Isı, belirli sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerjidir. Isı da iş gibi bir enerji transfer biçimidir. Isı ve iş hiçbir cisimde depo edilemez, ancak sistem sınırlarında ve geçiş halinde iken belirlenebilir. Her ikisi de birer eğri fonksiyonudurlar. Bir başka deyişle, ısı ve iş geçiş halindeki enerjilerdir. Isı sıcak bir maddenin soğuk maddeye ilettiği sıcaklığı sağlayan bir enerji türüdür
Isı birimi iş birimi ile aynıdır yani joule (j) ya da kaloridir (cal).
S: entropi
T: sıcaklıkısı birim, kaloridir.
Isı ve sıcaklık arasındaki farklar
Sıcaklık, bir cismin sıcaklığının ya da soğukluğunun bir ölçüsüdür. Bir sistemin ortalama moleküler kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Gazlar için kinetik enerji, mutlak sıcaklık dereceleriyle orantılıdır. Bir başka deyişle, ısı geçiş halindeki enerjilerdir. Isı sıcak bir maddenin soğuk maddeye ilettiği sıcaklığı sağlayan bir enerji türüdür.
Yani ısı bir enerji,sıcaklık ise bir ölçüdür.Aşağıdaki formülde bu daha iyi görülmektedir:
Q: verilen veya alınan ısı enerjisi miktarı
m: kütle
c: maddenin öz ısısı
Δt: sıcaklık farkı (sıcaklık değişimi)
Q=m.c.Δt
MADDENİN HALLERİ VE ISI Katılarda esneklik özelliği, elektrik özelliği ,yarı iletken, süper iletken, özelliği,boyca, yüzeyce, hacimce genleşme, erime, donma, ses iletimi, yoğunluk, vb. Katıların optik özellikleri, saydam, yarı saydam, saydam olmayan gibi özellikleri vardır.
Katı bir maddeye dışarıdan ısı vererek onun atom ya da molekülleri arasındaki çekim kuvvetini azaltarak sıvıya, sıvı haline yine dışarıdan ısı verdiğimizde gaz haline dönüştürebiliriz.
Sıvılar, belli bir şekli olmayan maddelerdir, içine konuldukları kabın şeklini alırlar, akışkandırlar. Sıvı molekülleri, sıvı hacmi içinde serbest hareket ederler.Sıvılar sıkıştıramazlar.Sıvılar iletkendir. Fakat iletkenlikleri içlerine konulan maddelerle değişebilir.
Örnek: Saf su ve şekerli su yalıtkanken, tuzlu su iletkendir.
1.Sıvı maddelerin belli hacimleri vardır.
2.Belli şekilleri yoktur.Girdikleri kabın şeklini alırlar.
3.Akışkandır, kayarak hareket ederler .
4.Sıvılar iletkendir.
Biraz ısı verilerek gaz haline geçebilirler.Buna buharlaşma denir.
Gaz halindeki maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki boşluk katı ve sıvılara göre daha fazladır ve gaz tanecikleri birbirlerinden tamamen bağımsız olup gelişigüzel (rast gele) hareket ederler.
Gaz tanecikleri arasındaki boşluk çok fazla olduğu için gazlar sıkıştırılabilirler.
Isı alarak sıvı hale geçebilirler.Buna yoğunlaşma denir.
Gazlar da sıvılar gibi akışkan maddelerdir.
ERİME VE DONMA ISISI
Maddelerin eriyebilmesi için maddeye ısı enerjiyi verilmesi gerekir. Maddenin donabilmesi için maddenin dışarıya ısı enerjisi verebilmesi gerekir. Her maddenin eriyebildiği ve donabildiği bir sıcaklık değeri vardır. Buna erime sıcaklığı ya da donma sıcaklığı adı verilir.
Bir madenin erime sıcaklığı ile donma sıcaklığı aynı değerdir. Örneğin; suyun erime ve donma sıcaklığı 0̊Cdir.
Erime sıcaklığındaki bir maddenin tamamının erimesi için gereken ısıyı hesaplayabiliriz.Bu ısıyı Q=m x Le bağıntısından hesaplarız.Her maddenin erime ısısı (Le) değeri sabittir.
Donma noktasındaki bir maddenin tamamının donması için vermesi gereken ısıyı da Q=m x Ld bağıntısından hesaplarız.Maddelerin erime ısısı (Le) değerleri,donma ısısı (Ld) değerleri ile aynıdır.
BAZI MADDELERİN ERİME VE DONMA ISILARI
Q = ısı
M = kütle
Le = erime ısısı SU 80 cal/g
Ld = donma ısısı DEMİR 506 cal/g
• Kapalı ortamların aşırı soğumasını engelleyebilmek için , ortama su dolu kaplar yerleştirilir.Bunun sebebi;ortamdan ısı alındığında , ısının su dolu kaplardan alınarak , ortamın aşırı soğumasının engellenmesidir.Sebze ve meyve depolarında , çok soğuk günlerde sebze ve meyveleri donmaktan koruyabilmek için bu yöntem kullanılabilir.
• Kışın buzlanmayı engellemek için yollara tuz serpilir.Bunun sebebi buzun üzerine atılan tuzun,buzun donma noktası ve erime noktasını düşürmesidir.
• Saf su ile saf olmayan suyun donma noktası farklıdır.
BUHARLAŞMA ISISI
Maddenin sıvı halden gaz hale geçmesine buharlaşma adı verilir.Maddenin gaz halden sıvı hale geçmesine iseyoğuşma adı verilir.
Buharlaşma sırasında ; sıvıyı oluşturan tanecikler arasındaki bağlar kopar.Bu yüzden madde buharlaşırken ortamdan ısı enerjisi alır.Buharlaşma her sıcaklıkta gerçekleşebilir.
Denizden çıktıktan sonra ya da elimize kolonya döktüğümüz de serinleriz.Bunun sebebi buharlaşmadır.Buharlaşma sırasında ortamdan ısı enerjisi alındığı için serinleme gerçekleşir.
Buharlaşma ısısı Lb ile gösterilir.Kaynama noktasındaki belli miktardaki maddeyi aynı sıcaklıkta buharlaştırmak için gereken ısıyı Q=m x Lb bağıntısından hesaplarız.
YOĞUNLAŞMA ISISI
Gaz halindeki maddenin sıvı hale geçmesine yoğunlaşma denir.Kaynama sıcaklığında ve gaz halinde bulunan 1 gram maddenin, aynı sıcaklıkta tamamen sıvı hale geçerken çevresine verdiği ısıya yoğunlaşma ısısı denir. Ly ile gösterilir.
Q = m x Ly
Not:Sıvılar buharlaşırken aldıkları ısıyı yoğunlaşırken geri verirler. Kaynama sıcaklığındaki buhar yoğunlaşma ısısı kadar ısı kaybettiğinde sıvı haline geçer. Bu yüzden buharlaşma ısısı yoğunlaşma ısısına eşittir. Bir madde için Lb = Ly
Buharlaşma ve yoğunlaşma ısıları maddeler için ayırt edici özelliktir.
ISINMA VE SOĞUMA EĞRİLERİ
Buzluktan çıkarılmış sıcaklığı 0º C’nin altındaki buzu bir kabın içine koyup bir ısıtıcı ile yavaş yavaş ısıtalım ve bu arada buzun sıcaklığını ve geçen zamanı kontrol edip sık sık bu değerleri not alalım,bu değerleri sıcaklık zaman grafiğine yerleştirelim,sonuçta yandaki gibi bir grafik elde edilir.
Grafikte II. ve IV. bölümlerde madde hal değiştirdiği için sıcaklık sabit kalmıştır.II. bölümde madde katı halden sıvı hale geçmeye başlamış (erimiş) IV. bölümde madde sıvı halden gaz hale geçmeye başlamıştır (buharlaşmış). Grafikte buzun erime noktasının 0 C,suyun kaynama noktasının 100 ºC olduğu görülür.
120 ºC sıcaklıktaki su buharından ısı alındığında ise sıcaklık-zaman grafiği yandaki gibi olur.Grafikte II. ve IV.bölümde madde hal değiştirmektedir.II. bölümde madde gaz halden sıvı hale (yoğuşma) geçmektedir.
IV. bölümde ise madde sıvı halden katı hale (donma) geçmektedir.Grafikte su buharının yoğuşma noktası 100 ºC,suyun donma noktası ise 0 ºC’dir.Buna göre,grafiklerde buzun erime noktası ile suyun donma noktasının aynı olduğu ve suyun kaynama noktası ile su buharının yoğuşma noktasının aynı olduğu görülür.
Kaynak: wikipedia.org
sbs-fen.com
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder