır.
• Maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk miktarı ve taneciklerin hareketi maddenin haline göre değişir.
• Katı tanecikleri arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler sadece oldukları yerde titreşme hareketi yaparlar.
• Sıvı tanecikleri arasındaki boşluk katılara göre daha fazladır ve tanecikler hem titreşme hem de birbirleri üzerinden kayarak dönme (öteleme) hareketi yaparlar.
• Gaz tanecikleri arasındaki boşluk katı ve sıvılara göre çok fazladır ve tanecikler birbirlerinden tamamen bağımsız hareket ederler. Gaz tanecikleri titreşme, birbirleri üzerinden kayarak dönme ve hem birbirlerine hem de bulundukları kabın duvarlarına çarpıp sıçrama (yayılma = difüzyon) hareketi yaparlar.




Katı Haldeki Madde Sıvı Haldeki Madde Gaz Halindeki Madde

2- Isı :
Bir maddeyi oluşturan taneciklerin sahip oldukları hareket (kinetik) enerjilerinin toplamına ısı denir. Isı bir enerji türüdür ve ısı enerjisi kalorimetre kabı ile ölçülür. (Kutulardaki boncuklarla eşleştirilir).

3- Sıcaklık :
Bir maddeyi oluşturan taneciklerin sahip oldukları kinetik enerjilerinin ortalamasına (yaklaşık bir taneciğin kinetik enerjisine) sıcaklık denir.
Maddeyi oluşturan tanecikler sahip oldukları kinetik enerjileri birbirlerine çarpışma sonucu aktardıkları için her taneciğin kinetik enerjisi farklı olur ve birbirlerine çarptıklarında da kinetik enerjileri sürekli değişir. Aynı sıcaklıktaki maddenin taneciklerinin kinetik enerjileri farklı olduğu için sıcaklık, tek bir taneciğin değil, taneciklerin tamamının kinetik enerjilerinin ortalamasıdır. (Maddeyi oluşturan taneciklerin –moleküllerin– tek tek kinetik enerjileri aynı olabildiği gibi, farklı da olabilir. Bütün moleküllerin kinetik enerjileri toplanıp tanecik sayısına bölünürse, ortalama bir değer bulunur. Bu ortalama değer hangi maddede daha fazla çıkmış ise o maddenin sıcaklığı daha fazladır.)
Sıcaklık bir ölçümdür ve birimi derecedir. Sıcaklık, termometre ile ölçülür.

4- Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar :

1- Isı bir enerji çeşidi, sıcaklık ise bir ölçümdür.
2- Isı kalorimetre kabı ile sıcaklık termometre ile ölçülür.
3- Isı birimi kalori (cal) veya Joule, sıcaklık birimi ise derecedir.
4- Isı, madde miktarına bağlıdır, sıcaklık ise madde miktarında bağlı değildir.

5- Isı ve Sıcaklık Arasındaki İlişki :
Sıcaklık, bir maddenin aldığı ya da verdiği ısı enerjisinin göstergesidir. Bu nedenle sıcaklığın var olmasının nedeni ısı enerjisidir.
Bir maddeye ısı enerjisi verildiğinde verilen ısı enerjisini alan tanecikler bu ısı enerjisini kinetik enerjiye çevirir. Bu nedenle taneciklerin kinetik enerjisi artacağı için maddenin sıcaklığı artar.
Bir madde dışarıya ısı enerjisi verdiğinde taneciklerin kinetik enerjisi azalacağı için maddenin sıcaklığı azalır.

ÖRNEKLER :

1- Yanan kibrit çöpü ile deniz suyunun sıcaklıklarının karşılaştırılması :
Kibrit çöpündeki bir molekülün kinetik enerjisi, deniz suyunu oluşturan moleküllerden birinin kinetik enerjisinden fazla olacağı için kibrit çöpünün sıcaklığı deniz suyunun sıcaklığından fazladır.

2- Yanan kibrit çöpü ile deniz suyunun ısılarının karşılaştırılması :
Deniz suyundaki bütün moleküllerin toplam kinetik enerjisi, kibrit çöpündeki moleküllerin toplam kinetik enerjisinden fazla olacağı için deniz suyunun ısısı kibrit çöpünün ısısından fazladır.

NOT :
 1- Isı enerjisi, kütlesi olmayan (ve foton denilen) enerji paketçikleridir (kuantalarıdır).
Isı enerjisi atom, molekül ve maddenin hareket enerjisinden oluşur.
2- Isı enerjisinin kütlesi olmadığı için boşlukta da yayılır.
3- Isı, hem moleküllerin kinetik enerjilerinin hem de moleküller arasındaki bağlanma enerjilerinin toplamına eşittir.


SORU :
1- Ders Kitabı’nın 157. sayfasında dağlarda kar varken insanlar suda nasıl
yüzüyor olabilir?
2- Suyun, havanın ve karanın sıcaklıkları hakkında bir tahminde bulunabilir mi?
3- Resimde görülen su, çok miktarda buharlaşacak kadar sıcak olmasına rağmen etraftaki karları neden eritemiyor olabilir?
4- Suyun üç halinin de aynı ortamda bulunması ne ifade ediyor?
5- Ders Kitabı’nın 158. sayfasındaki iki şekil arasındaki benzerlik ve farklılıklar nelerdir?
6- Termometredeki sıvıyı oluşturan tanecikleri insan figürlerine benzetilirse, 2. şekilde insanların hareketlerinin artmasının sebebi ne olabilir?
7- Hangi kaptaki sıvıyı oluşturan tanecikler daha hareketlidir?
8- Hangi sıvının enerjisi daha fazladır?
9- 2. şekilde termometredeki sıvı seviyesinin artmasının sebebi ne olabilir?
10- Madde ve termometre arasındaki ısı akış yönü ile termometredeki sıvı seviyesinin yükselip alçalması nasıl ilişkilendirilir?


Kaynak: İlginizi Çekecek Güzel Haberler Oyunlar ve fazlası