Madde ve Isı

MADDENİN TANECİKLİ YAPISI VE ISI

Isınma Hareketlenmedir Güney Kutbu

Evrende herşey madde ve enerji, mad­ deler ise atom ve moleküler ile oluşur.

Maddeyi oluşturan bu atom ve molekül­ler sürekli titreşim halinde olduğundan maddeler her zaman ısı enerjisine sa­hiptir. Dünyanın en soğuk yerleri olan kutuplardaki maddelerin bile ölçülebilir bir ısı enerjisi vardır.

Dünyanın en sıcak yerleri olan çöllerde sıcaklık gündüz 50° dereceye ulaşırken en soğuk yerleri olan kutuplarda sıcaklık -60°C

Termal kameralar gibi ısıya duyarlı araç­lar ile canlı ve cansız varlıklar gözlemle­nebilir. Termal kameralar ile varlıkların sıcaklıkları gözlemlenebilir

Kamareda sıcaklık sıralamasında en sı­cak cisimler kırmızı, en soğuk cisimler
ise mor renkte görülür.

Doğada ısı enerjisinin dışında nükleer, ses, mekanik, ışık, elektrik, rüzgâr, ses, kimyasal gibi bir çok enerji çeşidi vardır.

ülür.)

Yukarıdaki ısıtıcı da elektrik enerjisi ma­kineye geliyor. Dirençlerde elektrik ener­jisi ısı ve ışık enerjisine dönüşmektedir.

Yukarıdaki radyometre aletine gelen ışık enerjisi hareket enerjisine dönüşmektedir.

Güneş enerjisi (ışık enerjisi) çatıdaki gü­neş paralelleri ile ısı enerjisine dönüştü­rülmektedir.

Kalorifer peteklerinin olduğu odanın ca­mından içeri güneş ışığı girdiğinde kalo­rifer peteğine çarparak ısınan hava ile birlikte hareket eden hava içindeki toz taneciklerinin gölgeleri yere düşer.Kalorifer peteğenin içindeki sıcak su enerjisinin bir kısmını kalorifer peteğine vererek peteğin sıcaklığını arttırırken kendi sıcaklığı azalır. Kalorifer peteğine çarpan hava molekülleri petekten ısı al­dıkları için enerji dolayısı ile sıcaklıklar artar.

Isı alan hava molekülleri hava içinde yükselirler. Yükselen bu hava molekülle­ri ile birlikte toz zerreleri de hareket eder. Toz zerreleri ile moleküllerin güneş ışığı altında yere gölgeleri düşer.Maddeleri oluşturan atom ve moleküller çok çok küçük olduğundan çıplak gözle görülemez. Buna göre yerde gölgesi gö­rülen tanecikler tek bir moleküle ait değil çok büyük molekül kümesine aittir.

Işık, elektrik, mekanik, kimyasal enerji v.b. enerji türleri madde içindeki atom ve moleküllerin hızlı hareket etmesini sağ­layarak ısı enerjisine dönüşebilir. Mad­deyi ısıtmak demek maddenin ısı enerji­sini arttırmak, soğutmak ise maddenin ısı enerjisini azaltmak demektir.

Bir maddeyi oluşturan atom ve molekülleri oldukları yerde titreşirler. (Şekil I – a).
Maddeye enerji verildiğinde enerjiyi alan atom ve moleküllerin hızları artacağından aralarındaki boşluklar artar. Maddeye ısı verildikçe enerjisi artan moleküllerin titreşim
hızları dolayısı ile aralarındaki boşlukları gittikçe (Şekil I – b, Şekil I – c) ki gibi artar.

Yukarıdaki gibi üşüyünce ellerimiz birbi­rine sürter veya zıplarız. Hareket enerji­
sini ısı enerjisine çevirerek elimizi ya da kendimizi ısıtırız.

Şekil II – a’daki K ve L oyuncak arabala­rından K el ile itilerek hareket enerjisi
kazanması sağlanır.K aracı Şekil II – b’deki gibi L aracına çarparak enerjisinin bir kısmını L aracı­na aktarmaktadır. Şekil II – c’deki gibi L aracı aldığı enerji ile harekete geçmiş K ise enerjisinin bir kısmını L’ye verdiği için K’nin hareket enerjisi dolayısı ile sü­rati azalmıştır.

Aynı şekilde bir madde ısıtılarak, (güneş ışığına tutularak ısı kaynağı ile ısı enerji­si verilerek sürtünmeli vb.) maddeyi oluşturan atom ve moleküllerin titreşim hareketi hızlanır. Titreşim enerjisi artan atom ve moleküller diğer maddeki atom ve moleküllere çarparak (K’nin L’ye çarp­ması gibi) enerjisinin bir kısmını aktarır ve kendi enerjisi azalır. Böylece iki mad­de arasında ısı aktarımıı gerçekleşir.

NOT:

Buzun elde erimesiBuzun tavada erimesiElimize bir buz parçası aldığımızda elimiz soğurken buz parçası erir. Elimiz sıcak ol­duğundan elimizdeki moleküller enerjileri­nin bir kısmını enerjisi düşük buza aktarır ve buz erimeye başlar. Buz parçasının ta­vaya koyduğumuzda buz tavadan ısı ala­rak erir, tava ise ısı verdiği için soğur.

Şekil III-a’daki gibi sıcaklığı farklı iki ci­sim bir araya getirilince sıcak cisimden soğuk cisme doğru ısı akışı olur. Sıcak cisimdeki enerjileri büyük olan molekül­ler soğuk cisimdeki enerjisi düşük mole­küllere enerji aktarır.

Isı akışı sonunda sıcak cisim (K) soğur­ken, soğuk cisim (L) ısınır. Bu olaya ısı
alış-verişi denir.

Şekil III-b’deki gibi maddelerin sıcaklık­ları eşit olduğunda ısı alış verişi durur.