Isı ve Sıcaklık Nedir

Sıcaklık

Isı ve sıcaklığın ne olduğuna geçmeden önce madde ve yapısı ile ilgili olarak kısa bir bilgi vermek faydalı olacaktır.

Maddeyi elimizle dokunarak varlığını algılayabildiğimiz her şey olarak tanımlayabiliriz. Bütün maddeler çıplak gözle görmemizin mümkün olmadığı atom veya molekül dediğimiz ve her an hareket halinde bulunan çok küçük taneciklerden meydana gelirler.

Yukarıda da açıkladığımız gibi bir madde çok sayıda atomdan veya molekülden oluşur ve bu atomlar veya moleküller her an hareket halinde oldukları için hepsinin birer kinetik enerjileri bulunmaktadır. Ancak bu taneciklerin her birinin hızı bir diğerine eşit olmadığından kinetik enerjileri de aynı değildir. Buradan sıcaklığı, bir maddeyi oluşturan taneciklerin her birinin kinetik enerjilerinin toplanmasıyla elde edilen toplam kinetik enerjinin tanecik sayısına bölünmesiyle bulunan ortalama kinetik enerji ile ilişkili bir büyüklük olarak ifade edebiliriz. Yani sıcaklık, hareketlerini çıplak gözle görmemizin mümkün olmadığı atomların veya moleküllerin ne kadar yavaş veya ne kadar hızlı hareket ettiğini kestirmemizi sağlayan bir ölçümdür. Bir maddenin yapısını oluşturan tanecikler her an hareket halinde olduklarından hiçbir zaman hareketsiz durumda bulunamayacakları için bütün maddelerin mutlaka bir sıcaklığı vardır. Taneciklerin hızları artarsa maddenin sıcaklığı artarken hızları azalırsa maddenin sıcaklığı azalır. Bir maddenin veya ortamın sıcaklığını termometre ile ölçebiliriz.

Dünyadaki yaşamın devamı bizim farkında olduğumuz veya olmadığımız birçok fiziksel ve kimyasal olayın gerçekleşmesi ile mümkün olmaktadır. Örneğin bulutların oluşması, yağmurun yağması, suyun donması gibi fiziksel değişiklikler ile solunum, fotosentez, yanma, çürüme gibi kimyasal reaksiyonlar bunlara örnek olarak verilebilir. Bu olayların gerçekleşebilmesi için atomların veya moleküllerin birbirleri ile etkileşime girmeleri dolayısıyla birbirlerine doğru hareket etmeleri gerekmektedir. Atomların veya moleküllerin hareket halinde olduğu her ortamın bir sıcaklığı vardır. Evrenin neresine gidersek gidelim atomların veya moleküllerin hareketsiz olduğu dolayısıyla sıcaklığın olmadığı bir yer bulamayız.

Isı

Sıcaklıkları farklı iki cisim bir araya getirilirse sıcaklığı yüksek olan cisimden düşük olan cisme doğru bir enerji akışı olur. Bu olaya ısı denir. Yani ısı bir enerji çeşidi olmayıp gerçekleşen olaya verilen isimdir. Yüksek sıcaklık değerine sahip cisimlerin taneciklerinin hareket enerjileri düşük sıcaklık değerine sahip cisimlerin taneciklerinin hareket enerjilerinden daha büyük olduğu için iki cismin tanecikleri birbirleri ile etkileşime girdiğinde yüksek enerji sahibi taneciklerden düşük enerji sahibi taneciklere enerji transferi gerçekleşir. Bu olayın sonunda tanecikleri enerji kaybeden cismin sıcaklığı düşerken tanecikleri enerji kazanan cismin sıcaklığı yükselir. Enerji alış-verişi iki cismin sıcaklıkları birbirine eşitleninceye kadar devam eder ve eşitlenince durur. Bir cismin bütün taneciklerinin kinetik enerjilerinin toplamı olan toplam enerjisini doğrudan hesaplamamız mümkün değildir. Ancak yukarıda da açıkladığımız gibi sıcaklıkları farklı iki cismi bir araya getirdiğimizde meydana gelen ve ısı dediğimiz enerji alış-verişini dolaylı olarak hesaplayabiliriz. Isı kalorimetre dediğimiz bir kap ile ölçülebilir. Evrenimizi oluşturan atomlar ve moleküller her an birbirleri ile etkileşim halinde olduklarından aralarında sürekli bir enerji alış-verişi olmaktadır. Örneğin sıcak bir yaz günü serinlemek için almış olduğumuz dondurmamızın erimesi, Bir kış günü içmek için odamıza getirdiğimiz sıcak bir fincan çayımızın soğuması, buzdolabımıza koyduğumuz suyun bir süre sonra buz haline dönüşmesi bu enerji alış verişi sonucunda meydana gelen ve günlük yaşamımızda da sıkça karşılaştığımız olaylardandır.