Isı ve Sıcaklık Nedir? Isı ve Sıcaklık Arasındaki Fark

15 Eylül 2017 10:24

Fizik dersinde çok sık karşımıza çıkan ısı ve sıcaklık kavramları gerçekten de çok önemli kavramlardır. Bu kavramlar hem birbirleriyle karıştırılmakta, hem de tam bilinmemektedir. Bu yazıda ısı ve sıcaklık ile ilgili bilmemiz gereken en önemli şeyleri göreceğiz.

ısı nedir, sıcaklık nedir

Önce ısı ve sıcaklık kavramlarını tanıyalım. Ardından ısı ve sıcaklık arasındaki fark üzerinde duralım. Isıyı iyi anlamak için önce sıcaklığı bilmemiz gerekir. Bu nedenle sıcaklık kavramıyla başlayalım.

Sıcaklık Nedir?

Sıcaklık bir cismin ya da ortamın moleküllerinin sahip olduğu ortalama kinetik enerjidir. Bu sıcaklığın en bilinen tanımıdır.

Ancak bu tanım birçok öğrencinin kafasına net oturmamaktır. Çünkü kinetik enerji hareket demektir. Yani bu durumda hızlı koşan bir insanın sıcaklığının yüksek olması gerekir öyle değil mi? Bu karmaşayı gidermek için iç enerji kavramını ele almak gerekir.

Bir cismin ya da ortamın moleküllerinin sahip olduğu enerjiye iç enerji denir. Bir insanın hızlı koşması, insanın moleküllerinin hızlı hareket ettiği anlamına gelmez öyle değil mi?

Bir maddeye ısı transfer edildiğinde sıcaklık artar. Bunu zaten biliyoruz. Sıcaklığın artması şu şekilde gerçekleşir. Maddenin moleküllerinin sahip olduğu enerji (iç enerji) artar. Moleküller daha hızlı hareket ederler. Bu hareket titreşme, öteleme veya dönme şeklinde olabilir. Sonuç olarak moleküllerin kinetik enerjisi artar.

Bir maddeyi oluşturan moleküllerin hareketleri arttıkça sıcaklıkları da artar. Sıcaklık diye hissettiğimiz şey aslında moleküllerin hareketidir.

Sıcaklık Nasıl ve Neyle Ölçülür?

Sıcaklık ortalama kinetik enerji olduğu için ölçülebilir bir kavramdır. Sıcaklık termometre denilen aletlerle ölçülür. Birçok termometre çeşidi vardır. Ancak bunlara girmeden sıcaklığın ölçüm mekanizmasını anlamak gerekir.

Moleküllerin kinetik enerjisinin 0 olması durumunda hareket ve yaşam durur. Bu noktaya bilim insanları mutlak sıfır demişlerdir. Mutlak sıfırın ölçüsüne de 0 Kelvin (K) denmiştir.

Moleküller hareket etmeye başladıklarında Kelvin değeri yavaş yavaş yukarı çıkmaktadır. Ancak 0 Kelvin aşarı soğuk bir nokta olduğu için burada ölçüm yapmak zordur. Bu nedenle bilim adamları kullanım kolaylığı sağlamak açısından başka termometreler de geliştirmişlerdir. Bu termometereler genleşme prensibiyle çalışır.

sıcaklık termometre ile ölçülür

Bunlardan en yaygını Celcius termometresidir. Bu termometre suyun davranışı örnek alınarak hazırlanmıştır. Suyun normal koşullardaki erime noktasına °C, kaynama noktasına da 100 °C denmiştir. Aradaki noktalar ise eşit bölmelere ayrılmıştır. Böylece °C ölçüsü ortaya çıkmıştır.

Suyun donma noktasındaki moleküllerinin kinetik enerjisini esas ölçü olan Kelvin cinsinden ölçüldüğünde ise 273,15 Kelvin bulunmuştur. Bunu yuvarlarsak Kelvin ile Celcius arasında 273 kadar fark vardır diyebiliriz.

Bu durumda 100 °C = 373 K olacaktır.

Başka maddelerin donma ve kaynama noktasını esas alan, amaca yönelik birçok farklı termometre de kullanılmaktadır.

Isı Nedir?

Aslında ısı tanımlaması zor bir kavramdır. Isıyla ilgili bilmemiz gereken şey bir enerji çeşidi olmasıdır. Bu enerji hem diğer enerjilere dönüşebilir hem de diğer enerji türlerinin dönüşmesiyle ortaya çıkabilir.

Günlük hayatın her aşamasında sürekli bir ısı transferi söz konusudur. Isı kısaca maddeler ve ortamlar arasında sıcaklık farkından dolayı transfer edilen enerji olarak tanımlanabilir.

Isının SI sistemine göre birimi joule (j) olarak belirlenmiştir. Ancak günlük hayatta kalori (cal) da ısı birimi olarak kullanılmaktadır. Bu iki birim arasında 1 kalori = 4,18 joule eşitliği vardır.

Isı Nasıl Ölçülür?

Isı skaler bir büyüklüktür. Ölçümü için ise birden fazla yöntem vardır. Ancak bu yöntemlerin en yaygını kalorimetre kabı yöntemidir.

Kalorimetre kabı içerisine konulan cismin kaptaki su veya benzeri madde ile arasında ısı alış verişi olur. Bu ısı alışverişi de sıcaklık farkına neden olur. Isı ve sıcaklık arasında Q = m.c.Δt ilişkisi olduğundan sıcaklık farkından ısı matematiksel olarak hesaplanabilir.

Isının ölçümü transfer edilmesiyle meydana gelir. Zaten ısı büyüklük olarak da transfer edilen enerji olarak karşımıza çıkar.

Isı ve Sıcaklık Arasındaki Fark

Yukarıda sıcaklık ve ısıyı tanımladık. Bu iki kavram birbirleriyle oldukça ilişkili olmasına rağmen farklı kavramlardır.

Isı ve sıcaklık arasındaki farklar maddeler halinde kısaca şöyle özetlenebilir:

  • Isı bir enerji türüdür. Sıcaklık ise bir ölçümdür.
  • Sıcaklık temel bir büyüklük, ısı ise türetilmiş büyüklüktür.
  • Isının birimi joule, sıcaklığın ise Kelvin’dir.
  • Isı moleküllerin toplam enerjisiyle ilişkidir. Sıcaklık ise ortalama kinetik enerji demektir.

Isı transferine neden olan temel faktör sıcaklıktır. Maddeler minimum enerjiye eğilim ilkesi gereği fazla enerjilerinden kurtulmak isterler. Bu nedenle ortalama kinetik enerjisi daha düşük bir ortamda ısı verirler. Isıl denge sağlanınca ısı transferi durur. Isıl denge sıcaklıklar eşit olunca kurulur.

Isı ve sıcaklık farkını bir örnekle çok daha iyi anlayabiliriz. Bir tanker su düşünün ki 20 °C sıcaklığı olsun. Aynı şekilde bir çay bardağı dolusu suyun da sıcaklığı 90 °C olsun. Hangisi daha sıcaktır dediğimizde cevap çay bardağı olur. Ancak hangisi daha fazla enerjiye sahiptir dediğimiz zaman bir tanker suyun ısısı daha fazla olur. Çünkü daha fazla molekül daha fazla enerji tutmaktadır.

Konu hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak için ısı sıcaklık ve genleşme konusuna bakabilirsiniz.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap