Category Archives: Fizik

Isı bir enerji çeşiti midir?

Standard

Bu sorunun cevabını verirken öncelikle ısının bir enerji olmadığını belirtelim. Ancak birçok kitap ve bilimsel yayında maalesef ısı çoğu zaman ya net olarak tanımlanmadan geçilmiş hatta kimi zaman doğrudan enerji olarak yanlış bir şekilde sunulmuştur. Bu kavram karmaşasının en büyük nedenlerinden biri belki de ısı biriminin aynı zamanda enerji birimi olan kalori ve joule gibi birimler olmasıdır. Benzer bir karışıklık ise yine bir enerji birimine sahip olan iş kavramı için de geçerlidir. İş adını verdiğimiz fiziksel kavram da bir enerji türü olmayıp birimi enerji birimleri ile aynıdır.

Isı ve iş kavramları birbirine benzer kavramlardır ve beraber tartışabiliriz. Bu ikisi bir enerji türü değil, enerji aktarım süreçleridir. Isı sıcaklıkları farklı iki cisim arasındaki enerji aktarım sürecidir. Burada daha sıcak olan cisimden diğerine bir enerji aktarımı olmaktadır ve bu süreç ısı olarak tanımlanmaktadır. Isı ve işin enerjiden nasıl farklı oldukları Peckham ve McNaught’un 1993 yılında Journal of Chemical Education dergisinde yayınladıkları  Heat and Work Are Not “Forms of Energy” isimli makalerinde yer verdikleri bir analoji ile açıklayabiliriz. Peckham ve McNaught enerjiyi para, bu parayı transfer edebilmek için kullandığımız çeşitli yöntemleri ise ısı veya iş olarak düşünebileceğimizi söylemektedir. Paranın bankada olduğunu düşünün. Siz bu parayı para çekme makinalarından (ATM) veya çek kullanarak veya doğrudan banka şubesine gidip işlem yapıp çekebilirsiniz. Veya başka bir hesaba aktarabilirsiniz. Bu işlemler boyunca kullandığınız çeklerde, banka makbuzlarında vs para birimlerini kullanırsınız ancak bunlar sadece sizin parayı transfer etme sürecinizdir asıl para ya cebinizde ya da bankanızdadır.  İşte bu para çekme yöntemleri bizim ısı veya iş kavramlarımıza benzetilebilir. Bunlar da enerji ile aynı birimlere sahiptir ancak enerji değildir.

Isı ve sıcaklık kavramlarını biliyor muyuz?

Isı ve sıcaklık günlük yaşantıda sık sık kullanılan terimlerdir. Peki ama bunlar ne anlama gelir? En başta söylememiz gerekir ki ısı ve sıcaklık birbiri yerine kullanılabilecek eşdeğer kavramlar değildir.

Sıcak bir ortama bırakılan buz parçası belli bir müddet sonra erimeye başlar ve tamamen su haline dönüşür. Yanmakta olan ocağın üstünde bulunan su bir süre sonunda kaynamaya başlar. Yazın elektrik tellerinin boyu uzar ve teller sarkık bir hal alırlar. Kışın tellerin boyu kısalır ve gergin durur. Kısacası günlük hayatımızda ısı ve sıcaklık kavramları ile ilgili çeşitli değişiklikler meydana gelir.

Günlük hayatımızda nesneleri “sıcak” ve “soğuk” olarak niteleriz. Bazı nesneler daha sıcak iken bazı nesneler ise daha soğuk olarak da nitelenebilir. Hatta nesneleri birbiri ile kıyaslarken de bu ifadelerden faydalanırız. Markete gidip kola aldığımızda “Bunun daha soğuğu yok mu?” demişizdir.  Ya da benzer bir şekilde içtiğimiz çay belli süre sonunda içmezsek artık o çayı içmek istemediğimizi “Soğuk çay güzel olmuyor, en iyisi yenileyeyim bunu.” diyerek belirtiriz.

Isı ve sıcaklık kavramlarının aynı kavramlar olmadığını yukarıda belirtmiştik. Buna ek olarak sıcak ve sıcaklık kavramlarını da biririne karıştırmamak gerekiyor. “Sıcak” öznel bir değerlendirme iken “sıcaklık” başlı başına bir fizik kavramıdır. Sıcak teriminin zıt anlamlısı olarak “soğuk” terimini kullanabiliriz, ancak fizikte “Sıcaklık” kavramına zıt bir kavram olarak soğukluk kavramını kullanmayız.

Sıcak ve soğuk terimlerine bu kadar detaylı girmemizin nedeni “Sıcaklık” kavramını açıklarken ihtiyaç duyacağımız bu terimlerin “Sıcaklık” olarak adlandırdığımız kavramdan farklı kavramlar olduğunu vurgulamak içindi. Şimdi sıcaklık nedir onun hakkında konuşabiliriz. En kaba tabirle sıcaklık çevremizde yer alan nesnelerin ne kadar sıcak (veya ne kadar soğuk) olduğunun göstergesidir. Sıcak ve soğuk terimleri ise bizim sıcaklık değerlerini nitelemek için kullandığımız sıfatlardır ve aynı durum için farklı kişilerce farklı şekillerde nitelenebilirler. Örneğin bir içecek birisi için “soğuk” olarak nitelendirilebilirken, başka birisi için “sıcak” olarak nitelendirilebilir. Ilımış çayı bir çoğumuz “bu çay soğuk” diye nitelemişizdir. Ancak ondan daha soğuk olan bir kola da eğer bizim istediğimiz kadar soğuk değil ise “bu kola sıcak” diye nitelenebilir. Sıcaklık değerini daha somut olarak termometre ile ölçebiliriz. Bu durumda sıcaklık denilen şey “termometrenin gösterdiği değer” olarak da tanımlanabilir. Örneğin şuan bu yazının yazıldığı ortamın sıcaklığı 24 °C’dir. Bu durumda bu ortamın sıcaklığı yine kimileri için sıcak kimileri içinse soğuk olarak nitelendirilebilir. Fakat şimdi bu yazıyı yazarken içmiş olduğum kahve 60 °C. Ortamdan daha sıcak ve bu yazıyı bitirdiğim zaman soğumuş olacak. Ya da bu kahve fincanını hemen yanında duran su bardağına bitiştirirsem bir süre sonra kahvem soğuyacak ve bardakta bulunan su ise daha sıcak olacak. Kahve “daha sıcak” olsaydı, su da belli bir süre sonra şimdikinden çok daha sıcak olacaktı.

Şimdi daha farklı bir açıdan bakalım ve bu kahve fincanı ile su bardağı arasında ne oluyor da biri soğurken diğeri daha sıcak oluyor onu konuşalım. Sıcak olan kahve fincanı ile temas eden su bardağına “enerji” aktarılıyor ve bu aktarılan enerji su bardağında yer alan “soğuk” suyun daha “sıcak” hale gelmesini sağlıyor. İşte bu enerji aktarma süreci bizim fizikte “ısı” dediğimiz kavramdır. Isı sıcak nesnelerden soğuk nesnelere doğru enerji aktarılması olarak tanımlanabilir.

Bu açıdan bakınca sıcaklığı daha yeni bir şekilde tanımlayabiliriz: “Sıcaklık, nesnelerin etrafında bulunan diğer nesnelere termal enerji aktarabilme yetisinin bir ölçüsüdür”. Yani sıcaklık ne kadar fazla ise bu nesnenin etrafındaki nesnelere termal enerjisini aktarma ihtimali de o kadar fazladır.

Özet:

  • Isı ve sıcaklık birbirinden farklı kavramlardır
  • Sıcak ve sıcaklık birbirinden farklı kavramlardır
  • Bir maddenin sahip olduğu ısı diyemeyiz. Isı sıcaklıkları farklı nesneler arasında enerji aktarımı sürecidir.
  • Sıcaklık bir enerji değildir. Sıcaklık, nesnelerin etrafında bulunan diğer nesnelere termal enerji aktarabilme yetisinin bir ölçüsüdür.
Reklamlar