Isının Yayılması - Isının Yayılma Yolları
Bulunduğu ortama göre sıcaklığı fazla (yüksek) olan her madde çevresine ısı aktarır yayar. Masa insan ateş buz su kendisinden daha soğuk bir ortamda bulunduğunda çevresine ısı aktarır yayar. Isı enerjisi maddelerde çeşitli yollarla yayılır.
Isı enerjisi iletim konveksiyon (taşıma = sıvı ve hava akımı) ve ışıma (radyasyon) yolu ile yayılır.
1- Isı Enerjisinin İletim Yoluyla Yayılması (İletim) (Taneciklerin Çarpışmasıyla Isının Yayılması) :
Maddeyi oluşturan taneciklerin birbirine çarpması ile ısı enerjisinin aktarılmasına ısının iletim yoluyla yayılması denir. Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması bütün maddeler taneciklerden oluştuğu için katı sıvı ve gazlarda görülür. Fakat ısının iletim yoluyla yayılması katı maddelerde sıvı ve gaz halindeki maddelerden daha kolay gerçekleşir. Katılar ısı enerjisini sadece iletim yoluyla yayarlar.
Katı haldeki maddenin bir ucu ısıtıldığında ısınan uçtaki tanecikler diğerleri ile çarpışarak ısıyı diğer uca aktarırlar.
Katı haldeki madde ısıtıldığında ısı enerjisini alan katı madde tanecilerinin hareket (kinetik) enerjisi arttığı için titreşim hızı da artar. Titreşen tanecikler (yerinden ayrılamayacağı için) etrafındaki diğer taneciklere çarparak diğer tanecikleri de titreştirir ve o taneciklerin de titreşim hızını bu nedenle de hareket enerjisini arttırır. Böylece ısı enerjisi bir tanecikten diğerine aktarılarak madde boyunca iletilmiş yani yayılmış olur.
Isıtılan Teldeki Isı Enerjisinin Telde Yayılması
a) Sıcaklıkları Farklı İki Madde Arasındaki Isı Aktarımının İletim Yoluyla Gerçekleşmesi :
Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması maddeler birbirine temas ettiğinde de gerçekleşir. Sıcaklıkları farklı maddeler birbirine dokundurulduklarında yani temas ettiklerinde sıcaklığı fazla olan madde ısı kaynağı gibi davranarak sıcaklığı az olan maddeye ısı enerjisi aktarır.
Sıcaklığı fazla olan maddeye dokunan soğuk maddedeki tanecikler ısı enerjisini alır ve tanecilerin hareket enerjisi arttığı için titreşim hızı da artar. Titreşen tanecikler (yerinden ayrılamayacağı için) etrafındaki diğer taneciklere çarparak diğer tanecikleri de titreştirir ve o taneciklerin de titreşim hızını bu nedenle de hareket enerjisini arttırır. Böylece ısı enerjisi bir tanecikten diğerine aktarılarak madde boyunca iletilmiş yani yayılmış olur.
ÖRNEKLER :
1- Sobaya konan çaydanlığın kendinin ve metal kulpunun ısınması.
2- Sobadaki tencerenin içindeki metal kaşığın ısınması.
3- Sıcak tavadaki katı yağın erimesi.
b) Maddelerin Isı İletkenlikleri :
Bütün maddelerin ısı iletkenlikleri farklıdır. Bazı maddeler ısıyı hızlı bazıları da yavaş iletirler. Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması bütün maddelerde görülür. Bütün maddeler taneciklerden oluştuğu için katı sıvı ve gazlar ısı enerjisini iletim yoluyla yayabilirler.
Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılabilmesi için maddeyi oluşturan taneciklerin birbiri ile çarpışması ve çarpıştığı taneciği de titreştirmesi (yani ona ısı enerjisi aktarması) gerekir. Bu nedenle ısı enerjisinin iletim yoluyla daha iyi yayılabilmesi için tanecikler arasındaki boşluğun az olması ve taneciklerin düzenli olması gerekir.
Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması katı maddelerde sıvı ve gaz halindeki maddelerden daha kolay gerçekleşir. Bunun nedeni ise katı taneciklerinin düzenli ve aralarındaki boşluğun çok az olmasıdır. Sıvı ve gaz halindeki maddenin tanecikleri arasındaki boşluk katılara göre daha fazla ve tanecikler daha düzensiz olduğu için ısı enerjisinin sıvı ve gazlarda iletim yoluyla yayılması katılara göre çok daha yavaş gerçekleşir.
Bütün maddelerin ısı iletkenlikleri farklıdır. Isının bir maddedeki yayılma hızı o maddenin iletken mi yoksa yalıtkan mı olduğunu belirtir.
Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Isı iletkenlerini oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler düzenlidir. Isı iletkenleri kısa sürede büyük miktarda ısı iletirler. metaller (Bakır alüminyum demir…) diğer maddelere göre ısıyı daha hızlı iletirler ve ısı iletkenidirler.
Isıyı iyi iletemeyen maddelere ısı yalıtkanı denir. Isı yalıtkanlarını oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok fazladır ve tanecikler düzensizdir. Isı yalıtkanları kısa sürede çok az miktarda ısı iletirler. Tahta plastik beton hava ısı yalıtkanıdır. Plastik köpük cam yünü pamuk saman çift camlı pencerelerdeki hava boşluğu termoslardaki iç ve dış yüzey arasındaki havasız ortam (vakum) ısı yalıtımı için kullanılır.
Bulunduğu ortama göre sıcaklığı fazla (yüksek) olan her madde çevresine ısı aktarır yayar. Masa insan ateş buz su kendisinden daha soğuk bir ortamda bulunduğunda çevresine ısı aktarır yayar. Isı enerjisi maddelerde çeşitli yollarla yayılır.
Isı enerjisi iletim konveksiyon (taşıma = sıvı ve hava akımı) ve ışıma (radyasyon) yolu ile yayılır.
1- Isı Enerjisinin İletim Yoluyla Yayılması (İletim) (Taneciklerin Çarpışmasıyla Isının Yayılması) :
Maddeyi oluşturan taneciklerin birbirine çarpması ile ısı enerjisinin aktarılmasına ısının iletim yoluyla yayılması denir. Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması bütün maddeler taneciklerden oluştuğu için katı sıvı ve gazlarda görülür. Fakat ısının iletim yoluyla yayılması katı maddelerde sıvı ve gaz halindeki maddelerden daha kolay gerçekleşir. Katılar ısı enerjisini sadece iletim yoluyla yayarlar.
Katı haldeki maddenin bir ucu ısıtıldığında ısınan uçtaki tanecikler diğerleri ile çarpışarak ısıyı diğer uca aktarırlar.
Katı haldeki madde ısıtıldığında ısı enerjisini alan katı madde tanecilerinin hareket (kinetik) enerjisi arttığı için titreşim hızı da artar. Titreşen tanecikler (yerinden ayrılamayacağı için) etrafındaki diğer taneciklere çarparak diğer tanecikleri de titreştirir ve o taneciklerin de titreşim hızını bu nedenle de hareket enerjisini arttırır. Böylece ısı enerjisi bir tanecikten diğerine aktarılarak madde boyunca iletilmiş yani yayılmış olur.
Isıtılan Teldeki Isı Enerjisinin Telde Yayılması
a) Sıcaklıkları Farklı İki Madde Arasındaki Isı Aktarımının İletim Yoluyla Gerçekleşmesi :
Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması maddeler birbirine temas ettiğinde de gerçekleşir. Sıcaklıkları farklı maddeler birbirine dokundurulduklarında yani temas ettiklerinde sıcaklığı fazla olan madde ısı kaynağı gibi davranarak sıcaklığı az olan maddeye ısı enerjisi aktarır.
Sıcaklığı fazla olan maddeye dokunan soğuk maddedeki tanecikler ısı enerjisini alır ve tanecilerin hareket enerjisi arttığı için titreşim hızı da artar. Titreşen tanecikler (yerinden ayrılamayacağı için) etrafındaki diğer taneciklere çarparak diğer tanecikleri de titreştirir ve o taneciklerin de titreşim hızını bu nedenle de hareket enerjisini arttırır. Böylece ısı enerjisi bir tanecikten diğerine aktarılarak madde boyunca iletilmiş yani yayılmış olur.
ÖRNEKLER :
1- Sobaya konan çaydanlığın kendinin ve metal kulpunun ısınması.
2- Sobadaki tencerenin içindeki metal kaşığın ısınması.
3- Sıcak tavadaki katı yağın erimesi.
b) Maddelerin Isı İletkenlikleri :
Bütün maddelerin ısı iletkenlikleri farklıdır. Bazı maddeler ısıyı hızlı bazıları da yavaş iletirler. Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması bütün maddelerde görülür. Bütün maddeler taneciklerden oluştuğu için katı sıvı ve gazlar ısı enerjisini iletim yoluyla yayabilirler.
Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılabilmesi için maddeyi oluşturan taneciklerin birbiri ile çarpışması ve çarpıştığı taneciği de titreştirmesi (yani ona ısı enerjisi aktarması) gerekir. Bu nedenle ısı enerjisinin iletim yoluyla daha iyi yayılabilmesi için tanecikler arasındaki boşluğun az olması ve taneciklerin düzenli olması gerekir.
Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması katı maddelerde sıvı ve gaz halindeki maddelerden daha kolay gerçekleşir. Bunun nedeni ise katı taneciklerinin düzenli ve aralarındaki boşluğun çok az olmasıdır. Sıvı ve gaz halindeki maddenin tanecikleri arasındaki boşluk katılara göre daha fazla ve tanecikler daha düzensiz olduğu için ısı enerjisinin sıvı ve gazlarda iletim yoluyla yayılması katılara göre çok daha yavaş gerçekleşir.
Bütün maddelerin ısı iletkenlikleri farklıdır. Isının bir maddedeki yayılma hızı o maddenin iletken mi yoksa yalıtkan mı olduğunu belirtir.
Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Isı iletkenlerini oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler düzenlidir. Isı iletkenleri kısa sürede büyük miktarda ısı iletirler. metaller (Bakır alüminyum demir…) diğer maddelere göre ısıyı daha hızlı iletirler ve ısı iletkenidirler.
Isıyı iyi iletemeyen maddelere ısı yalıtkanı denir. Isı yalıtkanlarını oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok fazladır ve tanecikler düzensizdir. Isı yalıtkanları kısa sürede çok az miktarda ısı iletirler. Tahta plastik beton hava ısı yalıtkanıdır. Plastik köpük cam yünü pamuk saman çift camlı pencerelerdeki hava boşluğu termoslardaki iç ve dış yüzey arasındaki havasız ortam (vakum) ısı yalıtımı için kullanılır.
