ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ ve ÖZ ISI FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ ve ÖZ ISI

FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Isı yaşamımızda geniş anlamda yararlandığımız bir enerji türüdür. Yemek pişirme, ısınma vb. alanlarda ısı enerjisinden yararlanırız. Isıdan başka elektrik enerjisi, hareket enerjisi, ışık enerjisi, mekanik (hareket) enerji, kimyasal enerji gibi enerji türleri de vardır. Enerji korunumu kanununa göre enerji yok olmaz. Fakat bir enerji türü başka bir enerji türüne dönüşebilir.

Maddenin ısınması enerji aktarımı ile gerçekleşir. FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Elektrik enerjisi Isı enerjisi Hareket enerjisi Isı enerjisi Elektrik enerjisi Isı ve ışık enerjisi Mekanik enerji Isı enerjisi ! Maddenin ısınması enerji aktarımı ile gerçekleşir.

FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Peki her madde aynı şekilde mi ısınır? Oda sıcaklığında bulunan eşit kütleli su ve zeytinyağı, eşit süre aynı ısıtıcı ile ısıtılır ve termometre değeri okunur. Maddelerin ilk ve son sıcaklıklarına bakıldığında sıcaklık artışlarının farklılık gösterdiği görülür. csu = 4,18 j/g0C cyağ = 1,96 j/g0C

! FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Başlangıç sıcaklıkları aynı , kütleleri eşit farklı maddeler eşit süre aynı ısıtıcı ile ısıtılırsa maddelerdeki sıcaklık artışı farklı olur. Bu durum maddelerin farklı olmasından kaynaklanır. Suyun 1 gramının sıcaklığını 10C artırmak için gerekli olan ısı miktarı ile zeytinyağının 1 gramının sıcaklığını 10C artırmak için gerekli olan ısı miktarı birbirinden farklıdır. ! Bir maddenin sıcaklığındaki değişme; aldığı ve verdiği ısı miktarına, maddenin cinsine ve kütlesine bağlıdır. Kütleleri ve aldıkları ısı miktarı aynı olmasına rağmen sıcaklık artışlarının farklı olması maddelerin öz ısılarının farklı olmasından kaynaklanır.

! FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 10C artırmak için gerekli olan ısı miktarına öz ısı (ısınma ısısı) denir. Sembolü “c” şeklindedir. Birimi ise joule/g 0C ya da kalori/g 0C’dir. 1 kalori = 4,18 joule Öz ısı maddenin ayırt edici özelliklerindendir.

! FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Öz ısıları verilen farklı cins, eşit kütleli maddeleri eşit süre ısıttığımızda aynı sıcaklığa getirmek için hangi maddeye daha fazla ısı verilmelidir? 150 g yağ ! 150 g su Su ve yağ taneciklerinin kinetik enerjilerinin ortalamasının yani sıcaklığının aynı olabilmesi için öz ısısı fazla olan suya daha fazla ısı vermek gerekir. cyağ= 1,967 j/g0C csu=4,18 j/g0C Yağın sıcaklığını 10C arttırmak için 1,967 j ısıya ihtiyaç vardır. Suyun sıcaklığını 10C arttırmak için 4,18 j ısıya ihtiyaç vardır.

! FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Öz ısıları verilen farklı cins, eşit kütleli maddeleri eşit süre ısıttığımızda hangi maddenin sıcaklığı daha fazla artar? 150 g yağ ! 150 g su Eşit sürede eşit ısı miktarları verilen yağ ve su taneciklerinden öz ısısı küçük olan yağın sıcaklık artışı daha fazla olacaktır. cyağ= 1,967 j/g0Ccsu=4,18 j/g0C Yağın 1,967 j enerji ile sıcaklığı 10C artar. Suyun 4,18 j enerji ile sıcaklığı 10C artar.

5 dk sonraki sıcaklık (0C) 10 dk sonraki sıcaklık (0C) FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK İlk sıcaklıkları eşit olan eşit kütleli K, L, M maddeleri özdeş ısıtıcılarla ısıtılarak belli aralıklarla sıcaklıkları ölçülüyor. Sıcaklık artışlarını dikkate alarak öz ısılarını karşılaştırınız. Öz ısısı büyük olan maddeler geç ısınır, geç soğurlar. Öz ısısı küçük olan maddeler ise erken ısınıp erken soğurlar. Madde İlk sıcaklık (0C) 5 dk sonraki sıcaklık (0C) 10 dk sonraki sıcaklık (0C) K 20 26 32 L 24 28 M 22 Sıcaklık farkı (0C) 12 8 4 cM˃cL˃cK

cC˃cB˃cA FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK İlk sıcaklıkları eşit A, B, C maddeleri özdeş ısıtıcılarda ısıtıldığında aldıkları ısı miktarlarına göre sıcaklıklarının değişimi aşağıdaki grafikte verilmiştir. Buna göre A, B, C maddelerinin öz ısılarını karşılaştırınız. Öz ısısı büyük olan maddeler geç ısınır, geç soğurlar. Öz ısısı küçük olan maddeler ise erken ısınıp erken soğurlar. Sıcaklık (0C) A B C cC˃cB˃cA Aldıkları ısı (cal)

! FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Öz ısısı büyük olan maddeler geç ısınır, geç soğurlar. Öz ısısı küçük olan maddeler ise erken ısınıp erken soğurlar. Bu özellikten hayatımızın birçok alanında yararlanırız. Tencere ve tavalarda hazne ve sap öz ısıları farklı maddelerden yapılır. Yağ kullanılan radyatör Su kullanılan radyatör Sıvılı radyatörlerde su yerine yağ kullanılmasının nedeni yağın öz ısısının sudan küçük olmasıdır.

FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Su Alkol Sıcak su torbalarına konulan aynı sıcaklıktaki su ve alkolden suyun dışarıya daha fazla ısı aktarmasının nedeni öz ısısının büyük olmasıdır.

FEN ve TEKNOLOJİ / ISI ve SICAKLIK Peynirli gözleme Patatesli gözleme Yeni pişirilmiş peynirli ve patatesli gözlemelerden peynirli olan daha çabuk soğur. Çünkü peynirli olanın öz ısısı daha küçüktür.