ISI ve SICAKLIK ISI ve SICAKLIKBir buz kalıbını güneş ışınlarının geldiği yere koyduğumuzda eridiği, yazın elektrik tellerinin sarktığı, yeterince ısı alan suyun kaynadığı, kışın ise bazı yerlerde suların donduğu görülür. Yani kısaca ısı bazı kimyasal ve fiziksel olayların gerçekleşmesine neden olur. Isı ve sıcaklık kavramları birbirine bağlı olarak değişen kavramlardır. SıcaklıkBir maddenin belli bir ölçüye göre, soğukluğunu veya ılıklığını gösteren nicelik, sıcaklık olarak bilinir. Bir maddedeki her molekülün hareket enerjisi farklı farklıdır. Bütün moleküllerin hareket enerjilerinin toplamı, toplam molekül sayısına bölünürse, ortalama hareket enerjisi bulunur. Bu ortalama hareket enerji sıcaklığın bir ölçüsüdür. Bu değerin yüksek olduğu madde daha sıcak, düşük olduğu maddenin sıcaklığı ise daha düşük demektir. Bir maddenin ortalama hareket enerjisi ile orantılı olan büyüklüğe sıcaklık denir. Bir maddenin sıcaklığı değişiyorsa, çevresine ısı veriyor ya da çevresinden ısı alıyordur. IsıSıcaklıkları farklı olan maddeler bir araya konulduğunda aralarında enerji alış verişi olur. Alınan ya da verilen enerjiye ısı enerjisi denir. Isı ve sıcaklık ölçülebilir büyüklüklerdir. Isı enerji çeşididir, sıcaklık ise enerji değildir. Isı kalorimetre ile, sıcaklık ise termometre ile ölçülür. Isı birimi calori veya Joule’dür. Sıcaklık birimi ise derecedir. Isı madde miktarına bağlıdır. Sıcaklık ise madde miktarına bağlı değildir. Sıcaklığın Ölçülmesi Termometrelerde 76 cm-Hg basıncında sabit iki sıcaklık değeri seçilir. Birisi suyun donma sıcaklığı diğeri ise suyun kaynama sıcaklığıdır. Sıcaklık T ile sembolize edilir. Celcius (Santigrad °C) termometrelerinde, suyun donma sıcaklığı 0 °C , kaynama sıcaklığı 100 °C alınarak, 100 eşit bölme yapılmıştır. Kelvin suyun donma sıcaklığını 273 K, kaynama sıcaklığını ise 373 K alarak 100 eşit bölme yapmıştır. Herhangi bir X termometresinde ise, suyun donma sıcaklığı – 10 °X, kaynama sıcaklığı ise 70 °X alınarak, 80 eşit bölme yapılmıştır. Termometrelerdeki sıcaklık değerlerini birbirine dönüştürmek için, eşitlikleri kullanılabilir. Buradan çıkan sonuca göre, Celcius termometresindeki sıcaklık değeri 1 bölme yükselirse, Fahrenhait’te; 1,8 bölme, Kelvin’de 1 bölme; X termometresinde ise; 0,8 bölme yükselir. Örneğin hava sıcaklığı 10 °C iken, Fahrenhait termometresi F = 18 + 32 = 50 °F değerini gösterir. Isı EnerjisiMaddenin sıcaklığını artırmak için verilmesi gereken enerji çeşidine ısı enerjisi denir. Q ile gösterilir. Isı bir enerji çeşidi olduğundan enerji birimleri ısı birimleri olarak alınabilir. Uluslararası birim (SI) sistemine göre enerji birimi Joule (Jul)dür. 1 cal = 4,18 Joule dür. Sıcaklık DeğişimiElimizle bir maddeye dokunduğumuzda sıcaklık hissediyorsak madde elimize ısı veriyordur. Dokunduğumuzda soğukluk hissediyorsak elimiz maddeye ısı veriyordur. Buna göre, sıcaklıkları farklı olan iki madde karıştırıldığında ya da birbirine değecek şekilde yan yana konulduğunda aralarında ısı alış verişi olur. Sıcak olan madde ısı verip sıcaklığı azalırken, sıcaklığı düşük olan madde ısı alarak sıcaklığı artar ve sonuçta ısı dengesi sağlanır. Isı akışı her zaman sıcak maddelerden soğuk maddelere doğru olur. Sıcaklıkları eşit olan maddelerde ısı alış verişi olmaz. Öz Isı Her saf maddenin aynı şartlardaki öz ısısı farklıdır. Dolayısıyla öz ısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Ayırt edici özellikler madde miktarına bağlı değildir. Bir cismin m gramının sıcaklığını DT kadar değiştirmek için verilmesi ya da alınması gereken ısı miktarı Q = m . c . DT bağıntısı ile bulunur. Bu bağıntıya göre, eşit kütleli maddelere eşit miktar ısı verildiğinde, öz ısısı küçük olan maddenin sıcaklık değişimi, öz ısısı büyük olanınkine göre daha fazla olur. Isı Alış VerişiIsıca yalıtılmış bir ortamda bir araya konulan sıcaklıkları farklı maddeler arasında ısı alış verişi olur. Daha öncede açıklandığı gibi yalnız cisimler arasında ısı alış verişi var ise, alınan ısı verilen ısıya eşittir. Isı akışı sıcak cisimden soğuk cisme doğru olur. Qalınan m1 . c1 . DT1 = Qverilen = m2 . c2 . DT2 İki madde arasında hal değişimi yok ise, yukarıdaki eşitlik geçerlidir. Isıl denge sağlandığında iki maddenin son sıcaklığı kesinlikle eşit olur. Sıcaklıkları T1 °C ve T2 °C olan aynı cins sıvıdan eşit kütleli karışım yapılırsa, karışımın son sıcaklığı den bulunur. Karışımın son sıcaklığı, karışan sıvıların sıcaklıkları arasında bir değerdir. T2 > T1 ise, T2 > Tson > T1 olur. ERİME ve DONMAMaddelerin içinde bulunduğu sıcaklığa göre, katı, sıvı ve gaz halinde bulundukları biliniyor. Maddeler ısı alarak ya da ısı vererek bir halden diğer bir hale geçiş yapabilirler. Maddelerin bir halden başka bir hale geçmesine hal değiştirme denir. Maddelerin katı halden sıvı hale geçmesine erime, sıvı halden katı hale geçmesine de donma denir. Eğer bir maddeye ısı verildiği halde sıcaklığı değişmiyorsa madde hal değiştiriyor demektir. Madde hal değiştirirken sıcaklığı değişmez, verilen ısı enerjisi maddenin moleküller arasındaki bağları kopararak hal değiştirmesinde harcanır. Hal değişim sırasında maddelerin hacminde de değişme olur. Erime SıcaklığıSabit hava basıncı altında bütün katı maddelerin katı halden sıvı hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine erime sıcaklığı ya da erime sıcaklık noktası denir. Sabit hava basıncı altında her maddenin erime sıcaklığı farklı olduğu için maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Örneğin deniz düzeyinde buzun erime sıcaklığı 0 °C dir. Erime IsısıErime sıcaklığındaki bir katının 1 gramının yine aynı sıcaklıkta sıvı hale gelmesi için verilmesi gerekli ısıya erime ısısı denir. Erime ısısı da ayırt edici bir özelliktir. Kütlesi m olan, erime sıcaklığındaki bir katıyı eritmek için verilmesi gereken ısı miktarı, Q = m . Le bağıntısı ile bulunur. Örneğin, buzun erime ısısı Le = 80 cal/g dır. Sıvı bir maddenin ısı vererek katı haline geçmesine donma denir. Sabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin katı hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu değere donma sıcaklığı ya da donma sıcaklık noktası denir. Erime ile donma birbirinin tersidir. Bundan dolayı bir maddenin erime sıcaklığı, donma sıcaklığına eşittir. Erime ısısı da donma ısısına eşittir. Örneğin deniz düzeyinde 0 °C deki su donarken dışarı 80 cal/g lık ısı verir. Madde hal değiştirirken sıcaklığı değişmez. Bir maddenin erime sıcaklığı ile donma sıcaklığı eşittir. Bir maddenin erime ısısı ile donma ısısı eşittir. Erime sıcaklığı ve erime ısısı, maddenin ayırt edici özelliklerindendir. ERİME VE DONMAYA ETKİ EDEN FAKTÖRLER 1. Basıncın Erime ve Donmaya EtkisiBasınç, birim yüzeye etkiyen dik kuvvet olduğundan, maddenin moleküllerini bir arada tutarak dağılmasını önleme yönünde etki eder. Buz erirken hacmi küçülür. Dolayısıyla basıncın artması, hacmin küçülmesine yardımcı olduğu için erime sıcaklığı azalır. Buz için basıncın azalması erime sıcaklığını yükseltir. Deniz düzeyinde, normal basınçta 0 °C de eriyen buz, basınç artırılmasıyla sıfırın altındaki bir sıcaklıkta da eriyebilir. Yüksek dağların zirvesindeki karların yaz mevsiminde de erimemesinin nedenlerinden birisi de açık hava basıncının yükseklere çıkıldıkça azalması ve karın erime noktasının yükselmesidir. 2. Saflığın Bozulmasının Erime ve Donmaya EtkisiSaf bir maddenin içine başka bir madde karıştırılırsa, maddenin saflığı bozulur. Saf olmayan bu karışımın, saf maddeye göre erime ve donma sıcaklığı değişir. Arabaların soğutucu suyunun içine antifriz denen maddenin karıştırılması suyun donma noktasını – 20 °C, – 25 °C gibi sıcaklıklara indirmektedir. Kışın hava sıcaklığının 0 °C nin altında olduğu durumlarda, yollardaki buzu eritmek için, tuz dökülür. Tuz, buzun erime noktasını düşürür ve (–) değerli sıcaklıklarda da buz eriyebilir. KAYNAMA, BUHARLAŞMA ve SÜBLİMLEŞMESıvı bir maddenin ısı olarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denir. Buharlaşma olayı sıvı yüzeyinde olur. Isı alan sıvı moleküllerinden bazıları sıvı yüzeyinde gaz haline geçer. Buharlaşma Buharlaşmaya basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çoktur. Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir. Maddeler dışarıdan ısı alarak buharlaşırlar. Dolayısıyla buharlaşmanın olduğu yerde serinleme olur. Sıcaklığın artması buharlaşmayı hızlandırır. Açık hava basıncının azalması buharlaşmayı artırır. Sıvının açık yüzey alanı arttıkça buharlaşma daha fazla olur. Rüzgarlı havada buharlaşma fazla olduğundan çamaşırlar daha çabuk kurur. KaynamaBir kapta bulunan sıvı ısıtılırsa sıcaklığı yükselir ve buharlaşma artar. Sıvının sıcaklığının yükselmesiyle meydana gelen buhar basıncı, sıvının yüzeyine etki eden basınca eşit olduğu an, sıvı kaynamaya başlar. Kaynama sırasında sıvının sıcaklığı değişmez. Kaynama SıcaklığıSabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin, sıvı halden gaz hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine kaynama noktası denir. Kaynama sıcaklığı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Kaynama noktasına gelmiş 1 gram sıvı maddenin tamamının aynı sıcaklıkta gaz haline gelmesi için verilmesi gereken ısıya buharlaşma ısısı denir. Buharlaşma ısısı Lb ile gösterilir. Kaynama sıcaklığındaki m gramlık maddeyi gaz haline getirmek için verilmesi gereken ısı miktarı Buharlaşma Isısı Q = m . Lb bağıntısı ile bulunur. Suyun buharlaşma ısısı Lb = 540 cal/g dır. Buharlaşma ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Gaz halindeki bir maddenin ısı vererek sıvı hale geçmesine yoğunlaşma denir. Erime ve donmada olduğu gibi, yoğunlaşma da, kaynamanın tersidir. Dolayısıyla bir maddenin kaynama sıcaklığı ile yoğunlaşma sıcaklığı eşittir. Buharlaşma ısısı ile yoğunlaşma ısısı da eşittir. Kaynama ve yoğunlaşma anında saf maddenin sıcaklığı değişmez. Bir maddenin kaynama sıcaklığı ile yoğunlaşma sıcaklığı eşittir. Bir maddenin buharlaşma ısısı ile yoğunlaşma ısısı eşittir. Kaynama sıcaklığı ile buharlaşma ısısı ayırt edici özelliklerdendir. Süblimleşme Kaynama ve Yoğunlaşmaya Etki Eden FaktörlerYine erime ve donmada olduğu gibi, kaynama ve yoğunlaşmaya etki eden faktörler vardır. Basınç ve maddenin saflığının değiştirilmesi, kaynama sıcaklığını etkiler. Hava basıncı artarsa, ağzı açık kaptaki sıvının kaynaması zorlaşır. Hava basıncının azalması ise kaynamayı kolaylaştırır. Dolayısıyla sıvı daha düşük sıcaklıkta kaynar. Deniz düzeyinde 100 °C de kaynayan saf su, Ankara’da 96 °C de, Erzurum’da ise 94 °C de kaynar. Düdüklü tencerede basıncın artmasıyla sıvının kaynama sıcaklığı artırılır, dolayısıyla yemekler daha çabuk pişer. Saf sıvı içine karıştırılan farklı maddeler sıvının saflığını bozar. Saflığı bozulan sıvının kaynama sıcaklığı değişir. Örneğin suyun içine tuz karıştırılırsa, kaynama sıcaklığı yükselir. Suyun Hal Değişim GrafiğiBir parça buz ısıtıldığında önce sıcaklığı artar. Erime sıcaklığına geldiğinde hal değiştirmeye başlar ve buzun tamamı eriyinceye kadar sıcaklığı değişmez. Isı enerjisi verilmeye devam edildiğinde, suyun sıcaklığı artar ve 100 °C de kaynamaya başlar. Sıvının tamamı bitinceye kadar sıcaklık değişmez. Bu açıklamaya göre buzun sıcaklık-aldığı ısı enerjisi grafiği şekildeki gibi olur. Buzun erime ısısı Le = 80 cal/g, buharlaşma ısısı Lb = 540 cal/g dır. Dolayısıyla 0 °C deki 1 gram buzu eritmek için 80 calorilik ısı gerekirken, 100 °C deki 1 gram suyu gaz haline geçirmek için 540 calori gerekir. Bundan dolayı DQ1 < DQ2 dir. Madde ısı hızı sabit olan ocakla ısıtılıyorsa, ısı ekseni yerine zaman ekseni alınabilir. GENLEŞMEIsı alan cisimlerin moleküllerinin hareketi artar. Bu da moleküller arası uzaklığın artmasına neden olur. Bunun sonucunda da cismin hacmi artar yani genleşir. Isıtılan cisimlerin hacminde meydana gelen artışa genleşme, azalmaya ise büzülme denir. Genleşme ve büzülmelerin sonucunda elektrik tellerinin yazın sarkık, kışın ise gergin durduğu görülür. Tren raylarının birleşme yerlerinde genleşmeden dolayı boşluk bırakılır. Katılarda GenleşmeKatı madde, çubuk şeklinde ise boyca uzama, levha şeklinde ise yüzeyce genleşme, küre ve silindir gibi cisimlerde ise hacimce genleşme olarak incelenebilir. Boyca Uzama Katı bir çubuk, ısıtılıp sıcaklığı artırıldığında boyunun uzadığı gözlenir. Boyu uzayan bir çubuğun genişliği de artar. Fakat boyundaki artışın yanında genişliğindeki artış ihmal edilecek kadar küçüktür. Bundan dolayı metalin tek boyutta genleştiği kabul edilir ve buna boyca uzama denir. İlk boyu ℓ0 olan bir çubuğun sıcaklığı DT kadar artırılırsa, boyundaki Dℓ uzama miktarı, Dℓ = ℓ – ℓ0 olur. İlk boyları eşit olan X ve Y metal çubuklarından X in uzama kabiliyeti Y ninkinden büyük olsun. Bu çubukların sıcaklığı eşit miktar artırılırsa, X in boyu daha fazla uzar. Eğer sıcaklıkları eşit miktar azaltılırsa X in boyu daha fazla kısalır. Fakat bu çubuklar birbirinden ayrılmayacak şekilde perçinlenmiş iseler, ısıtıldıklarında ya da soğutulduklarında bükülme meydana gelir. X in uzama kabiliyeti Y ninkinden büyük olduğundan, ısıtılma sonucu X çubuğu daha fazla uzayacağı için Y nin üzerine doğru bükülür. Soğutulma sonucunda ise X daha fazla kısalacağı için Y çubuğu X in üzerine doğru bükülür. Yüzeyce Genleşme İnce levha şeklindeki katı maddelerin kalınlığındaki genleşme, yüzeyindeki genleşmenin yanında çok küçük kaldığı için dikkate alınmaz. Dolayısıyla böyle bir levhadaki genleşmeye yüzeyce geleşme denir. Yüzey alanı S0 olan ince metal bir levha ısıtıldığında yüzey alanı artar. Yüzey alanındaki DS artış miktarı, DS = S – S0 olur. Hacimce Genleşme Bütün maddeler hacimce genleşir. Fakat bazı doğrultulardaki genleşmeler ihmal edilecek kadar küçük olduğunda, boyca uzama ve yüzeyce genleşme durumları olur. İlk hacmi V0 olan küresel bir cismin sıcaklığı DT kadar değiştirildiğinde hacmindeki değişme miktarı olan DV, DV = V – V0 olur. Bir maddenin genleşme miktarı, maddenin ilk boyutuna, cinsine ve sıcaklık değişimine bağlıdır. Genleşme özelliği katı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Genleşmenin tersi büzülmedir. Bir çubuk sıcaklığı artırıldığında ne kadar uzuyorsa, ilk duruma göre sıcaklığı eşit miktar azaltılırsa, eşit miktar kısalır. Genleşme kabiliyeti büyük olan çubuk, ısıtıldığında fazla uzar, soğutulduğunda ise fazla kısalır. Sıvılar içinde bulundukları kabın şeklini alır. Isıtılan bir sıvı, hacimce genleşir. İçi su dolu bir kap ısıtıldığında sıvının taşması, genleştiğini gösterir. Burada sıvı genleşirken kapta genleşir. Fakat sıvıların genleşme kabiliyeti katılarınkinden büyük olduğu için sıvı, kaptan daha fazla genleşir ve taşma olur. Eğer kap ile sıvı eşit miktar genleşse idi sıvı taşmazdı. Aynı cins sıvıların sıcaklığı eşit miktar artırılırsa, hacmi büyük olan sıvı daha fazla genleşir. Su diğer sıvılardan farklı şekilde genleşir. + 4 °C de hacmi en küçük değerini alır. + 4 °C den itibaren hacmi artar ve 0 °C deki hacmi ile + 8 °C deki hacmi eşit olur. Buna göre suyun hacim - sıcaklık ve özkütle - sıcaklık grafiği aşağıdaki gibi olur. 4 °C de hacmin minimum olduğu yerde öz kütle maksimum değerini alır. Öz kütlesi büyük olan sıvı altta olduğu için, su birikintilerinin, göllerin ve denizlerin, dip kısımlarındaki sıcaklık + 4 °C civarındadır. ISI İLETİMİ VE YALITIMIIsı enerjisi bir yerden başka bir yere üç yolla yayılır. 1. İletim yoluyla 2. Konveksiyon (madde akımı) yoluyla 3. Işıma yoluyla 1. İletimIsının iletim yoluyla yayılması katılarda olur. Katıların molekül yapısı sıkı olduğu için ısı alan bir molekül aldığı ısının bir kısmını çevresindeki moleküllere aktararak onlarında sıcaklığının artmasına neden olur. O moleküllerde ısısını komşu moleküllere aktarır ve böylece bir ucu ısıtılan katı maddenin iletim yoluyla diğer ucu da ısınır. Katı maddelerde ısı yüzde yüz olarak iletilmez. İletme durumu bazı maddelerde hızlı, bazılarında ise yavaştır. Bundan dolayı ısı iletkenliği katı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. En iyi iletkenler saf metaller ve bunlar içinde de altındır. X, Y çubuklarının uçlarından eşit uzaklığa konulan mumlardan önce hangisi düşerse, o çubuğun ısı iletkenliği daha fazla demektir. Sıvı ve gaz molekülleri arasındaki uzaklık katılarınkine göre fazla olduğu için iletim yoluyla ısı iletemez. 2. Konveksiyon (Madde Akımı)Sıvı ve gazlar akışkan olduklarından kolay hareket edebilirler. Isınan maddeler genleşerek hacmi artar ve özkütlesi azalır. Özkütlesi azalan akışkan yukarı çıkarken, özkütlesi büyük olan akışkan aşağı iner ve bir sirkülasyon (sıvı dolaşımı) meydana getirir. Örneğin kalorifer yandığında, çevresindeki hava moleküllerini ısıtır ve ısınan hava genleşerek odanın diğer taraflarına gider ve oraları da ısıtır. Bir sıvı alttan ısıtıldığında ısınan sıvı genleşir ve özkütlesi azalır. Özkütlesi azalan sıvı yukarı, yukarıdaki daha soğuk ve özkütlesi büyük olan sıvı aşağı iner ve sıvı içinde bir sirkülasyon olur. Dolayısıyla kabın alt tarafı ısınmakla sıvının üst kısmı da madde akımı yoluyla ısınmış olur. 3. IşımaSıcak cisimler ışıma yaparlar. Etrafa elektromanyetik dalga gönderirler. Bu dalgalar enerji paketcikleridir (foton). Bu enerji dalgalarını soğuran yüzeyler ısınırlar. Enerji dalgaları yayan cisim ise enerji kaybettiği için soğur. Güneşin dünyayı ısıtması ışıma yoluyla olur. Güneşten yayılan ışık dalgalarını soğuran yüzeyler ısınırlar. Koyu renkli yüzeyler ışığı daha çok soğurduğu için daha çok ısınırlar. Açık renkli yüzeyler ise daha çok yansıttıkları için az ısınırlar. Termosların iç yüzeyinin parlak olması ısının ışıma yoluyla kaçmasını engellemek içindir. Termosun dış yüzeyi parlak ise, dışardan içeriye ısının girmesini azaltmak içindir. Sıcak bir metal parçası zemine bırakıldığında zamanla soğur. Bu cismin soğuması yani ısı kaybı, iletim, konveksiyon ve ışıma yoluyla olur. Zemine temas ettiği için iletimle ısının bir kısmını zemine aktarır. Havadaki moleküller cisme çarparak ondan ısı alırlar. Ayrıca sıcak cisimler gözlerimizle göremediğimiz kızıl ötesi ışınlar yayarlar. Yani ışıma yoluyla da ısının bir kısmını verir ve zamanla soğurlar. ä Binalardaki çift cam, tuğlalar arasına konulan köpük, bodrum katlardaki strofor, çatılardaki izocam, su saatleri üzerine dökülen odun talaşı, oda zeminlerinin parke ile döşenmesi ısı yalıtımına birer örnektir. YAKITLAR ve ISI DEĞERLERİYandıklarında çevrelerine ısı veren tüm maddelere yakacak denir. Yakacağın diğer adı da yakıttır. Evlerimizi, iğyerlerini, fabrikaları, yemekleri ısıtmada çeğitli yakıtlar kullanılır. Yakıtlar katı, sıvı ve gaz olmak üzere üçe ayrılırlar. 1. Yakıtlar Evlerde ve endüstride kullandığımız ısı enerjisinin çok büyük bir kısmını yakıtlardan elde ederiz. Yakıtlarda, güneş enerjisi, iç enerji halinde depo edilmiştir. Odun bir iç enerji deposudur. Bu enerji, fotosentez yapılırken güneğ ığığının sağladığı enerjidir. Yaprakta, kökte, meyvede ve tohumda, odundan bağka maddeler vardır. Bu maddeler de enerji deposudur. Hayvanlar, bu maddelerle beslenirler. Bitkiler ve hayvanların artıkları, milyonlarca yıl birikir; toprak altında kalır; fosilleşir. Şartlara göre, kömür, doğalgaz veya petrol haline gelir. Bu şekilde oluşan kömür ve petrole fosil yakıtlar denir. Bugün, Dünya ekonomisinin ana enerji kaynağı fosil yakıtlardır. 2. YanmaYakacaklarda yanabilen esas madde karbondur. Yakacaklarda bulunan karbon havada bulunan oksijenle birleşerek yanar ve bu sırada ısı enerjisi açığa çıkar. Karbon oranı fazla olan yakacakların ısı değeri de yüksektir. Yakıtlar yandıktan sonra geriye kül bırakırlar. Çok kül bırakan yakıtların ısı değerleri düğük, az kül bırakanların ise yüksektir. Yanma ısısı : Bu durumda miktarları aynı olsa da farklı yakacaklar farklı ısı vereceklerdir. Katı ve sıvı yakacakların bir kilogramının, gaz yakacakların ise bir metreküpünün verdiği ısıya yanma ısısı denir. Sonuç olarak, karbon oranları farklı olduğu için, aynı miktardaki her yakacağın, yandığında verdikleri ısılar farklıdır. Genel olarak ısı değeri yakacağın cinsine bağlıdır. Yakıtların karbon oranı arttıkça, ısı değerleri artar ve külü, nemi çok olan yakıtların ısı değerleri azdır. Yanma : Maddenin oksijenle birleşmesine yanma denir. Yanma, genel olarak havanın oksijeni ile gerçekleşir. Saf oksijen içinde bir madde diğerine göre daha iyi yanar. Yanma için gerekli hava ya da saf oksijen yeterli ölçüde sağlanmış ise yanma olayı iyi yürür. Hava ya da oksijen yetersiz ise o zaman yanma iyi olmaz. Demirin havada paslanması ve solunumda yanma olayı vardır, fakat ışık çıkmaz. Bu yanma olayı yavaş olduğundan buna yavaş yanma denir. Işık ve ısı verecek şekilde çok şiddetli olan yanmalara da çabuk yanma denir. Odunun, mumun ve kibritin yanması çabuk yanmadır. Tutuşma sıcaklığı : Bir maddeyi yakabilmek için onu tutuşma sıcaklığına kadar ısıtmak gerekir. Onun için bu maddeye dışarıdan bir miktar ısı verilmesi gerekir. Yanma bağladıktan sonra oluşan ısı, yanmayı sürdüreceğinden artık dışarıdan ısı verilmesine gerek kalmaz. Tutuşma sıcaklığı maddelerin türlerine bağlı olarak değişir. Yangının söndürülmesi : Günlük hayatımızda kullandığımız ısı kaynaklarının en önemlisi ateştir. Bu yönüyle ateş gerçekten büyük bir buluştur. Kontrolümüzde olduğu sürece çok yararlı olan ateş, kontrolümüzden çıktığında o denli zararlı olur. Yanma olayının bağlaması için yanıcı madde, yakıcı madde (hava - oksijen) ve yanıcı maddenin tutuşma sıcaklığına kadar ısınması gerekir. Bu üç şarttan biri noksansa yanma olayı gerçekleşmez. Yangınların söndürülmesi iki yol ile olur. a. Soğutarak söndürme b. Hava ile teması keserek söndürme Örnek 1 15°C de 20 gram su, 35°C de 30 gram su ve 5°C de 150 gram su karıştırıldığında karışımın son sıcaklığı kaç °C olur? (csu = 4,18 J/g.°C, ortamın ve kabın aldığı ısı önemsenmeyecek.) A) 6,6 B) 10,5 C) 16,6 D) 32,8 Çözüm l. yol :Karıştırılan maddeler aynı tür maddeler olduğu için karışımın son sıcaklığı; ll. yol :Isı kayıpları ihmal edildiğine göre; Alınan Isı = Verilen ısı olur. m1 . csu . (t1 – t) + m2 . csu (t2 – t) = m3 . csu (t – t3) 20 . 4,18 . (15 – t) + 30 . 4,18 (35 – t) = 150 . 4,18 (t – 5) t = 10,5°C olur. Cevap B Örnek 2 10°C deki 20 gram su, 0°C de buz haline geçerken kaç kalorilik ısı verir? (Lbuz = 80 cal/g; csu = 1 cal/g.°C) A) 1000 B) 1600 C) 1800 D) 2000 Çözüm Suyun buza dönüşmesi için verilen toplam ısı QT = Q1 + Q2 olur. Q1 Q2 QT = m . c . Dt = 20 . 1 . (10 – 0) = 200 cal = m . L = 20 . 80 = 1600 cal = 200 + 1600 = 1800 cal olur. Cevap C Sıvılarda GenleşmeBazı katı maddeler ısıtılınca sıvı hâle geçmeden doğrudan gaz hâle geçerler. Bu olaya süblimleşme denir. Naftalin, ernet ve bazı koku yayan maddelerin zamanla azaldığı görülür. Fakat hiç sıvılaştığı görülmez. Bu tür maddelerde süblimleşme olur.Erime ve donma sıcaklığı normal şartlarda sabittir. Eğer basınç ve maddenin saflığı değiştirilirse, maddelerin erime ve donma sıcaklığıda değişir.(Isınma Isısı)Yalnız sıcaklık değişimine bakılarak bir maddenin aldığı ya da verdiği ısı miktarı bulunamaz. Çünkü sıcaklık değişimi maddenin cinsine ve miktarına bağlıdır. Bir maddenin cinsinin ısınmaya etkisi öz ısı olarak ifade edilir. Bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gerekli ısı miktarına öz ısı denir. c ile gösterilir. (Termometreler)Sıcaklık ölçmek için kullanılan araçlara termometre denir. Termometreler ısınan maddelerin genleşmesi esasına göre düzenlenmişlerdir.