BÖLÜM 9 Faz Değişimi ve Isı Transferi

ERİME: ERİME ISISI Suyun donma derecesi 0 santigrattır. Bu sıcaklıkta su sıvı ya da katı buz olabilir. Maddenin iç enerjisi suyun sıvı ya da katı olmasını belirler. Donma derecesinde olan buza ısı verilirse, buz aynı derecede suya dönüşür. 0ºC’ta 1 gram buzun 0ºC’ta 1 gram suya dönüşmesi için gereken ısı miktarı 80 kaloridir. Buna suyun erime ısısı adı verilir. Diğer maddelerin erime/kaynama ısısı sudan daha düşüktür. Örneğin, kurşunun gram başına erime ısısı 5.9 kaloridir.

BUHARLAŞMA ISISI Yaklaşık 20ºC olan oda sıcaklığında suya ısı verildiğini düşünün. Eklenen her bir kalorilik ısı, 1 gram suyun sıcaklığını 1 santigrat derece arttıracaktır. Su 100ºC’ye ulaştığında, sıcaklığı artmayacak fakat kaynamaya başlayacaktır. Kaynama suyun gaz haline dönüştüğü ve buhar olduğu sürece denir. 100ºC’ta 1 gram suyu, 100ºC’ta su buharına dönüştürmek için 540 kalori ısı gerekir.

ISI TRANSFERİ: İLETİM Bir maşanın/şişin ucunu ateşe tutup diğer ucundan da siz tutarsanız, elinizin tuttuğu ucun giderek ısınmaya başladığını hissedersiniz. Isı sıcak uçtan soğuk uca ısı transfer ile iletilmektedir. Maşanın sıcak ucundaki moleküller soğuk ucundaki moleküllere göre daha hızlı hareket ederler. Moleküller arası kuvvetler olduğu için, hızla hareket eden bir molekül enerjisini daha yavaş hareket eden komşu moleküle transfer edecektir. Böylelikle, metalin molekülleri arasındaki kinetik enerji sabitlenene kadar, moleküller arasındaki kinetik enerji metalin başından sonuna kadar yayılacaktır.

TAŞINIM Taşınım, bir akışkanın içinde ısının hareketinin temeli olup, akışkanın moleküllerinin ısının hareketi ile transferidir. Bir madde ısıtıldığında genleşir. Katı bir madde ısıya maruz kalınca molekülleri göreli konumunda kalmak zorundadır, fakat sıvı ya da gaz bir maddenin genleşmesi maddenin bir bölümünün çevresindeki diğer bölümüne göre daha az yoğun bir duruma geçmesine sebep olur. Akışkanın bir bölümü çevresinden daha az yoğun bir pozisyona geçtiğinde yükselir.

IŞINIM/RADYASYON Isı bir yerden başka bir yere radyasyonla/ışınımla da iletilebilir. Her madde sürekli olarak radyasyonu/ışınımı soğurur ya da yayar, fakat madde termal radyasyon/ışınım yayınlayacak sıcaklığa ulaşıncaya kadar bunu fark etmeyiz. Bunun gibi termal ya da kızılötesi ışınımlar doğada elektromanyetik bir biçimde bulunmaktadır ve ışık hızında haraket ederler. Işıma ısısı bir alevin, elektrikli ısıtıcının hatta sıradan bir ampulün önünde kolaylıkla hissedilebilir.