Sıcaklık Nedir Isı Nedir Sıcaklık Birimlerinin Birbirine Çevrilmesi

Sıcaklık Nedir ?

Sıcaklık bir enerji elemanı değildir, termometre ile ölçülür ve birimi derecedir. Ayrıca atomların veya moleküllerin ortalama kinetik enerjilerini göstermektedir. Sıcaklığı ifade etmek için Santigrat, Reomür, Kelvin, Fahrenheit gibi farklı isimler kullanılabilir. Bu kavramlar, sıcaklıkları farklı bölümlere böler. Isı ise kalori veya Joule birimleri ile ifade edilen, kalorimetre kabı ile ölçülen bir enerji çeşididir. Kısa tanımı ile iş yapabilme kabiliyeti olarak tanımlanır.

Enerji her zaman vardır ve dönüşerek form değiştirebilir. Örneğin hidro elektrik santrallerde akan suyun hızı ile türbinler döner ve bu mekanik hareket, jeneratörlere iletilerek elektrik elde edilir. Buradaki dönüşüm mekanik enerjinin, elektrik enerjisine dönüşümüdür. Bir odadaki ısıtıcı ortalama saatte 2 kW enerjiyi çekerek, odadaki hava moleküllerine enerji aktarır ve onları ısıtır. Burada elektrik enerjisi, ısı enerjisine dönüşmüştür. Hızla giden bir araç, fren tuttuğunda kinetik enerjiyi, disklerdeki sürtünme nedeni ile ısı enerjisine çevirir. Araba durur. Görüldüğü gibi bir enerji form değişimi söz konusudur. Enerji asla kaybolmaz.

Termodinamik Bilimi Nedir ?

Özellikle mühendislik öğrencilerinin çoğu zaman girip çıkamadığı bir okyanusa benzer. Termodinamik, ısı enerjisi ile onlarca farklı diğer ısı enerji formları arasındaki ilişkiyi masaya yatırır inceler ve mühendislik tasarımları ile kullanışlı makineler icat etmek için temel bilimsel çizgileri netleştirir. Termodinamik kanunlarına uymayan bir makine icat edilemez.

Isı Değiştirici Makineler

Kazanlar, klimalar, kaloriferler yoğuşturucular hep ısı değiştirmek amacıyla kullanılan makinelerdir.

Isı Geçişi

Aralarında sıcaklık farkı bulunan iki ortam düşünelim. Bu iki ortam arasında ısı geçişi 3 farklı yolla olacaktır. Bu yollar,

• iletim
• taşınım
• ışınım

olarak adlandırılır. Bir çay bardağı 80 santigrat derece olsun. Oda ısısı 23 derece olsun. Çay hızla oda sıcaklığına gelmek için soğumaya başlar. Ancak 23 dereceye geldiğinde ise çayın ve odanın ısısı eşitlenince, ısı transferi durur. Başka bir ifade ile, yüksek sıcaklıktan daha düşük sıcaklığa bir dengelenme söz konusudur. Buna karşın düşük sıcaklıktan ( kendi kendine) yüksek sıcaklığa geçiş imkansızdır. Çay, odada 23 derece iken kendi kendine 80 dereceye çıkamaz.

Fourirer Yasası Nedir?

Fourirer yasasına göre, sıcaklıkları farklı olan 2 ortamdan, sıcaklığı yüksek olandan düşük olana doğru bir ısı geçişi söz konusudur. Isı akısı q= -k. dT/dX ve Q = -k.A. dT/dX olarak ifade edilmektedir. Burada q iletimsel maddeden geçen ısı akısıdır. Bir oda duvarını düşünün ve odanın sıcak havasından, dışarıya duvardan ısı geçişi olacağını tasavvur edin. Burada A, ısının geçeceği alanı ifade eder. -k değeri sabit bir sayıdır. dT/dX ise zamana bağlı olarak x yönünde ısı geçişini temsil eder. Isı akısının birimi w/metrekare, Q birimi ise Watt olarak ( joule /saniye) ifade edilmektedir.

ABD ve İngiltere’de kullanılan sıcaklık birimi Fahrenheit, Ülkemizde kullanılan sıcaklık birimi Santigrat derecedir. Akademik çalışmalarda ise Kelvin birimi kullanılmaktadır. İsveç kökenli fizikçi, suyun donma sıcaklığını 0 ve kaynama sıcaklığını 100 ( 1atm basınç altında) olarak almıştır. Hava basıncının düşmesi ile yani yukarılara çıkıldıkça basınç azalacağı için kaynama sıcaklığı düşmektedir.

Söz gelimi denize sıfır bir noktada hava basıncı 1 atm iken denizden 500 m yüksekteki bir noktada hava basıncı 1 atm değerinden küçüktür ve suyun kaynama noktası da 100 dereceden daha düşüktür. Lord Kelvin ise, kainatta erişebileceğimiz ( teorik olarak) en düşük sıcaklık değeri olan -273 dereceyi, mutlak sıfır kabul etmiştir.

Bu noktadan daha düşük bir sıcaklık seviyesine inmek kainatta mümkün değildir. Fahrenheit ise suyun donma noktasını 32F ve suyun kaynama noktasını 212F olarak kabul edip ölçeğini buna göre düzenlemiştir. Reomür sıcaklık ölçeğinde ise su 0 derecede donar 80 derecede kaynar. Bu ölçü 1 atm basınç ( 760 mm/Hg) altında geçerlidir.

Örnek: 20 Santigrat derece sıcaklığı Kelvin ve Fahrenheit birimine çeviriniz.

Örnek: 250 Kelvin kaç santigrat derece eder?

Sıcaklık ve Isı Nedir Başlıklı Yazımızla İle ilgili Önemli Notlar

Isı ile sıcaklık tamamen farklı kavramlardır. Bir cismi ısıttığımızda ya da soğuttuğumuzda boyunda değişim olur. Isıttığımızda sıcaklık artar ve genleşme meydana gelmektedir. Ancak kütlesi artmaz. Jeotermal ısı, güneş ısısı ve bio ısı bir doğal ısı kaynağı iken, nükleer ısı yapay ısı kaynağıdır.