Isı ölçümü ve ısı

remşit · #1 22.11.08, 14:57

Isı, atomların ya da moleküllerin katı, sıvı ya da gaz içindeki hareketlerinin bir sonucudur ve bir enerji türüdür. Sözgelimi, bir metal parçasının sıcak olması, metal atomlarının, soğuk duruma göre daha şiddetli titreştiğini gösterir.
XVIII.yüzyılda ısının «kalorik» adı verilen gizemli bir sıvı olduğu sanılıyordu. «Kalorik»in görünmez olduğu, ısınan madde tarafından emildiği ve soğuyan maddeden dışarı kaçtığı düşünülmekteydi. «Kalorik» kuramı, yadsınması güç bir kuramdı; ama Bavyera savaş bakanı olan Kont Rumford (Benjamin Thompson) tarafından 1798'de yeni ve daha iyi bir kuram ortaya atıldı.
Bix topun yapımıyla uğraşan Kont Rumford, topun patlaması sırasında harcanan mekanik enerji (yapılan iş miktarı) ile çıkan ısı arasındaki ilişkiyle ilgilendi. Topun suya sokulmasıyla, sıcaklık artışı yaklaşık olarak saptanabiliyordu. Rumford, ısının bir enerji biçimi olduğunu anladı ve bunun, moleküllerin hareketiyle ilgili olduğunu öne sürdü.
Bununla birlikte Kont Rumford, ısı kuramının kabul edilmesini sağlayamadı. Söz konusu kurama ancak 1842 yılında, J.P. joule'ün deneyleriyle inanıldı. «İoule, geniş bir su tankındaki bir pervaneyi, bir tele asılan ağırlıklarla çevirdi ve sudaki sıcaklık yükselmesinin, ağırlıkların inip çıkma sayısına (yani ağırlıkların harcadığı toplam mekanik enerjiye) doğrudan bağlı olduğunu gösterdi.
ismin akışı: Isı, bir yerden bir yere üç yolla aktarılır: İletim (kondüksiyon); taşınım (konveksiyon); ışınım (radyasyon). İletim sürecinde ısı enerjisi, doğrudan bir madde içinden iletilir. Sözgelimi, içinden sıcak su geçen bir bakır borunun, ısı iletimind'an dolayı, dışı da ısınır: Bir katı ısıtıldığında, atomları ya da molekülleri, titreşim hareketleri yaparlar. Sıcak su, borunun iç yüzeyindeki atomların daha çok titreşmesini sağlar; böylece ısı, iletim yoluyla boruyu oluşturan öteki bakır atomlarına da geçer.
Taşınım (konveksiyon), ısının bir tür çevrimsel hareketidir. Konvektör tipi bir ısıtıcı, önce çevresini iletimle ısıtır. Isınan bu hava, genleşip yükselir ve yerini soğuk havaya bırakır. Sonuç olarak, odada bir hava dolaşımı ve oda sıcaklığında bir yükselme oluşur. Duvar ve pencerelerden yiten ısı, ısıtıcının ısı üretme hızına eşit oluncaya kadar, sıcaklık yükselmesi sürer.
Işınım ısısına en iyi örnek, Güneş ısısıdır: 150 000 000 km'lik uzay boşluğu, iletim ya da taşınım sağlayacak atomların ya da moleküllerin bulunmamasına karşın, ELEKTROMAGNETİK IŞINIM'la aşılır.
Kullanılan terimler: Joule'ün yaptığı deneylerde ölçtüğü nicelik, ısının mekanik eşdeğeri, yani bir birimlik ısı (kalori) üretmek için ne kadar enerji (jul'le ölçülür) gerektiğiydi. Bu düşünce, «bir birim mekanik enerji üretmek için ne kadar ısı gerekir» biçimine de dönüştürülebilir. İkisi de değişmez olan bu nicelikler, mühendisliğin pek çok dalında büyük önem taşırlar. Güç üreten en yalın makina olan BUHAR MAKİNASl'nda, buharın ısısı, hareket sağlar (bir volanı döndürür). Isının mekanik eşdeğeri, bir buhar makinasından elde edilebilecek en büyük mekanik enerjiyi belirler (verim gerçekte erişilemeyen % 100 ölçüsünde olsaydı, ısı, mekanik eşdeğerine dönüşecekti).
Isıl hesaplarda bir başka önemli birim de, maddenin özgül ısısıdır. Aynı ağırlıktaki bakırın, sudan daha kolay ısındığı bilinmektedir. Bu fark, özgül ısılarının değişik değerlerde olmasından ileri gelmekti dir. Özgül ısı kaloriyle ölçülür ve bîr maddenin 1 grs mim 1°C yükseltmek için gereken ısı niceliğidir. Bi maddenin özgül ısısı biliniyorsa, belirli ağırlıktaki bi maddenin sıcaklığını belli bir değere yükseltmek içi gerekli ısı niceliği hesaplanabilir.
Isıölçer: Isıölçer (kalorimetre), bir maddenin ısı sim ya da özgül ısısı gibi ısı değişmezlerini ölçen bi aygıttır. En yalın tanımıyla, çevreye olabildiğince a ısı kaçıran kapalı bir kaptır. Bir bakır parçasının öz gül ısısını bulmak için, parça, belirli bir sıcaklığa ka dar ısıtılır; sonra, içinde su bulunan ısıölçere konuı Bir süre sonra, su ve bakır aynı sıcaklıkta olacaktı] Bakırın yitirdiği ısı, ısıö'çerin kazandığı ısıya eşitti] Bu eşitlik, sıcaklık yükselmesi ve ısıölçerin özgül ısu biliniyorsa, bakırın gram başına verdiği ısıyı (^zgfl ısısını) hesaplamada kullanılabilir.
Mühendislikte ısıölçerler, bir yakıtın yansıma ta sim (belirli bir miktar yakıtın yanmasıyla elde edileı ısı niceliği) hesaplamada da kullanım. Ölçülecek ya kıttan alman örnek, sulu ısıölçerin içindeki bir kapt elektrikle yakılır. Yakıt bütünüyle yandıktan sonra ısıölçerin ve suyun sıcaklığındaki yükselme, doğruda] doğruya yakıtın kalori değerim gösterir. Gazlar içil de durum aynıdır. Belirli hacimde gaz yakılır ve çı kan ısı ölçülür. Sözgelimi, doğal gaz (metan), hava gazından çok daha yüksek yansıma ısısı içerir. İkisi nin karşılaştırılması için yapılan ısıölçer deneyi, do ğal gazın havagazından çok daha fazla sıcaklık yük selmesine yolaçtığım gösterecektir.
Isıölçümü (kalorimetri) terimi, ısı dışında kalaı öteki enerji çeşitlerinin ölçümlerim açıklamada di kullanılır. İlke, ısıölçümünün aynıdır; enerji yitiri len bir işte, ısıölçerde çıkan toplam enerji niceliği he saplanır. Uzaydan dünyaya gelen kozmik ışınların, eı çok enerji içeren taneciklerinin enerjisini ölçmedi kullanılan iyonlaşma ısıölçeri, buna en iyi ömektiı Kozmik tanecik, yüklü tanecikleri belirleyen aygıtlar la donatılmış çelik levhaların üstüne düşerse, çeliğiı ATOM'larındaki ELEKTRON^lan iyonlaştırarak, dü şük enerjili yeni tanecikler üretip enerjisinin çoğum yitirir. Gelen tanecik, yem tanecikler ürettikçe, kend enerjisini yitirir ve tanecik durana kadar çıkan bü tün küçük nicelikteki enerjiler toplanarak, ışmımıı ısıl enerjisi bulunur.
Isıölçümü, başlangıçta yalnızca ısı ve ölçümüyle ilgilenenlerce kullanılmışsa da, günümüzde daha yay gın biçimde yararlı olabilecek bir ilke durumuna gel mistir.

Kaynak:4-4.cilt

Nüve Forum » Kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »

Seçenekler
Yazdırılabilir şekli göster Sayfayı E-Mail olarak gönder
Stil
Normal Hybrid-Şeklinde gösterime geç Ağaç şeklinde gösterime geç

Bunlara Baktınız mı?