Sıcaklık bir ölçüdür, ısı ise bir enerjidir; ikisi aynı şey değildir. Maddeler ısı alırken nasıl ısınır, neden erirken sıcaklıkları sabit kalır, ısı bir yerden başka yere nasıl gider? Hepsini deneyerek gör.
Bir bardak çay ile kaynayan bir kazan düşün. İkisinin de sıcaklığı aynı olabilir, ama kazandaki su çok daha fazla enerji taşır. İşte sıcaklık maddenin ne kadar sıcak olduğunu gösteren bir ölçüdür; ısı ise sıcak olandan soğuk olana geçen enerjinin adıdır.
Sıcak çayın içine soğuk kaşık koyduğunda kaşık ısınır, çay biraz soğur. Isı akışı, ikisinin sıcaklığı eşitlenene kadar sürer. Sıcaklıkların eşitlendiği bu duruma termal denge denir. Termometreler de böyle çalışır: önce ölçtüğü cisimle aynı sıcaklığa gelir, sonra o değeri gösterir.
Sıcaklık düştükçe taneciklerin hareketi yavaşlar. Ulaşılabilecek en düşük sıcaklık −273 °C'dir ve buna mutlak sıfır denir; bu noktada tanecik hareketi en aza iner. Kelvin ölçeği tam da buradan başlar: −273 °C = 0 K. Hiçbir cisim bu sıcaklığın altına soğutulamaz.
Sahilde kum yakarken denizin serin olmasının sebebi budur: aynı güneş altında bazı maddeler çabuk ısınır, bazıları zor. Bunu belirleyen şey maddenin öz ısısıdır. Öz ısı, 1 gram maddenin sıcaklığını 1 °C artırmak için gereken ısı miktarıdır.
Suyun öz ısısı çok yüksektir; yani zor ısınır, zor soğur. Denizlerin yaz sıcağını ve kış soğuğunu yumuşatması bu sayededir.
Buzlu suya termometre daldırırsan, buzun tamamı eriyene kadar sıcaklığın hep 0 °C kaldığını görürsün. Çünkü bu sırada verilen ısı sıcaklığı yükseltmek için değil, tanecikleri bir arada tutan bağları koparmak için harcanır. Termometreye yansımadığı için bu ısıya gizli ısı denir.
Katı bir maddeye ısı verilirse erir ve sıvı hâle geçer. Tersine, bir sıvı ısı kaybederse (soğutulursa) donar ve katı hâle geçer. Her iki değişim sırasında da sıcaklık sabit kalır.
Le: erime gizli ısısı. Su için 334 J/g.
Sıvıya ısı verilmeye devam edilirse kaynar ve gaz hâline geçer. Gaz soğuyup tekrar sıvıya dönerken ise aldığı bu ısıyı geri verir. Kaynama sırasında da sıcaklık sabit kalır.
Lb: buharlaşma gizli ısısı. Su için 2260 J/g.
Isı her zaman sıcak yerden soğuk yere gider, ama bu yolculuğu üç farklı şekilde yapabilir: iletim (katılarda), konveksiyon (sıvı ve gazlarda) ve ışınım (boşlukta bile).
6 sorudan oluşan bu test ile "Isı ve Sıcaklık" konusunu ne kadar kavradığını gör. Her sorudan sonra anında geri bildirim alacaksın.
Sıcak olandan soğuk olana akar. Birimi joule (J) ya da kalori (cal). 1 cal ≈ 4,2 J.
Taneciklerin ortalama hareket enerjisini gösterir. T(K) = T(°C) + 273. Mutlak sıfır: −273 °C = 0 K.
1 g maddeyi 1 °C ısıtmak için gereken ısı. Su en yüksek: 4,2 J/(g·°C), yani zor ısınır.
Katıdan sıvıya geçerken alınan ısı. Sıcaklık değişmez. Su için 334 J/g.
Sıvıdan gaza geçerken alınan ısı. Sıcaklık değişmez. Su için 2260 J/g.
Katılarda iletim, sıvı ve gazlarda konveksiyon, boşlukta ışınım.