- Sıcaklık Nedir ?
- Isı Nedir ?
- Mutlak Sıcaklık Nedir ?
- Arasındaki Farklar Nelerdir ?
Sıcaklık Nedir ?
Herhangi bir cismin sahip olduğu ısı yoğunluğuna sıcaklık denir. Sıcaklık enerji midir sorusu herkes tarafından merak edilmektedir. Sıcaklık, bir enerji değildir, aksine bir maddeyi oluşturan taneciklerden birinin ortalama kinetik enerjisini ifade eden bir değerdir. Sıcaklığı ölçmeye yarayan alete de termometre adı verilmektedir.
Isı ise, sıcaklıkları farklı iki madde arasında alınıp verilen enerjinin adı olarak tanımlanmaktadır. Başka bir şekilde ifade etmek gerekirse ısı, geçiş halindeki enerjilerdir. Sıcaklık aynı zamanda ısının bir göstergesidir. Bu tanımlara bakarak ısı bir enerji türü, sıcaklık ise bir ölçüdür. Günlük hayatta bu kavramlarını yakın anlamlarda kullansak da birbirinden ayrılan keskin fiziki tanımlara sahiptirler.
Mutlak Sıcaklık Nedir?
Fizik dünyasında düşük sıcaklıklar 0 °C ‘den daha aşağıda bir değer ifade etmektedir. Sıcaklık 1°C düştüğü zaman termometredeki gazın basıncı da 0 °C’de sahip olduğu değerin 1/,15’ i kadar eksilmektedir.
O halde diyebiliriz ki, sıcaklığın 0°C ‘den itibaren –,15 °C ‘den daha fazla azalması mümkün değildir. Çünkü –,15 °C değerinde sıcaklığa sahip bir gazın basıncının sıfır olması gerekir. –,15 °C değerindeki sıcaklıkları mutlak sıfır olarak kabul etmek mümkündür.
Isı Nedir ?
Isı ve sıcaklık kavramlarına fazla aşina olsak da onları betimleyebilecek net bir tanıma ihtiyaç duyarız. Sıcaklığın bir değer olduğundan bahsettik. Peki ya Isı nedir?
Bir nesnenin sahip olduğu toplam enerji miktarının ölçüsüne ısı denmektedir. Joule, ısının birimi olarak kabul edilir.Isı ne ile ölçülür diye sorarsanız cevabı Kalorimetre’dir. Kalorimetre adı verilen cihazlarla ısıyı ölçmek mümkündür. Isının matematiksel denklemlerdeki karşılığı ise “ Q ” harfidir.
Isı, bir enerji çeşidi olarak kabul edilmektedir ve Isı enerjisi maddeleri meydana getiren moleküllerin hareket etmelerinden dolayı açığa çıkan bir enerjidir. Bu kavramlarını birbirinden ayıran en önemli özelliklerden biri budur. Herhangi bir cismin ısısı, moleküllerinin hareket enerjisi ile oluşmaktadır. Bu tanıma göre ısı bir moleküler harekettir diyebiliriz.
İnsan vücudu üzerinden bir örnek vermek gerekirse, vücuttaki atom, iyon ve molekül gibi küçük parçacıklar sürekli olarak hareket halindedir ve bu tür parçacıkların hareketi vücudun toplam ısı enerjisini oluşturur.
İki Kavram Arasındaki Farkı Örnekleyelim
Aralarındaki ilişkiye örnek verecek olursak, bir katı maddeye ısı ilave edildiğinde o maddenin sıcaklığı artış göstermeye devam eder. Bu süreç katı maddenin sıvı bir maddeye dönüşünceye kadar sürmektedir. Fakat bilinmelidir ki madde tamamen sıvı hale dönüşünceye kadar sıcaklık artmaz. Ancak sıvı haldeki bir maddeye ısı verilmeye devam edilirse sıcaklık kaynama noktasına kadar artacaktır.
Soğutmacılıkta Kcal, BTU ve Joule ısı miktarlarının belirlenmesinde yardımcı olan birimlerdir.
Kcal: +14,5 °C deki 1 kg suyun sıcaklığını 1 °C arttırabilmek için ilave edilmesi gereken ısı miktarına denmektedir.
BTU: 1 libre ağırlığındaki suyun sıcaklığını 1 °F değerine yükseltebilmek için ilave edilmesi gereken ısı miktarının adıdır.
1 Joule = 0,24 Cal
1 BTU = 0, Kcal
1 Kcal = 3,96 BTU
Bu iki tanım arasındaki değer hesaplamaları da kavramsal farklılığı desteklediğini görmekteyiz.
Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar
Bize Isı ve sıcaklık arasında bir ilişki olduğunu düşündüren birçok şey vardır. Mesela bir şeyler ısıtmak istediğinizde ocağı yakarsınız ve ısı ile birlikte sıcaklığın da yükseldiğini fark edersiniz. İşte bu durum aralarında bir aynılığın olduğu düşüncesine kapılmanıza yardımcı olur, fakat meseleyi fizik dünyasından baktığımızda hiç de göründüğü gibi değildir. İki kavram birbirine çok benzese de asla aynı anlamları taşımazlar. Bu yüzden ısı ve sıcaklık arasındaki farklardan bahsetmekte fayda var.
Öncelikle bu konu hakkında altını çizerek belirtmemiz gereken ilk şey ısının bir enerji olduğudur. Sıcaklık ise bir enerji değildir, yalnızca bir nesnenin ısı yoğunluğunu ifade etmemize yarayan değerdir. Bir nesnedeki ortalama enerjinin ölçüsü aynı zamanda o nesnenin sıcaklığını ifade etmektedir. Isının alt kümesi sıcaklıktır diyebiliriz çünkü sıcaklık ısıya bağlı olarak değişmektedir.
Az önce verdiğimiz örneğe geri dönecek olursak ocağa ısıtmak için koyduğunuz suyun ısısını arttırırsanız sıcaklığı da belirli bir noktaya kadar artacaktır. Ancak siz ocakta duran suyun ısısını düşürdüğünüzde veya ısı vermeyi bıraktığınızda suyun sıcaklığı da düşmeye başlayacaktır.
Diyebiliriz ki nesnenin sıcaklığını arttıracak ya da azaltacak olan şeye ısı denmektedir. Sıcaklığı yükseltmek istediğimizde ısıyı arttırmamız, sıcaklığı düşürmek istediğimizde ise ısıyı azaltmamız yeterlidir.
Isı ve sıcaklık kavramları belirli durum ve şartlara göre değişiklik gösterebilir. Isı enerjisi nesnenin boyutuna, şekline, hızına, nesnedeki parçacıkların sayısına, kütlesine bağlı olarak değişiklik gösterirken sıcaklık nesnenin bu özelliklerinden etkilenmez. Birbirinden farklı iki cismin aynı sıcaklığa sahip olması mümkündür fakat farklı miktarlarda ısı enerjisi içerebilirler. Daha iyi betimleyebilmek adına örnek verecek olursak, masanın üzerinde duran bir bardak suyun sıcaklığı ile depoda duran bir bidon dolusu suyun sıcaklığı eş değer olabilir. Bir bardak su ve bir bidon su arasındaki fark ise ısıdır. Isı nesnenin kütlesine bağlı olarak değişiklik gösterdiği için bir bidon suyun ısısı bir bardak suyun ısısından daha fazladır.
Isı ile Sıcaklık Arasındaki Enerji Transferi
Isı ve sıcaklık arasındaki farklardan biri de enerji transferidir. Sıcaklıkları farklı iki nesne arasında ısı enerjisi geçişi sağlanabilir fakat aynı sıcaklığa sahip iki nesnenin arasında bir enerji transferi sağlanamaz. Bunun sebebi iki nesnenin parçacıklarının ortalama enerjilerinin aynı olmasıdır. Sıcaklık değerleri birbirinden farklı iki nesne ortak sıcaklığa ulaşana kadar sıcak olan nesneden soğuk olan nesneye bir enerji transferi gerçekleşir. Yüksek sıcaklığa sahip olan nesnelerin taneciklerinin hareket enerjisi daha büyüktür. Bu nesnelerin tanecikleri soğuk nesnelerin tanecikleri ile temas ettiğinde enerjilerinin bir kısmını soğuk olan nesnelere aktarırlar. Böylece sıcak nesnelerin taneciklerinden soğuk nesnelerin taneciklerine bir enerji transferi yani ısı aktarımı gerçekleşmiş olur.
Örneğin; Bir bardak soğuk su ve bir bardak sıcak suyu birbiriyle karıştırdığınızda sıcak su ve soğuk su ortak sıcaklığa ulaşmış olur. Böylece karıştırılan su enerji transferinden dolayı soğuk sudan daha sıcak, sıcak sudan daha soğuk bir hale gelir.
İki kavram arasındaki farkı özetleyecek olursak;
- Isı bir enerjidir fakat sıcaklık bir enerji değildir. Sıcaklık yalnızca ölçülebilen bir değerdir.
- Farklı araçlar yardımıyla ölçülür. Isı, kalorimetre kabı adında bir alet ile ölçülürken sıcaklık termometre ile ölçülmektedir.
- Isı birimi kalori (cal) veya Joule ile ifade edilirken, sıcaklık birimi derecedir(°C) .
- Isı nesnenin şekline, boyutuna, miktarına, hızına bağlı iken sıcaklık madde miktarına bağlı değildir.
Blog yazımızı okuyarak bu iki tanımın arasındaki anlam karmaşasını çözebilirsiniz.