Sınıf:
Ünite:
Konu:
Isı ve Sıcaklık
- Yarın Tokat için hava sıcaklığı 20 °C olması bekleniyor.
- Balkanlardan gelen soğuk hava dalgası İstanbul’da hava sıcaklıklarının düşmesine sebep olacak.
Günlük hayatta ısı ve sıcaklık kavramlarını sıkça duyarız ve kullanılırız. Bazen bu kavramlar birbiri ile karıştırılır. Ama ısı ve sıcaklık kavramları farklıdır. Isı, maddelerde hâl değişimine yol açabileceği gibi, maddelerin sıcaklığının değişmesine de sebep olur. Örneğin ocaktaki suya ısı verdiğimizde sıcaklığının arttığını, suyu buzdolabına koyduğumuzda da sıcaklığının azaldığını yani suyun ısı verdiğini görürüz. Ocaktaki suyu ısıtırken buharlaştığını, buzdolabındaki suyu da yeterince soğutursak donduğunu gözlemleriz.
Kısacası ısı ve sıcaklık birbiriyle ilişkili ama farklı kavramlardır.
- Sobada yanan odunun verdiği ısı odayı ısıtır.
- Güneş’in verdiği ısı havanın sıcaklığını artırır.
Isı Nedir? Isı Ne ile Ölçülür?
Maddeler arasındaki sıcaklık farkından dolayı sıcak maddeden soğuk maddeye aktarılan enerjiye ısı denir. Yani ısı bir enerjidir. Maddelerin sahip oldukları ısıdan bahsedemeyiz. Ancak aktarılan ısı miktarını ölçebiliriz. Isıyı ölçmek için kalorimetre adı verilen kaplar kullanılır. Kalorimetre ile maddenin sahip olduğu ısı değil, sıcaklığını değiştirmek için aldığı ya da verdiği ısı miktarını ölçeriz. Isı bir enerji olduğu için birimi kalori (cal) veya jolue (J) olarak ifade edilir.
❝
Enerji birimine, James Prescott Joule’ün (Ceyms Preskut Jul) anısına Joule (jul) denmektedir. Yaklaşık olarak 1 cal = 4 J ‘dür.
Sıcaklık Nedir? Sıcaklık Ne ile Ölçülür?
Sıcaklık ise bir göstergedir. Isının etkisiyle ortamda ya da maddede meydana gelen değişimin göstergesine sıcaklık denir. Sıcaklık termometre ile ölçülür. Birimi ise derece celcius (derece selsiyus) dur. Kısaca °C ile gösterilir. Bundan başka Fahrenheit ve Kelvin gibi derecelerde kullanılmaktadır.
Maddelere dokunduğumuz zaman hissettiğimiz onların sıcaklıklarıdır ve “sıcak” ya da “soğuk” olarak varlıkları nitelendiririz.
Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar Nelerdir?
Isı ve sıcaklığın birbiriyle ilişkili ancak farklı kavramlar olduklarını ifade ettik. Isı ve sıcaklık arasındaki farkları tablodaki gibi listeleyebiliriz.
Isı |
Sıcaklık |
Isı bir enerjidir. |
Sıcaklık bir enerji değildir. |
Isı, maddeler tarafından alınıp verilebilir. |
Sıcaklık, maddeler tarafından alınıp-verilemez. |
Alınan-verilen ısı Kalorimetre kabı ile ölçülür. |
Sıcaklık değeri Termometre ile ölçülür. |
Birimi kalori (cal) veya joule (J) dür. |
Birimi derece celcius (°C) dir. |
Alınan-verilen ısı madde miktarına bağlıdır. |
Madde miktarına bağlı değildir. |
Tablo 1: Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar
Dünyamızın en büyük ısı ve ışık kaynağı Güneş’tir. Güneş aynı zamanda ısınmak için kullandığımız odun, kömür, doğal gaz gibi yakıtlardan elde ettiğimiz enerjinin de kaynağıdır.
Isı ve Sıcaklığın Doğru-Yanlış Kullanımına İlişkin Örnekler
Verilen İfade |
D |
Y |
Doğrusu |
Havanın ısısı 20°C’tur. |
|
X |
Havanın sıcaklığı 20°C’tur. |
Hakan'ın vücut sıcaklıgı 37,5°C’tur. |
X |
|
|
Soba odaya sıcaklık verir. |
|
X |
Soba odaya ısı verir. |
Buz erirken etrafından ısı alır. |
X |
|
|
Isı ve sıcaklık farklı kavramlardır. |
X |
|
|
Isı termometre ile ölçülür. |
|
X |
Isı kalorimetre kabıyla ölçülür. |
Su soğurken etrafından ısı alır. |
|
X |
Su soğurken etrafa ısı verir. |
Çamaşırlar kururken etrafından ısı alır. |
X |
|
|
Tablo 2: Isı ve sıcaklık kavramlarının doğru/yanlış kullanımına ilişkin örnekler.
Isı Alışverişi
İçmek için ısıttığımız sütün çok sıcak olduğunu fark ettiğimizde içine soğuk sütten biraz daha karıştırıp ılık hale getiririz. Burada gerçekleşen olay ısı alışverişi/ısı akışı olmuştur. Sıcak süt ile soğuk süt birbirine karıştırıldığında, sıcaklığı yüksek olan sütten sıcaklığı düşük olan süte ısı akışı olur. Böylece sıcak süt soğumaya, soğuk süt ise ısınmaya başlar.
Buna benzer olarak sıcak olan demlik soğuk olan tezgâh üzerine konulduğunda tezgâhın zamanla ısındığı, demliğin ise zamanla soğuduğunu gözlemleriz. Sıcak olan demlik tezgâha ısı vererek soğumuş ve soğuk olan tezgâh da demlikten ısı alarak ısınmıştır.
Farklı sıcaklıktaki maddeler arasındaki enerji alışverişine ısı alışverişi denir. Isı akışı, daima sıcak maddeden soğuk maddeye doğrudur. Yani sıcak maddenin sıcaklığı azalırken soğuk maddenin sıcaklığı artar.
Isı akışı iki maddenin sıcaklıkları eşit oluncaya kadar devam eder. Ulaşılan bu son sıcaklığa denge sıcaklığı denir. Denge sıcaklığı, her zaman karıştırılan maddelerin sıcaklık değerleri arasındadır. Örneğin 20 °C’luk bir madde ile 70 °C’luk bir madde karıştırıldığında denge sıcaklığı, 20’den büyük, 70’den küçüktür.
Maddelerin miktarına ve cinsine göre denge sıcaklığı değişebilir.
Sıcaklıkları farklı özdeş iki sıvı karıştırıldığında denge sıcaklığı ikisinin sıcaklığının ortalaması (toplamlarının yarısı) olur.
Yandaki görselde sıcaklıkları 80°C ve 20°C olan eşit kütledeki aynı cins sıvı karıştırılırsa denge sıcaklığı 50°C olur.
\(\frac{80°C+20°C}{2} = \frac{100°C}{2} = 50°C\)
80°C+20°C)/2=100°C/2=50°C
Maddenin Cinsi Sıcaklık Değişimini Etkiler mi?
Cinsleri farklı olan eşit kütledeki maddelere aynı miktarda ısı verildiğinde sıcaklık değişimleri de farklı olacaktır.
Yandaki görselde başlangıç sıcaklıkları eşit olan 100g su ve 100g zeytinyağı özdeş ısıtıcılarla 5 dk süre ile ısıtılıyor.
Isıtma süresi sonunda zeytinyağının sudan daha sıcak olduğunu görürüz.
Bu da bize; maddelerin aldıkları ısıların eşit olsa bile maddelerdeki sıcaklık değişimlerinin farklı olabileceğini göstermektedir.
Madde Miktarı Sıcaklık Değişimini Etkiler mi?
Aynı cins maddelerden farklı miktarlarda alınıp özdeş ısıtıcılarda eşit süre ısıtıldığında son sıcaklıkları farklı olacaktır. Kütlesi az olan daha çok sıcaklığa sahip, kütlesi az olan ise daha az sıcaklığa sahip olacaktır (ısıtma süresince hâl değişimi olmadığı dikkate alınacaktır).
Yandaki görselde; başlangıç sıcaklıkları aynı, farklı kütledeki sulara eşit süre eşit ısı verilmiştir. Madde miktarı çok olanın sıcaklığı 5 dk sonunda 50°C’ye, madde miktarı az olanın sıcaklığı ise 5 dk sonunda 70°C’ye çıkmıştır.
Verilen Isı Miktarı Sıcaklık Değişimini Etkiler mi?
Yandaki görselde eşit kütleli sular eşit süre boyunca ısıtılıyor. Kaplardan birine bu süre boyunca diğerinin iki katı ısı veriliyor. Süre sonunda sıcaklık artışının farklı olduğu gözlemleniyor.
Sonuç olarak; verilen ısı miktarı artarsa sıcaklık artışı da artar diyebiliriz. (Isıtma işlemi süresince hâl değişimi olmamıştır.)
Kaynaklar:
- Akter, Seval, Hatice Betül Arslan ve Meltem Şimşek, Ortaokul ve İmam Hatip Ortaokulu Fen Bilimleri 5 Ders Kitabı, Ankara: Devlet Kitapları, 2019.
- Civan, Bora ve Özge Biltekin, Açıköğretim 5.Sınıf Fen Bilimleri Ders Kitabı, Ankara: MEB, 2021.
- https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/84/Oxygen_Bomb_Calorime...
- https://www.bilfenyayincilik.com/assets/etkinlik_cozumleri/5_SINIF_FEN_F...
- https://www.eba.gov.tr/
- https://www.freepik.com/photos/hand - Hand photo created by wirestock
- https://www.freepik.com/vectors/background - Background vector created by brgfx
- https://www.freepik.com/vectors/food - Food vector created by vectorpocket
- https://www.freepik.com/vectors/water
- Milli Eğitim Bakanlığı (2018) Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı, MEB Yayınları, Ankara
- Ünver, Ender, Murat Volkan Yancı ve Zafer Arslan, Ortaokul ve İmam Hatip Ortaokulu Fen Bilimleri 5 Ders Kitabı, Ankara: SDR Dikey Yayıncılık, 2019.