ISI-SICAKLIK

5.SINIF
DERS:4
ÜNİTE 3: MADDENİN DEĞİŞMESİ VE TANINMASI
KONU: ISI-SICAKLIK
Farklı sıcaklıktaki iki madde birbirine temas ettiğinde sıcaklığı yüksek olan soğur, düşük olan ise ısınır. 

Isı ve Sıcaklık
Bir çaydanlık ve cezveyi su ile dolduralım.Bunları ocağın aynı miktarda ısı veren bölümlerine koyarak eşit süre ısıtalım.Çaydanlığın ve cezvedeki suyun sıcaklıklarını 
ölçtüğümüzde cezvedeki suyun sıcaklığının daha yüksek olduğunu görürüz.

Eşit miktarda ısı almalarına rağmen miktarı az olan sıvının sıcaklık artışı daha fazla olur.
Bu olaydan  ısı ve sıcaklık kavramlarının farklı olduğunu anlayabilirsiniz.

Aynı büyüklükteki iki bardağa eşit miktarda buz koyalım. Bardaklardan birinin yarısına kadar, diğerinin tamamına sıcak su koyalım. Her iki bardağa da konulan suyun sıcaklığı eşit olmasına rağmen çok su konulan kaptaki buzlar daha çabuk erir. Bardaklara konulan suların sıcaklıkları eşit, ısıları farklıdır. Miktarı çok olan suyun enerjisi fazla olduğu için ısısı da fazladır.Bu örneklerden ısının miktara bağlı bir özellik  olduğunu anlarız.
Bir bardak suyun ısı enerjisi vardır. Termometre kullanarak bu bardaktaki suyun sıcaklığını ölçeriz.

              
             ISI                                                                                           SICAKLIK
Isı bir enerji türüdür.                                                                Sıcaklık bir ölçüm şeklidir.
Kalorimetre kabı ile ölçülür.                                                    Termometre ile ölçülür.
Birimi kalori veya joule'dür.                                                     Birimi  °C 'dir.

Isı hesaplamaları için bilinmesi gerekenler:
1 cal = 4 J (1 kalori yaklaşık olarak 4 jouledür.)
1 kcal=1000 cal.
1 kj=1000 j
 Not:Birim çevirileri için daha aşağıda yer alan örnekleri inceleyiniz.
                                                      

Sıcaklıkları farklı iki madde arasındaki ısı alışverişinde, ısı enerjisi sıcak olandan soğuk olana akar. Isı enerjisi iletim, konveksiyonla ya da ışıma ile yayılır. 
                     

Yanan maddeler çevrelerine ısı verir. Yanan odunların üzerinde yemek pişirebilir, su kaynatabiliriz.Bu maddelerdeki kimyasal enerji ısı enerjisine dönüşür.

Isı Elde Etmek İçin Hangi Yakıtları Kullanırız?

Evlerimizi ısıtmak, sıcak su elde etmek ve yemek pişirmek için gerekli olan ısı enerjisini çeşitli yakıtlardan elde ederiz. Bunlar çoğunlukla doğal gaz, tüp gaz (petrol gazı), odun ve kömürdür. Bunların dışında ısı elde etmek için elektrik enerjisinden de yararlanırız.
Tüm Enerjilerin Kaynağı Güneş'tir.  
                           

1. Elektrik enerjisi, hidroelektrik santrallerinde suyun tribünleri döndürmesi sonucu elde edilir. Akarsulardaki su, güneş enerjisinin etkisiyle gerçekleşen su döngüsü ile oluşur. O hâlde elektrik enerjisinin kaynağı güneş enerjisidir.

2. Fosil yakıtlar olarak da adlandırılan petrol, kömür ve doğal gaz canlı kalıntılarından oluşmuştur. Canlı kalıntılarına ve izlerine fosil denir.

Kömür, milyonlarca yıl önce bataklıklara gömülen büyük ağaçların üst üste sıkışması ve ısının etkisiyle kömürleşmesi sonucu oluşmuştur.
                         
                              

Petrol ve doğal gaz ise küçük deniz canlılarının kalıntılarından oluşmuştur. Bu kalıntılar milyonlarca yıl boyunca çamur ve kayaların altında gömülü kalır. Üzerlerindeki ağırlık ve yüksek sıcaklık canlı kalıntılarını petrol ve doğal gaza dönüştürür.

Sonuç olarak, bitki ve hayvan atıklarından oluşan fosil yakıtların kaynağı da güneş enerjisidir.

Fosil yakıtlar, yenilenemeyen enerji kaynakları olduğu için dikkatli kullanılmalıdır.

Odun hâlâ dünyanın birçok yerinde ısınmak, yemek pişirmek ve aydınlanmak için yakıt olarak kullanılır, insanlar odun elde etmek için ağaçları kestiğinden yakıt olarak odun kullanılması ormanların azalmasına ve ormandaki canlıların zarar görmesine neden olur.

3. Besinler de insanların vücut ısılarını korumak ve yaşamsal faaliyetlerini sürdürmek için kullandıkları yakıttır. Bitkiler güneş enerjisini kullanarak besin üretir. Dolayısıyla vücudumuzda ürettiğimiz, hareket etmemizi ve organlarımızın çalışmasını sağlayan enerjinin asıl kaynağı besinlerde depolanan güneş enerjisidir.

* Bir bitki olan şeker pancarından elde edilen ispirto da deneylerde kullandığımız bir sıvı yakıttır.

* Bitki ve hayvan atıklarının karıştırılıp havasız yerde bekletilmesiyle ısıtma ve aydınlatma kullanılan biyogaz elde edilir.

* Son yıllarda atık yağların işlenmesiyle elde edilen biyodizel, taşıtlarda yakıt olarak kullanılmaktadır.

Hayvansal yağların yanı sıra mısır ve Ayçiçek yağlarından da biyodizel elde edilmektedir.  Kullanıldığında atık maddesi az olduğu ve % 98'i enerjiye dönüşebildiği için çevre dostu bir yakıttır.

Isı enerjisi hareket enerjisine dönüşebilir.

Isının etkilerini doğada da görebiliriz.Isınan hava yükselir.Aşağıdaki görseli inceleyiniz.

                               

İçinde kaynayan su bulunan demlik ağzına rüzgar gülü tutulursa, rüzgar gülü döner.
Bu olayı incelersek: 
Ocakta doğal gazın yanmasıyla oluşan ısı enerjisi suyu ısıtmıştır. Sudaki ısı enerjisi de rüzgâr gülünü ve çaydanlığın kapağını hareket ettirmiştir.

Bu deneyde doğal gazdaki kimyasal enerji,  hareket enerjisine dönüşmüştür.

Besinlerde depolanmış enerji de vücudumuzda ısı ve hareket enerjisine dönüşür.

Petrolden elde edilen benzin ve mazot taşıtlarda yanarak enerji sağlar. Bu enerji arabayı hareket ettirerek hareket enerjisine dönüşmüş olur.

Kömürün yakılmasıyla yukarıdaki deneydeki gibi enerji dönüşümleriyle elektrik enerjisi elde edilir. Kömür, termik elektrik santrallerinde yakılarak su ısıtılır. Isıtılan su hızla buharlaşır. Buharın gücüyle türbinler döner ve elektrik elde edilir.

Isı Nasıl Ölçülür?

Maddelerin sahip olduğu ısı kalorimetre denilen bir araç kullanılarak ölçülür.
Bu araçla ölçülen ısı miktarları Joule (J) ya da kalori (cal) birimleri ile belirtilir.
Örnekler
1 cal = 4 J (1 kalori yaklaşık olarak 4 jouledür.)
Kalori'yi joule'e dönüştürmek için 4'le çarparız.

5 cal=20 joule ( İşlem 5X4=20 joule)

50 cal = 200 joule ( İşlem  4 x 50 = 200 joule )
O halde:
Joule'yi kalori'ye dönüştürmek için 4'e bölmek gerekir.
20 joule = 5 cal (İşlem 20 : 4 = 5 cal)
200 joule= 50 cal (İşlem 200 : 4 = 50 cal )

1 kcal = 1000 cal (Kalorinin 1000 katı kilokalori kcal'dir.)
Kilokalori'yi kalori'ye dönüştürmek için 1000'le çarparız.
2 kcal=2000 cal ( İşlem 2 X1000 = 2000 cal )
0,5 kcal=500 cal ( İşlem 0,5 X1000 =500 cal )
O halde:
Kalori'yi  kilokalori'ye  dönüştürmek için 1000'e bölmek gerekir.

2000 cal = 2 kcal ( İşlem 2000 :1000= 2 kcal )

500 cal = 0,5 kcal ( İşlem 500 :1000= 0,5 kcal )

Benzer şekilde:

1 kj = 1000 j (Joulün 1000 katı kilojoule  kj 'dür.)

Kilojoule'yi  joule'e dönüştürmek için 1000'le çarparız.

2 kj=2000 j ( İşlem 2 X1000 = 2000 j )

0,5 kj =500 j ( İşlem 0,5 X1000 =500 j )

O halde:

Joule'yi  kilojoule'e  dönüştürmek için 1000'e bölmek gerekir.

2000 j= 2 kj ( İşlem 2000 :1000= 2 kj )

500 j = 0,5 kj ( İşlem 500 :1000= 0,5 kj ) 

Örnek:1 g (gram) kömür yandığında 5000 cal ısı enerjisi üretir.

Buna göre 1 g kömürün ısı enerjisi 5000 cal = 5000 : 1000 = 5 kcal olur.

1 kcal = 4 kj olur.

1 g kömürün ısı enerjisi 5 kcal ise

1 g kömürün ısı enerjisi 4 x 5 = 20 kj'dür diyebiliriz.