MADDE VE ISI

1. MADDE VE ISI

2. MADDE ve ISI Üzerinde yaşadığımız Dünya’da tüm maddeler katı, sıvı ve gaz halde bulunur. Daha önce öğrendiğimiz gibi bu maddeler hangi halde bulunursa bulunsun, bunları oluşturan tanecikler hareket halindedir. Bir maddenin taneciklerin hareketliliği, yani hareket enerjisi katı haldeyken en az, gaz haldeyken en fazladır. . KATI GAZ SIVI

3. UYARI Isı alıverişinde bulunan maddelerin ilk sıcaklıkları farklıdır. Sıcaklıkları farklı iki madde yan yana geldiğinde maddeler arasında ısı akışı olur. Isı akışı sıcaklığı yüksek olandan alçak olana doğrudur. Bu durumda ısı alan yada veren maddelerin taneciklerinin hareketlilikleri değişir.

4. ISINMA HAREKETLENMEDİR Bir madde ısındıkça maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjisi artar. Hızlanan taneciklerin yerleri değiştikçe ısı yayılır. Bir miktar küçük pamuk parçacıklarını soğuk su içine bırakalım. Su ısıtılmaya başlandıktan bir süre sonra pamuk parçacıklarının aşağıdan yukarıda doğru hareketlendiği gözlenir. Bu bize ısınan su taneciklerinin hareketlendiğini gösterir.

5. Normal şartlarda yanan bir el fenerini bir perde üzerine tuttuğumuzda feneri aydınlattığını alanı gözleriz. Ancak fenerle ekranın arasına, 15-20 cm aşağıda kalacak şekilde bir elektrikli ısıtıcı konulduğunda, bu sefer perde üzerinde bir dalga gözleriz. Bu dalgalanma, ısıtıcı üzerindeki havanın hareketlenmesinden kaynaklanmaktadır.

6. Sıcak çayda taneciklerin hareket enerjisi büyük, soğuk çayın taneciklerinin hareket enerjisi ise küçüktür.

7. Maddeler ısıtıldığında .Maddelerin sıcaklığı artar. .Taneciklerin hareket enerjisi artar. .Taneciklerinin arasındaki uzaklık artar.

8. Maddeler soğutulduğunda .Maddelerin sıcaklıkları azalır. .Taneciklerinin hareket enerjisi azalır. .Taneciklerinin arasındaki uzaklık azalır.

9. Örnek…1 K cismi: Isı almaktadır. L cismi: Taneciklerinin arasındaki uzaklık azalır. M cismi: Taneciklerinin hareket enerjisi artar. Yukarıda K,L,M cisimleriyle ilgili değişiklikler verilmiştir. Buna göre, aşağıdakilerle K,L ve M cisimlerinin eşleştirmeleri hangisinde doğru olarak verilmiştir.

10. Pencere önüne Ocağa Sıcak su altında sulamaya bırakılan konulan tutulan kavanoz börek tepsisi tencere kapağı A) K L M B) L K M C) M L K D) K M L

11. Isıtılan K cisminin ve taneciklerinin kinetik enerjisi artan M cisminin sıcaklığı yükselmiştir.K ve M cisimleri,ocağa konulan Tencere ve sıcak suya tutulan kavanoz kapağı olabilir.Ancak, tanecikleri arasındaki uzaklık Azalan L cismi, soğumaya bırakılan börek tepsisi olabilir. Çünkü sıcaklığı düşmüştür.Bu yüzden B seçeneğindeki eşleştirme doğrudur. Cevap=B ÇÖZÜM

12. Çarpışma, Hareket Alış Verişidir Maddenin tanecikli yapıda olduğunu ve hangi halde olursa olsun bu taneciklerin hareketli olduğunu biliyoruz. Isı, Maddelerde sıcaktan soğuğa doğru hareket eder. Bir maddeyi oluşturan taneciklerin hareket hareket enerjileri farklıysa o maddede sıcaklık farklılıkları vardır, her yarinde sıcaklık aynı değildir.

13. UYARI Katı maddelerde Isı aktarımı tanecikler çarpışmasıyla sağlanır. TANIM Sıcaklık farkından dolayı maddenin tanecikleri arasında aktarılan enerjiye ısı denir.

14. Isının Yayılma Yolları Soğuk bir kış günü dışarıdan eve geldiğinizi düşünün. Ev soğuk olduğundan odanın sıcaklığı henüz düşüktür. Bu yüzden kabanınızı çıkarmadınız. Anneniz sobayı yaktı. Bir süre sonra oda sıcaklığı sizin rahatlıkla üşümeden oturabileceğiniz bir değere yükselir. Bu sırada siz üzerinizdeki kabanınızı çıkartırsınız.anneniz sobanın üzerine bir maşa koymuş ve üzerine ekmekler dizmiştir. Yanına da su dolu çaydanlığı bırakmıştır. Zaman içinde maşanın üzerindeki ekmeklerin ısınıp kızarmaya, başladığını gördünüz. Bu örnekte gözlemlerimiz bize ısının oda içinde, maşa üzerinde ve suda yayıldığını gösterir.

15. DİKKAT Her madde kendisinden daha soğuk ortamda etrafına ısı yayar. Peki ısı her maddede aynı yolla mı yayılır? Isının yayılması maddelerde üç yolla olur; iletim, konveksiyon ve ışıma.

16. Isının yayılma yolları Konveksiyon İletim Işıma

17. 1. Isının İletim Yoluyla Yayılması Bir katı maddeyi A ucundan ısıtmaya başlayalım. Maddenin o uçtaki taneciklerinin hareketliği artar. Tanecikler daha hızlı titreşmeye başlar. Titreşen bu tanecikler, etraflarındaki diğer taneciklerle çarpışarak onların titreşim hızını arttırır. Böylece ısı enerjisi madde boyunca B ucuna doğru akar.

18. TANIM Isının, maddeyi oluşturan taneciklerin çarpışmasıyla aktarılmasına ısının iletim yoluyla yayılması denir.

19. ÖRNEK…2 K IV III II I Şekildeki bükülmüş metal çubuk K ucundan ısıtılıyor çubuk üzerinde bal mumlarıyla yapıştırılmış raptiyeler önce I, sonra II, III ve IV yere düşüyor. Bunun sebebi nedir?

20. ÇÖZÜM Metal çubuk ısıtılmaya başladığında, önce K ucuna yakın taneciklerde titreşme artar. Bu hızlı titreşim zamanla K den diğer uca doğru ilerler, yani ısı K den diğer uca doğru yayılır. Dolayısıyla ilk olarak I raptiyesini tutan bal mumu erir daha sonra sırasıyla II, III , IV numaralı bal mumları düşer.

21. UYARI Tanecikler sıkı dizili olduğu için katılarda ısı,iletim yoluyla yayılır. Sıvı ve gazlarda da taneciklerin çarpışması ile yayılması mümkündür.

22. Şekildeki eşit uzunluktaki farklı cins metal çubukların ilk sıcaklıkları eşittir. Çubukların aynı noktalarına özdeş raptiyeler yapıştıralım. Çubukları diğer uçlarından ısıttığımızda raptiyelerin farklı sürelerde düştüğü görülür. Bu bize katıların ısı iletme özelliğinin aynı olmadığını gösterir.

23. Isı Yalıtkanları Isıyı iyi iletmezler. Tanecikleri arasındaki boşluk fazladır. Tahta, plastik, yün, kum, hava, köpük. Isı İletkenler Isıyı iyi iletir. Tanecikleri arasında ki boşluk azdır. Demir, alüminyum altın, bakır gümüş.

24. Her maddenin ısıyı iletme özelliği aynı değildir. Isıyı iyi ileten maddeler ısı iletkeni, iyi iletmeyen maddeler isi ısı yalıtkanı olarak adlandırılır.

25. ÖRNEK… 3 Şekildeki cisimlerin yapısında kullanılmış, gösterilen malzemelerin adlarını, ısı iletme özelliklerini ve kullanım amaçlarını I, II, III, ve IV açıklayınız? II III I IV

26. Tencere gövdesi alüminyum, demir gibi metallerden yapılır.Bu malzemeler ısı iletkenidir. İletim amaçlı kullanılmıştır. Tencere sapı bakalit,ya da tahta gibi ısı yalıtkanı malzemelerden yapılmıştır. Yalıtım amaçlı kullanılır.Radyatör Gövdesinde demir kullanılır.Demir ısı iletkenidir. İletim amaçlı kullanılır. Pencere doğramaları plastik ya da tahtadan yapılır.Bunlar ısı yalıtkanıdır. Yalıtım amaçlı kullanılır. ÇÖZÜM

27. 2. Isının Işıma Yoluyla Yayılması Soğuk, ama güneşli bir kış gününde camlatın soğuk olmasına rağmen, güneş evin içini ısıtır. Benzer şekilde kapının önünde duran arabanın kaportası soğuk iken içinin ısındığını hissederiz.

28. Bu örnekte ısı, Güneş’ ten bize taneciklerin çarpışmasıyla, yani iletim yoluyla değil de farklı Bir yolla gelmiştir. Çünkü bildiğimiz gibi uzay boşluğunda madde yoktur. Isı, uzay boşluğunda ışıma yoluyla yayılmıştır. TANIM Isının ışınlarla yayılmasına ışınma yoluylayayılma denir.

29. UYARI Tüm sıcak cisimlerden ışıma yoluyla etrafa ısı yayılır.

30. Güneş ışınlarının Dünya’ ya ışıma yoluyla ulaşmamalarından, ısının boşlukta da yayılabileceğini anlarız. Dünyada gündüz-gece sıcaklık farkı 15- 20 kadarken Ay’ da atmosfer olmamasıdır.

31. Hangi Renk Yüzeyler İyi Isınır? Koyu renkli cisimler, açık renkli cisimlere göre daha çok ısınırlar. Bunu sebebi koyu renkli yüzeylerin daha fazla ışını yutması yani, soğumasıdır. TANIM Bir maddenin ışınlarını yutmasına soğuma ya da yutma denir.

32. Farklı renkli yüzeyler ışığı farklı miktarlarda soğurur. Bu yüzden kış aylarında koyu renkli ve kalın, yaz aylarında ise açık renkli ve ince kıyafetler tercih ederiz. Güney sahillerindeki kasabalarda ve tatil merkezlerinde birçok ev beyaza boyalıdır. Böylelikle duvarlar fazla ışık soğurmaz ve evler mümkün olduğunca serin olur. Güneş panellerinin ısıyı daha fazla soğurabilmesi için panellerin içi koyu renkli yapılmıştır.

33. DİKKAT Parlak ve pürüzsüz yüzeyler, açık yüzeyler gibi ışınları yansıtır. Mat ve pürüzlü yüzeyler, koyu renkli yüzeyler gibi ışınları soğurur.

34. Termosun, dışarıdaki ışığı soğurmaması için dış yüzeyi parlak yapılır. İçindeki sıvı sıcak ise, sıcak sıvı ışıma yaparak yayılır. Bunu engellemek, ışımaya önlemek için termosun iç yüzeyi de ayna gibi parlak malzemelerden yapılır. Binaların dış cephelerine ayna giydirilerek ısının ışımayla içeri girmesi engellenir.

35. ÖRNEK…4 Özdeş şişelerden K siyaha, L beyaza boyanıyor. Şişelerin ağzına özdeş balonlar geçirilip, tam ortalarındaki ampul yakılıyor. Aradan bir süre geçtikten sonra hangi şişenin ağzındaki balon daha fazla şişer?

36. ÇÖZÜM Açık renkli yüzeyler ışığı az yuttuğu için ışıma ile gelen ısının içeri girmesine önemli ölçüde önler. Ampul yandığında ısı ışıma ile şişelere ulaşır. Şişeler ısınınca içlerindeki hava da ısınır. Isınan hava genleşir ve balonlar şişer. Siyah şişe daha fazla ışın soğurur,bu da daha fazla ısınmasına sebep olur. Dolayısıyla K şişesi içindeki hava daha fazla genleşir ağzındaki balon daha fazla genleşir ve ağzındaki balo daha fazla şişer.

37. 3. Isının Konveksiyonla Yayılması Su dolu kabı ocağın üzerine koyalım. İlk olarak kap tabanındaki su tanecikleri ısınır. Isınan tanecikler genleşir. Genleşip yoğunluğu azalan tanecikler yukarılara yükselir. Yerlerine ise daha soğuk yoğunluğu küçük tanecikler gelir. Su taneciklerinin hareketlerinin hareketleri ile ısı kabın içinde aktarılmış olur.

38. TANIM Isının, maddeyi oluşturan taneciklerin yer değiştirmesiyle aktarılmasına ısının konveksiyon yoluyla yayılması denir.

39. Isı Yalıtımı Isının iletilmesi kadar bir çok durumda yalıtılması da çok önemlidir. Birçok canlı türü kalın kürkleri, kabarık tüyleriyle ısı yalıtımı sağlayıp vücut ısılarını korurlar. İnsanlar için, enerji tasarrufu sağlama adına ısı yalıtımı birçok yerde önem kazanır. Isı yalıtımsız binalar kışın soğuk, yazın ise çok sıcak olur. Binalarda en çok ısı kaybı pencerelerden, çatıdan ve zeminleri tahta parkeyle döşenir. Pencerelerde plastik çerçevelerle birlikte çift cam kullanılır. Isı yalıtımında ısı yalıtkanı malzemeleri kullanır. Bunların başında plastik, köpük, ahşap, cam silikon yönü gelir. Bu malzemeler yanma özellikleri ve dayanıklılıklarına göre farklı yerlerde değişir.