MADDENİN TANECİKLİ YAPISI VE ISI

Madde: Hacmi ve kütlesi olan her şey.
Molekül:Aynı ya da farklı cins atomlardan oluşmuş, bir maddenin tüm özelliğini taşıyan en küçük parçası.
Molekül yığını: Çok sayıda molekülden oluşan molekül topluluğu.
Isı: Bir enerji türü.
Tanecik: Maddeleri oluşturan moleküller, parçacıklar.

Madde ısı aldığında maddeleri oluşturan tanecikler daha hızlı, ısı verdiğinde ise tanecikler daha yavaş hareket ederler. Fakat maddeleri oluşturan taneciklerin büyüklüğünde belirgin bir değişiklik olmaz. Tanecikler arasındaki mesafe ise belirgin olarak değişir.

Sıcaklık farkından dolayı maddenin tanecikleri arsında enerji aktarımı gerçekleşir. Aktarılan bu enerjiye ısı denir.

Taneciklerin çarpışması sonucu ısı alışverişi oluşur. Çarpışmadan sonra yavaş hareket eden tanecikler yavaş, yavaş hareket edenler hızlanır.

Maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki ısı aktarımı taneciklerin hızları eşit oluncaya kadar devam eder. Taneciklerin hızı eşitlendiğinde maddenin sıcaklığı da her yerde eşitlenmiş olur.

Isı ve hareket ilişkisi sıvılarda ve gazlarda kolayca görünürleştirilebilir. Görünen hareket moleküllerin hareketidir. Fakat görünen şeyler molekül değil, moleküllerin yığınıdır. Üçüncü üniteden hatırlarsak moleküller tek tek gözle görülemeyecek kadar küçüktür. Suyu ısıttığımızda hareket eden çok sayıda molekülün oluşturduğu molekül kümeleridir. Bunlar “molekül yığını” olarak adlandırılabilir.

MADDELER ISINDIKÇA MOLEKÜLLER HIZLANIR.

Çarpışan bilyelerin kiminin yavaşlayıp kiminin hızlanması, atomlar-moleküller arası ısı alış-verişi ile doğrudan ilintili olup önemli bir gözlemdir. Bu gözlemle, hızlı→sıcak ve yavaş→soğuk anlayışının yerleşmesi beklenmektedir.

SICAK MOLEKÜLLER HIZLI, SOĞUK MOLEKÜLLER YAVAŞ HAREKET EDER.

 

ISININ YAYILMA YOLLARI

Isı maddelerde çeşitli yollarla yayılır. Güneşin dünyamızı ısıtması yemek yaparken tencerenin ısınması gibi olaylarda ısı farklı yolla yayılır.

Isının iletim yoluyla yayılması, maddeleri oluşturan taneciklerin birbirine çarpması ile ısının aktarılmasına denir. Katı maddelerde ısı bu yolla aktarılır.

Madde ısı aldığında tanecikler daha hızlı titreşir ve yandaki taneciklere çarparak onlarında daha hızlı titreşmesini sağlar.

Sıvılarda ve gazlarda ısını yayılması şekline konveksiyon denir. Sütün ısınması, rüzgâr ve bacadan çıkan dumanın hareketi esnasında görülür.

Isınan sıvı genleşir. Yoğunluğu azalır ve yükselir. Soğuk sıvı ile yer değiştirir. Sıcak sıvı yükselirken soğuk sıvı onun yerine geçer ve böylelikle sıvının her yeri ısınmış olur.

Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni, iletmeyenlere ısı yalıtkanı denir. Yalıtkan maddeleri oluşturan tanecikler arası boşluk fazladır. Bu yüzden ısıyı iyi iletmezler. Katılar ayrıca sıvı ve gaz hallerine göre ısıyı daha kolay iletir.

Farklı maddeler ısıyı farklı hızlarda iletir. Yayılma hızı o maddenin iletken mi yoksa yalıtkan mı olduğuna bağlıdır. Boşluk ne kadar fazla ise o maddeler o kadar kötü iletkendir. Demir, bakır, alüminyum gibi maddeler ısıyı iyi iletirken beton, plastik, tahta gibi ısı yalıtkanı maddeler ise aynı sürede çok az ısı iletir. Cam yünü, plastik köpük, asbest gibi malzemeler binalarda ısı yalıtkanı olarak kullanılır.

 

TANECİK OLMADAN ISININ YAYILMASI

 

Işıma ısının ışınlar yoluyla yayılmasıdır. Isı, yanan şömine fırın ve lambadan ışıma yoluyla yayılır. Her maddeden ışıma yoluyla ısı yayılır. Işıma her yönde olur. Boşlukta maddeyi oluşturan tanecikler olmadığı için güneş ışınları dünyamıza çok kısa sürede ulaşır. Dünyamız gündüz güneşten gelen ışıma ile ısınır. Fakat geceleri güneşten ışıma yoluyla ısı alamaz. Buna rağmen ışıma yoluyla ısıyayar. Çünkü yeryüzü çevresine göre daha sıcaktır. Bunun sonucu da dünya geceleri daha sıcak olur.

Ay da sıcaklık farkının bu kadar fazla olmasının nedeni Ay da atmosferin olmamasıdır. Atmosfer, güneş ışınlarının tamamını yeryüzüne ulaştırmaz. Bundan dolayı Dünyanın çok sıcak olması engellenir. Ayrıca atmosferi oluşturan gazlar yeryüzünün yaydığı görünmez ışınların Uzaya yayılmasını engelleyen bir perde oluşturur. Atmosfer güneş ışınlarının bir kısmının yeryüzüne ulaşması izin verirken, bir kısmını engeller. Bu olaya sera etkisi denir. Böylece dünya canlıların yaşamasına uygun sıcaklığa erişmiş olur.

 

 

SERA ETKİSİ VE KÜRESEL ISINMA

 

Dünya atmosferi çeşitli gazlardan oluşur. Ayrıca küçük miktarlarda bazı asal gazlar bulunmaktadır. Güneşten gelen ışınlar (ısı ışınları/kısa dalgalı ışınlar), atmosferi geçerek yeryüzünü ısıtır. Atmosferdeki gazlar yeryüzündeki ısının bir kısmını tutar ve yeryüzünün ısı kaybına engel olurlar. (CO2, havada en çok ısı tutma özelliği olan gazdır.)
Atmosferin, ışığı geçirme ve ısıyı tutma özelliği vardır. Atmosferin ısıyı tutma yeteneği sayesinde suların sıcaklığı dengede kalır. Böylece nehirlerin ve okyanusların donması engellenmiş olur. Bu şekilde oluşan, atmosferin ısıtma ve yalıtma etkisine sera etkisi denir. Dünya atmosferi cam seralara benzer bir özellik gösterir.
Son yıllarda atmosferdeki CO2 miktarı hava kirlenmesine bağlı olarak hızla artmaktadır. Metan, ozon ve kloroflorokarbon (CFC) gibi sera gazları çeşitli insan aktiviteleri ile atmosfere katılmaktadır. Bu gazların tamamının ısı tutma özelliği vardır.
CO2 ve ısıyı tutan diğer gazların miktarındaki artış, atmosferin ısısının yükselmesine sebep olmaktadır. Bu da küresel ısınma olarak ifade edilir. Bu durumun, buzulların erimesi ve okyanusların yükselmesi gibi ciddi sonuçlar doğuracak iklim değişmelerine yol açmasından endişe edilmektedir.

 

İnsanların çeşitli faaliyetlerinin küresel ısınmaya katkısı şöyledir:
• Enerji kullanımı %49,
• Endüstrileşme %24,
• Ormansızlaşma %14,
• Tarım %13'tür.

SOĞURMA

 

Farklı renkteki yüzeyler ışınları farklı miktarda tutarlar. Maddenin ışınları tutmasına soğurma denir. Koyu renkli yüzeyler ışınların çoğunu soğururken, açık renkli yüzeyler ışınların çoğunu yansıtırlar. Işınları yansıtan parlak ve yansıtıcı yüzeyler, ışınları soğurmadığı için ısınmaz. Işınları soğurmayan yüzeyler ısı yalıtımı gerektiren yüzeylerin kaplanmasında kullanılır.

Termosun iç yüzeyi, ışınları yansıtması için gümüşle kaplanmıştır.

Işınları yansıtan parlak ve yansıtıcı yüzeyler, ışınları soğurmadığı için ısınmaz. Işınları soğurmayan yüzeyler, ısı yalıtımı gerektiren yüzeylerin kaplanmasında kullanılır. Termosa soğuk bir madde koyduğumuzda, termosun parlak ve Yansıtıcı dış yüzeyi dışarıdan gelen ışınları yansıtacağı için madde ısı almaz. Termosta olduğu gibi yansıtıcı yüzeyler ısı yalıtımı için kullanılmaz.

 

ISININ YALITIMI

Isıyı iyi iletmeyen maddelere yalıtkan madde denir.

 Plastik, tahta, plastik, köpük, taş yünü, katran, cam yünü, silikon yünü gibi

Yalıtım için kullanılan maddelerin bazılarında hava vardır. Havanın içinde oldukça çok boşluk vardır. Bundan dolayı ısı iletimi çok yavaş olur.

Bazı durumlarda ısı akışını yavaşlatmak için havası boşaltılmış yalıtkan malzemeler kullanılır. Bu boşluklara vakum denir. Termos ve çift camda vakum özelliği vardır.

 

 

YALITIM MALZEMELERİ

Binalarda ısı yalıtımı için

1)Binaların dış cephe duvarlarında, cam ve doğramalarda çatı ve döşemelerde

2)Tesisat borularında, havalandırma kanallarında,buhar iletim borularında

3)Toprakla temas eden bölümlerinde, katları ayıran döşemelerde

4)Garaj, depo gibi ısıtılmayan bölümlere bakan duvarlarda yapılır.

Yalıtım malzemeleri çok sıcak veya çok soğuğa maruz kaldığında bozulmayacak malzeme olmalıdır.

 

YALITIM MALZEMELERİ		YANMA ÖZELLİĞİ		KULLANILDIĞI YERLER		KULLANIM ÖMRÜ
Plastik köpük		Alev alır.		Dış ve iç duvar		Uzun ömürlü
Ahşap		Alev alır.		Dış ve iç döşeme		Kısa ömürlü
Asbest		Yanmaz		Boru, iç ve dış cephe, tavan kaplama		Uzun ömürlü
Taş yünü		Yanmaz.		Tavan iç ve dış duvar		Uzun ömürlü
Katran		Alev alır.		Tavan		Kısa ömürlü
Cam yünü		Zor alev alır		Tavan, iç ve dış duvar, güneş panelli, tesisat boruları		Uzun ömürlü
Silikon yünü	Zor alev alır		Dış cephe		Uzun ömürlü