Isının İletim Yoluyla Yayılması

24 Eylül 2017 17:36

Isının yayılması üç yolla olur. Bu yazıda ısının iletim yoluyla yayılması üzerinde duracağız. İletim ile ısı aktarılması en bilindik ısı alışveriş yöntemidir. Isı ve sıcaklık ile ilgili detaylı bilgiye ısı sıcaklık ve genleşme konu anlatımı kısmından erişebilirsiniz.

Isının yayılma yolları üç tanesidir. Bunlar;

  1. İletim
  2. Taşıma (Konveksiyon)
  3. Işıma

Olarak sıralanabilir. Şimdi ısının iletim yoluyla yayılmasını anlatalım.

Isının İletim Yoluyla Yayılması Nasıl Olur?

Herhangi bir demir parçasını bir ucundan tutup ateş üzerinde beklettiğinizde bir müddet sonra demir parçasının elinizle tutulamayacak kadar ısındığını hissedersiniz. Enerji, demir parçasının ateş üzerindeki ucundan elinize doğru taşınır. Bu olay enerjinin iletim yoluyla aktarımı olarak isimlendirilir.

Enerjinin iletim yoluyla aktarılması için maddesel ortama ihtiyaç vardır. Isı iletiminin yönle bir temas söz konusudur. Isı kaynağı olan ateş, temas ettiği maddenin atomlarını ısıtır. Isınan atomlar bu sayede aldıkları enerjiyi, daha fazla titreşerek hızlıca komşu atomlara iletir. Komşu atomlar arasındaki mesafe katılarda sıvı ve gazlara göre daha az olduğundan katılar enerjiyi daha kolay iletir.

ısının iletim yoluyla yayılması

Maddelerin yapısında bulunan serbest elektronlar enerji iletimine olumlu yönde etki yapar. Bu nedenle yapısında bol miktarda serbest elektron bulunduran metaller genellikle ısıyı daha kolay iletir. Buna en iyi örnek gümüştür. Bunun dışında sırasıyla bakır, alüminyum ve demir ısıyı iyi ileten metallere örnektir.

Yapısında çok az sayıda serbest elektron bulunduran veya hiç bulundurmayan maddeler yalıtkan olarak adlandırılır. Yün, tahta, kâğıt, saman, strafor ve mantar yalıtkan maddelerin başında gelir.

Televizyonlarda ya da bazı gösterilerde insanların kor hâlindeki kömürlerin üzerinde rahatlıkla yürüyebildiğini görmüşsünüzdür. Göstericilerin ateş üzerinde yürüyebilmeleri ısı iletimi düşük olan odun kömürünün kullanılmasıyla sağlanır. Eğer odun kömürü yerine ısı iletim kat sayısı büyük olan bir madde (örneğin taş kömürü) kullanılsaydı göstericinin ateş üzerinde yürümesi mümkün olmazdı.

Tencerede kaynayan yemeği tahta kaşıkla karıştırmamızın sebebi tahtanın ısı iletme katsayısının düşük olmasıdır. Bunun yerine metal kaşık kullandığımızda kaşıkta iletim yoluyla ısı transferi çok hızlı gerçekleşecek ve kaşığın sıcaklığı artacaktır. Bu durumda kaşığı tutmamız da daha zor olacaktır.

Isı yayılması sıcak taraftan soğuk tarafa doğru olur. Bu nedenle ısı transferinin olabilmesi için arada sıcaklık farkının olması gerekir.

Isı İletim Hızı

İletimde yayılan ısının hızı bizim için önemli bir değişkendir. Eğer ısı geçici iki ortam arasında hızlı oluyorsa ısıl dengeye ulaşma süresi de kısa olacaktır.

ısının iletim hızı

Isı iletiminin olduğu yüzeyin alanına A, ısının geçeceği kalınlığa da x dersek ΔQ/Δt = -k.A. Δt/Δx genel formülünü elde ederiz.

Burada k, maddenin türünden kaynaklanan ısı iletim katsayısıdır. A temas edilen yüzeydir. Zamanı t ile gösteririz. Zaman değişkeni olan t’nin düşük olması ısı aktarım hızının yüksek olması anlamına gelir.

Formülden de anlaşılacağı gibi sıcaklık farkının yüksek olması ve temas alanının genişliği aktarım hızını arttıracaktır. Maddenin kalınlığı ise aktarım hızını düşürecektir. Çünkü enerjinin daha fazla mesafe katetmesi gerekecektir.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap