Atölye Çalışması 2 Dersi 5. Ünite Sorularla Öğrenelim

Enerjiyi tanımlayınız?

Enerji günümüz dünyasında vazgeçilmez bir kavramdır ve kısaca iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanabilir.

Enerjinin çeşitleri hakkında bilgi veriniz?

Enerjinin birçok çeşidi vardır. Bunlar arasında potansiyel, kinetik ve kimyasal enerjiyi, elektrik enerjisini ve ısı enerjisini sayabiliriz.

Enerjiden bahsederken üzerinde durulması gereken en önemli kavram nedir?

Enerjiden bahsederken üzerinde durulması gereken en önemli kavram enerjinin korunumu dur.

Enerjinin korunumunu açıklayınız?

Enerjiyi yoktan var edemeyiz ya da var olan bir enerjiyi yok edemeyiz. Ancak, enerjiyi bir türden başka bir türe dönüştürebiliriz. Örneğin; bir salıncakta sallanan çocuğu düşünelim. Dışarıdan bir etki olmadığı sürece, salıncağın salınım hareketi bir süre sonra sona erecektir. Peki, bu durumda enerji neye harcanmıştır? Tabi ki bu sorunun cevabı sürtünme olacaktır. Bu örnekte enerji, salıncağın halkaları ile salıncağı tutan demirler arasındaki sürtünme sonucunda ısıya harcanmıştır. Mekanik enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi olayını içeren bazı örnekleri şu şekilde sayabiliriz: Bir matkabın çalışması esnasında matkap ucunun sürtünmeler nedeniyle ısınması, iki cismi veya ellerimizi birbirine sürttüğümüzde cisimlerin veya ellerimizin ısınması, arabalarımızda ani fren yapıldığında ısınma sonucu balatalardan koku gelmesi. Buna benzer birçok uygulamada kinetik veya potansiyel enerji sürtünme yolu ile ısıya dönüşebilir. Sonuçta bir sisteme karşı yapılan iş, ya o sistemin mekanik enerjisini arttırır ya da sıcaklığını yükseltir, yani ısı enerjisine dönüşür.

Isının mekanik eşdeğeri nedir? Açıklayınız.

Yapılan mekanik iş ile sürtünme sonucu oluşan ısı miktarı arasındaki oran ısının mekanik eşdeğeri olarak adlandırılır.

Kuvvet kavramı hakkında bilgi veriniz?

Hepimiz günlük yaşantımızda karşılaştığımız olaylarda kuvvet kavramını duymuş veya kullanmışızdır. Evde bir eşyayı ittiğimiz veya çektiğimizde, spor yaparken bir topa vurduğumuzda ya da topu fırlattığımızda bir kuvvet uygularız. Buradaki kuvvet kelimesi kas gücümüzü kullanarak cisimlerin durumunda bir değişim yaratmamız ile ilgilidir. Bunlara benzer birçok örnek kuvvetlerin bir yöne sahip olduklarını, yani vektörel nicelik olduklarını gösterir. Kuvvet, bir cismin durumunda değişiklik yaratan etken olarak tanımlanır.

Kuvvetin birimini açıklayınız?

SI birim sisteminde kuvvetin birimi Newton (N)’dur. 1kg kütleye 1m/s2 ivme kazandırmak için gerekli kuvvet 1 N’dur.

Net kuvvet kavramını açıklayınız?

Bir cisme birden fazla kuvvetin aynı anda uygulandığı durumlar da söz konusu olabilir. Bu durumda; cisim üzerine etki eden net kuvvet kavramından bahsetmek daha doğru olacaktır. Net kuvvet yerine bileşke kuvvet veya dengelenmemiş kuvvet terimleri de kullanılmaktadır.

Isaac Newton, ilk olarak 1687’de hangi dergide, kütle ve kuvvet kavramlarını tanımlayan hareket kanunlarını içeren çalışmasını yayınlamıştır?

Isaac Newton, ilk olarak 1687’de principia mathematica philosophiae naturalis (doğa bilimlerinin matematik ilkeleri) adlı bir dergide, kütle ve kuvvet kavramlarını tanımlayan hareket kanunlarını içeren çalışmasını yayınlamıştır.

Newton’un I. Hareket yasasını açıklayınız.

Bu yasa eylemsizlik yasası olarak da bilinmektedir ve bir cisme etki eden net kuvvetin sıfır olması ile ilgilidir. Bu ifade, cisme etki eden birden fazla kuvvet olsa bile, bunların vektörel toplamının sıfır olduğu anlamına gelir. Newton’un I. Hareket yasasının ifadesi şu şekildedir: Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır olduğunda, cisim durgun ise durgun halde kalacak, hareketli ise sabit hızla hareketine devam edecektir.

Dinamometre (kuvvet ölçer)’yi tanımlayınız.

Dinamometre (kuvvet ölçer) metallerin esneklik özelliklerinden yararlanılarak yapılmış ve kuvvet ölçmekte kullanılan bir aygıttır.

Dinamometre (kuvvet ölçer)’nin yapısı ve çalışmasını açıklayınız.

Uygulanan kuvvete göre yayda bir gerilme olur ve kuvvet değeri ölçek üzerinden okunur. Örneğin, dinamometrenin ucundaki çengele bir cisim takılarak cismin ağırlığı da bulunabilir. Çünkü, cisme etkiyen yerçekimi kuvveti nedeniyle dinamometredeki yayda bir gerilme olacaktır. Bu gerilme değeri cismin ağırlığına eşittir. Dinamometrede ölçülen değerler Newton (N) birimi ile verilir.

Kütle’yi tanımlayınız.

Kütle bir cismin doğasında var olan bir özelliktir ve değişmeyen madde miktarı olarak tanımlanabilir. Kütle, eylemsizliği ölçmek için kullanılan bir terimdir ve SI birim sisteminde birimi kilogramdır. Belli bir kuvvetin etkisi altındaki küçük bir cismin büyük bir cisme göre daha çabuk hızlanacağını tahmin edebilirsiniz. Bu durum, cisimlerin kütlelerinin farklı olmasından kaynaklanmaktadır.

Ağırlık terimi hakkında bilgi veriniz.

Ağırlık terimi çoğu kez yanlış bir şekilde kütleyi ifade etmek için kullanılır. Ağırlık, yer çekiminin cisme uyguladığı kuvvettir. Kütle ve ağırlık kavramlarının tamamen farklı fiziksel özellikler olduğu unutulmamalıdır. Ağırlık bir kuvvettir, kütle ise temel büyüklüklerden bir tanesidir.

İş terimi hakkında bilgi veriniz.

Bir cisim üzerine bir F kuvveti uygulandığında cisim kuvvet yönünde yer değiştirirse, kuvvet tarafından bir iş yapılır. Yapılan işin büyüklüğü, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne, cismin yer değiştirme mesafesine ve kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıya bağlıdır. İş, kuvvet ile kuvvetin uygulandığı mesafenin çarpımına eşittir ve W ile temsil edilir.

Bir cisim üzerindeki yerçekimi kuvveti neye bağlıdır?

Bir cisim üzerindeki yerçekimi kuvveti cismin nerede bulunduğuna bağlıdır. Örneğin, ay yüzeyinin çekimi dünyanınkinin yaklaşık altıda biri kadardır. Bu nedenle bir cismin ağırlığı ayda ve dünyada farklı olacaktır. Buna karşın, cismin kütlesi aynı olacaktır.

İşin birimi nedir?

İşin birimi SI birim siteminde newton-metre (N.m)’dir. Bu birime joule (J) adı verilir. 1 joule, bir cisme 1 m boyunca etki eden 1N’luk kuvvetin yaptığı iştir.

İşin önemli bir özelliği nedir?

İşin önemli bir özelliği skalar (yönü ve doğrultusu olmayan, sadece miktarı ile ifade edilebilen) bir büyüklük olmasıdır. Hem kuvvet hem de yer değiştirme yöne sahip olmalarına rağmen, bu durum iş için geçerli değildir. İş bir yöne gerek kalmadan uygun birimler ile temsil edilen bir büyüklüktür.

İş ile enerji terimleri arasındaki ilişki hakkında bilgi veriniz.

Bir cisim üzerine iş yapıldığında cismin hızı değişebilir veya iş yerçekimine karşı yapıldıysa cismin yüksekliği değişir. Enerji kavramı bizlere bir iş yapıldığında meydana gelen bu tip değişimleri bir bütün halinde ifade etme imkânı tanır. Bir iş yapıldığında enerjide bir değişim olur ve yapılan iş miktarı enerjideki değişime eşittir. Enerji kısaca iş yapabilme yeteneği olarak da tanımlanabilir. Enerji birçok formda karşımıza çıkabilir. Biz burada mekanik enerji ile ilgileneceğiz.

Sürtünme kavramının günlük yaşantımızdaki yeri hakkında bilgi veriniz.

Sürtünme kavramının günlük yaşantımızdaki yeri çok önemlidir. Örneğin, bir arabada motor gücünün yaklaşık beşte biri sürtünmeye harcanır. Sürtünme olmaksızın rahatlıkla yürüyemeyiz, cisimleri elimizde tutamayız. Hatta sürtünme olmasaydı kara taşımacılığı bile mümkün olmayacaktı. Bir cisim diğer bir cisim üzerinde kayarsa cismin hareketinde bir yavaşlama görülür. Bu yavaşlamanın sebebi, cismin hareket doğrultusuna zıt yönde olan sürtünme kuvvetidir.

Mekanik enerjinin çeşitleri nelerdir?

Mekanik enerjinin kinetik ve potansiyel enerji olmak üzere iki çeşidi vardır.

İş ve kuvvet hakkında örnek veriniz.

İş yaparken bir kuvvet uygularız. Örneğin bir cismi yerden kaldırdığımızda, yerçekimi kuvvetini yenmek için bir kuvvet uygularız. Bu kuvvet daha önce de belirttiğimiz gibi cismin ağırlığına eşittir. Bu durumda yerçekimine karşı bir iş yapmış oluruz.

Kinetik enerji kavramı hakkında bilgi veriniz.

Olaya enerji açısından baktığımızda, yapılan iş sonucunda cisme bir potansiyel enerji kazandırmış oluruz. Bir başka örnek olarak, bir futbol oyuncusunun duran bir topa vurduğunu ve topun yerden yükselmeden hareket ettiğini düşünelim. Oyuncunun uyguladığı kuvvet sonucunda top bir hız kazanacak ve yer değiştirmiş olacaktır. Buradaki iş miktarı topa hareketsel bir enerji kazandırmıştır. Bu tip bir enerji kinetik enerji olarak bilinir.

Bir cisim üzerine iş yapıldığında, cismin durumunda bir değişiklik olmasını örneklerle açıklayınız.

Bir cisim üzerine iş yapıldığında, cismin durumunda bir değişiklik olur. Örneğin, yerçekimine karşı yapılan iş, cismin yüksekliğini değiştirir ve cisme bir potansiyel enerji kazandırır. Benzer şekilde futbol topu örneğindeki gibi cisme uygulanan kuvvet, cismin hızını değiştirerek cisme kinetik enerji kazandırır. Sürtünmeye karşı bir iş yapıldığında ise, ısı üretilecektir.

Isı ve sıcaklık terimleri söz konusu olduğunda, hangi bilim karşımıza çıkar?

Isı ve sıcaklık terimleri söz konusu olduğunda, termodinamik bilimi karşımıza çıkar.

Termodinamik kelimesi hakkında bilgi veriniz.

Termodinamik kelimesi Latince therme (ısı) ve dynamis (güç) sözcüklerinden türetilmiştir. Termodinamik temel olarak ısı, sıcaklık ve iç enerji gibi kavramları barındırır ve ısı ile mekanik olaylar arasındaki ilişkiyi inceler.

Sıcaklık ve termometre kavramlarını açıklayınız.

Sıcaklık günlük hayatımızda sıkça kullandığımız bir kelime olmasına rağmen, tam bir tanımını yapmak zordur. Bir cismin sıcaklığından bahsedildiğinde anlatılmak istenilen, onun duyularımızla algıladığımız kadarı ile ne kadar sıcak ya da ne kadar soğuk olduğudur. Bu konuda duyularımız bizlere ancak nitel olarak sıcaklık hakkında fikir verebilir. Bunun yanında duyularımız çok düşük ve çok yüksek sıcaklıkları ölçmekte ise yetersiz kalır. Bu noktada sıcaklık ölçümü için bir cisimde sıcaklıkla değişen özelliklerden yararlanılması gerekir. Bu şekilde tasarlanmış sıcaklık ölçü aletlerine termometre adı verilir.

Sıcaklıkları farklı iki cisim birbirlerine temas ettirildiklerinde ne olur?

Sıcaklıkları farklı iki cisim birbirlerine temas ettirildiklerinde, bir süre sonra bu iki cismin sıcaklıklarının eşit olduğu görünür. Bu durumda iki cisim ısıl dengeye ulaşmıştır. Sıcaklık bir cismin diğer cisimlerle ısıl dengede olup olmadığını belirleyen bir özellik olarak tanımlanabilir. Yani iki cisim ısıl dengede ise, sıcaklıkları aynıdır.

Sıcaklık ölçülmesi için genellikle ne kullanılır?

Sıcaklık ölçülmesi için genellikle Celsius ölçeği kullanılır. Bu ölçeğe santigrat ölçeği de denir ve °C ile gösterilir. Bir başka sıcaklık ölçeği ise mutlak sıcaklık ölçeği olarak bilinen Kelvin dir ve K ile gösterilir. Kelvin ölçeğinde ° simgesinin kullanılmadığına dikkat ediniz.

Isı kavramını açıklayınız.

Sıcaklıkları farklı iki cisim birbirine temas ettirildiğinde, bir süre sonra iki cismin sıcaklığının birbirine eşit olacaktır. Cisimlerin birbirine teması sonucunda sıcak cisimden soğuk cisme doğru bir enerji iletimi olur. İletilen bu enerjiye ısı adı verilir. Isı bir enerji olduğu için, SI birim sistemindeki birimi joule (J) olacaktır. Isının tarihsel gelişimine baktığımızda yaygın olarak kullanılan bir birim de kalori (cal)’dir. Isı kalorimetre ile ölçülebilir.

İç enerji kavramını açıklayınız.

Isının iki cisim arasındaki enerji transferi olduğunu belirtmiştik. Dolayısıyla ısı kavramı yerine ısı akışı ya da ısı transferi terimleri de kullanılabilir. Isı akışı mikroskobik cisimlerin bir özelliği olarak görünse de, temelinde bu cisimlerin makroskobik bileşenleri yatmaktadır. Bu noktada iç enerji kavramı karşımıza çıkar. İç enerji termodinamikte, termodinamik bir sistemin toplam enerjisi olarak tanımlanır.

İç enerji hangi bileşenlerden oluşur?

İç enerji iki ana bileşenden oluşur. Bunlardan birincisi sistemdeki parçacıkların hareketine (yer değiştirme, dönme ve titreşim) bağlı olan kinetik enerji ve diğeri ise sistemin statik bileşenlerine (kimyasal bağlar gibi) bağlı olan potansiyel enerjidir. Bir sistemi ısıtarak veya sistem üzerinde iş yaparak sistemin iç enerjisi değiştirilebilir. Termodinamik yasaları, iç enerjideki artışın verilen ısı ve yapılan işin toplamına eşit olduğunu ifade eder. Bu yasa aslında enerjinin korunumu ilkesini içerir. Bir etkileşim sırasında enerji bir biçimden başka bir biçime dönüşebilir, fakat toplam miktarı sabit kalacaktır.

Isı kapasitesi kavramını açıklayınız.

Bir maddenin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli ısı enerjisi miktarına ısı kapasitesi denir. Aynı miktardaki maddelerin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli enerji maddeye göre değişir. Örneğin, 1 g suyun sıcaklığını 1 °C yükseltmek için gerekli enerji 1 cal iken, 1 g’lık alüminyum kütlesi için bu enerji 0,217 cal’dir. Bir cisme Q kadar bir ısı verildiğinde, cismin ısı kapasitesine bağlı olarak sıcaklığında değişim olur ve ?T kadarlık bir sıcaklık artışı meydana gelir. Cisme verilen ısı miktarının cisimde meydana gelen sıcaklık artışına oranı ısı kapasitesi olarak bilinir ve C harfi ile temsil edilir.

Isı kapasitesinin birimleri nelerdir?

Isı kapasitesinin birimleri J/K veya cal/°C olabilir.

Öz ısı kapasitesinin birimleri nelerdir?

Öz ısı kapasitesinin birimleri J/g.K veya cal/g.°C olarak karşımıza çıkabilir. Öz ısı kapasitesi maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Alüminyum için 0,217 cal/g.°C, bakır için 0,093 cal/g.°C ve buz için 0,55 cal/g.°C’dir.

Mekanik ve ısı enerjisi arasındaki ilişki ilk olarak kim tarafından çalışılmıştır?

Mekanik ve ısı enerjisi arasındaki ilişki ilk olarak Thompson tarafından çalışılmıştır.

Hangi bilim adamı mekanik ve ısı enerjisi arasındaki ilişkileri çalışarak, enerjinin bu iki formunun eşdeğerliğini ilk defa ortaya koymuştur?

James Joule mekanik ve ısı enerjisi arasındaki ilişkileri çalışarak, enerjinin bu iki formunun eşdeğerliğini ilk defa ortaya koymuştur. Örneğin su gibi bir akışkan üzerinde bir iş yapıldığında, onun sıcaklığının arttığını görmüştür. Bunun sonucunda sistem üzerinde yapılan mekanik işin ısı enerjisine dönüştüğünü önermiştir. Joule, yaptığı deneyde kaybolan mekanik enerjinin suyun sıcaklığındaki artış ile orantılı olduğunu görmüştür.

Isıl çift’i tanımlayınız.

Isıl çift, sıcaklık ölçmekte yaygın olarak kullanılan bir aygıttır.

Isıl çift 1822 yılında kim tarafından geliştirilmiştir?

1822 yılında Thomas Seebeck tarafından geliştirilmiştir. Seebeck, bir iletkenin uçları arasında sıcaklık farkı olduğunda, bir potansiyel fark oluşacağını göstermiştir. Bu termoelektrik etki ya da Seebeck etkisi olarak bilinir. Eğer iletkenin iki ucu da aynı sıcaklıkta ise, bir potansiyel fark oluşmaz.

Isıl çift’in yapısını açıklayınız.

Isıl çift birer uçları bir araya getirilmiş farklı iki metal veya metal alaşımlarından oluşur. Metallerin birleşme noktası sıcak nokta, diğer iki açık uç ise referans noktası olarak bilinir. Sıcak nokta ile referans nokta arasındaki sıcaklık farkı sonucu mV mertebesinde bir potansiyel fark üretilir. Üretilen potansiyel fark bir voltmetre yardımıyla okunur ve uygun tablolar kullanılarak sıcaklık değerine dönüştürülür. Ya da ısıl çift cihazı direkt olarak sıcaklığı gösterecek şekilde dizayn edilebilir. Bu durumda dijital bir sıcaklık göstergesi kullanılmalıdır. Isıl çift devresi aynı cins metallerden yapıldığında, bir potansiyel fark oluşmayacaktır. Isıl çift geniş bir aralıkta sıcaklık ölçebilir. Isıl çiftte iki farklı metal olmasına rağmen, bu halleri ile kullanılmazlar. Metallerin zarar görmesini önlemek amacıyla özel koruyucu kılıflar içerisinde kullanılırlar. Farklı sıcaklık aralıklarında çalışacak şekilde farklı ısıl çiftler yapılabilir ve bunlar J (demir-konstantan), T (bakır-konstantan), K (kromel-alümel), E (kromel-konstantan) gibi harflerle gösterilirler. Bu deneyde kullanacağımız ısıl çift K-tipi olarak bilinen kromel-alümel ısıl çiftidir. (-)260-1370 °C aralığında sıcaklık ölçümü yapabilir.

Bu deneyde kullanacağımız gerekli araç ve gereçler hakkında bilgi veriniz.

• Taban levha • Çevirme kolu • Dinamometre (10 N ve 100 N) • Dinamometre askısı • Alüminyum sürtünme silindiri • Pirinç (CuZn) sürtünme silindiri • Pirinç (CuZn) sürtünme silindiri • Isıl çift (kromel-alümel) • Dijital sıcaklık göstergesi • Kütle (m5 kg ve m1 kg) • Sürtünme bandı • Isıl iletken pasta • Kenetleme vidaları

Isının mekanik eşdeğeri ne demektir?

Yapılan mekanik iş ile sürtünme sonucu oluşan ısı miktarı arasındaki oran “ısının mekanik eşdeğeri” olarak adlandırılır.

SI birim sisteminde kuvvetin birimi nedir?

SI birim sisteminde kuvvetin birimi Newton (N)’dur. 1kg kütleye 1m/s² ivme kazandırmak için gerekli kuvvet 1 N’dur.

Bir cisme birden fazla kuvvetin aynı anda uygulandığı durumlarda cisim üzerine etki eden kuvvete ne ad verilir?

Bir cisme birden fazla kuvvetin aynı anda uygulandığı durumlarda cisim üzerine etki eden “net kuvvet” ( R) kavramından bahsetmek daha doğru olacaktır. Net kuvvet yerine “bileşke kuvvet” veya “dengelenmemiş kuvvet” terimleri de kullanılmaktadır.

Newton'un I. Hareket yasası nedir?

Newton’un I. Hareket yasası, eylemsizlik yasası olarak da bilinmektedir ve bir cisme etki eden net kuvvetin sıfır olması ile ilgilidir. Bu ifade, cisme etki eden birden fazla kuvvet olsa bile, bunların vektörel toplamının sıfır olduğu anlamına gelir. Newton’un I. Hareket yasasının ifadesi şu şekildedir: “Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır olduğunda, cisim durgun ise durgun halde kalacak, hareketli ise sabit hızla hareketine devam edecektir”.

Dinamometre nedir ve özellikleri nelerdir?

Dinamometre (kuvvet ölçer) metallerin esneklik özelliklerinden yararlanılarak yapılmış ve kuvvet ölçmekte kullanılan bir aygıttır. Dinamometrede esnek bir yay ve ölçekli bir gösterge bulunur. Uygulanan kuvvete göre yayda bir gerilme olur ve kuvvet değeri ölçek üzerinden okunur. Örneğin, dinamometrenin ucundaki çengele bir cisim takılarak cismin ağırlığı da bulunabilir. Çünkü, cisme etkiyen yerçekimi kuvveti nedeniyle dinamometre-deki yayda bir gerilme olacaktır. Bu gerilme değeri cismin ağırlığına eşittir. Dinamometrede ölçülen değerler Newton (N) birimi ile verilir.

Kütle nedir ve özellikleri nelerdir?

Kütle bir cismin doğasında var olan bir özelliktir ve değişmeyen madde miktarı olarak tanımlanabilir. Kütle, eylemsizliği ölçmek için kullanılan bir terimdir ve SI birim sisteminde birimi kilogramdır. Belli bir kuvvetin etkisi altındaki küçük bir cismin büyük bir cisme göre daha çabuk hızlanacağını tahmin edebilirsiniz. Bu durum, cisimlerin kütlelerinin farklı olmasından kaynaklanmaktadır. 

Ağırlık nedir ve özellikleri nelerdir?

Ağırlık terimi çoğu kez yanlış bir şekilde kütleyi ifade etmek için kullanılır. Ağırlık, yer çekiminin cisme uyguladığı kuvvettir. Kütle ve ağırlık kavramlarının tamamen farklı fiziksel özellikler olduğu unutulmamalıdır. Ağırlık bir kuvvettir, kütle ise temel büyüklüklerden bir tanesidir.

İşin birimi nedir?

İşin birimi SI birim siteminde newton-metre (N.m)’dir. Bu birime joule (J) adı verilir. 1 joule, bir cisme 1 m boyunca etki eden 1N’luk kuvvetin yaptığı iştir.

Termodinamik bilimi neyi inceler?

Isı ve sıcaklık terimleri söz konusu olduğunda, “termodinamik bilimi” karşımıza çıkar. Termodinamik kelimesi Latince “therme (ısı)” ve “dynamis (güç)” sözcüklerinden türetilmiştir. Termodinamik temel olarak ısı, sıcaklık ve iç enerji gibi kavramları barındırır ve ısı ile mekanik olaylar arasındaki ilişkiyi inceler.

Sıcaklığın ölçülmesinde kullanılan ölçekler nelerdir?

Sıcaklık ölçülmesi için genellikle “Celsius” ölçeği kullanılır. Bu ölçeğe “santigrat” ölçeği de denir ve °C ile gösterilir. Bir başka sıcaklık ölçeği ise mutlak sıcaklık ölçeği olarak bilinen “Kelvin” dir ve K ile gösterilir. Kelvin ölçeğinde “°” simgesinin kullanılmadığına dikkat ediniz.

Isı nedir?

Cisimlerin birbirine teması sonucunda sıcak cisimden soğuk cisme doğru bir enerji iletimi olur. İletilen bu enerjiye “ısı” adı verilir. Isı bir enerji olduğu için, SI birim sistemindeki birimi joule (J) olacaktır. Isının tarihsel gelişimine baktığımızda yaygın olarak kullanılan bir birim de kalori (cal)’dir. Isı kalorimetre ile ölçülebilir.

İç enerji nedir ve özellikleri nelerdir?

Isının iki cisim arasındaki enerji transferi olduğunu belirtmiştik. Dolayısıyla ısı kavramı yerine ısı akışı ya da ısı transferi terimleri de kullanılabilir. Isı akışı mikroskobik cisimlerin bir özelliği olarak görünse de, temelinde bu cisimlerin makroskobik bileşenleri yatmaktadır. Bu noktada “iç enerji” kavramı karşımıza çıkar. İç enerji termodinamikte, termodinamik bir sistemin toplam enerjisi olarak tanımlanır. İç enerji iki ana bileşenden oluşur. Bunlardan birincisi sistemdeki parçacıkların hareketine (yerdeğiştirme, dönme ve titreşim) bağlı olan kinetik enerji ve diğeri ise sistemin statik bileşenlerine (kimyasal bağlar gibi) bağlı olan potansiyel enerjidir.

Isı kapasitesi nedir?

Bir maddenin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli ısı enerjisi miktarına “ısı kapasitesi” denir. Aynı miktardaki maddelerin sıcaklığını 1 °C arttırmak için gerekli enerji maddeye göre değişir. Örneğin, 1 g suyun sıcaklığını 1 °C yükseltmek için gerekli enerji 1 cal iken, 1 g’lık alüminyum kütlesi için bu enerji 0,217 cal’dir.

Suyun öz ısı kapasitesi kaçtır?

James Joule, su gibi bir akışkan üzerinde bir iş yapıldığında, onun sıcaklığının arttığını görmüştür. Bunun sonucunda sistem üzerinde yapılan mekanik işin ısı enerjisine dönüştüğünü önermiştir. Joule, yaptığı deneyde kaybolan mekanik enerjinin suyun sıcaklığındaki artış ile orantılı olduğunu görmüştür. Buradaki orantı katsayısı günümüzde 4,186 J/g. °C olarak bilinmektedir. Bu değer suyun öz ısı kapasitesidir. 

Isıl çift nedir ve özellikleri nelerdir?

Isıl çift, sıcaklık ölçmekte yaygın olarak kullanılan bir aygıttır. 1822 yılında Thomas Seebeck tarafından geliştirilmiştir. Seebeck, bir iletkenin uçları arasında sıcaklık farkı olduğunda, bir potansiyel fark oluşacağını göstermiştir. Bu “termoelektrik etki” ya da “Seebeck etkisi” olarak bilinir. Eğer iletkenin iki ucu da aynı sıcaklıkta ise, bir potansiyel fark oluşmaz. Isıl çift birer uçları bir araya getirilmiş farklı iki metal veya metal alaşımlarından oluşur. Metallerin birleşme noktası sıcak nokta, diğer iki açık uç ise referans noktası olarak bilinir. Sıcak nokta ile referans nokta arasındaki sıcaklık farkı sonucu mV mertebesinde bir potansiyel fark üretilir. Üretilen potansiyel fark bir voltmetre yardımıyla okunur ve uygun tablolar kullanılarak sıcaklık değerine dönüştürülür.