Sıcaklık Nedir ?
Sıcaklık, bir cismin ne kadar sıcak veya soğuk olduğunun bir ölçüsüdür. Elimizi dokunarak bir cismin sıcaklığı hakkında kabaca da olsa bir kestirimde bulunabiliriz ama sıcaklık en doğru termometre ile ölçülür.
Bir cismin sıcaklığı onu oluşturan atom veya moleküllerin titreşim hareketinin hızına bağlıdır. Bir cismi oluşturan atom veya moleküller ne kadar hızlı titreşirse cisim o ölçüde sıcak, ne kadar yavaş titreşirse cisim o ölçüde soğuk olur. Bir cismi oluşturan tanecikler hareket halinde olduklarından bir kinetik enerjiye sahiptirler. Ancak taneciklerin hızları birbirlerine eşit olmadığından kinetik enerjileri de birbirlerinden farklıdır. Sıcaklığı, bir cismi oluşturan taneciklerin kinetik enerjileri toplamının tanecik sayısına bölünmesiyle elde edilen ortalama kinetik enerjinin bir ölçüsü olarak ifade edebiliriz. Yani, bir cismi oluşturan taneciklerin hızı artarsa cismin de sıcaklığı artarken hızı azalırsa cismin de sıcaklığı azalır.
Isı Nedir ?
Sıcaklıkları farklı iki cisim arasında, sıcaklığı yüksek olandan düşük olana doğru bir enerji akışı olur. Bu olaya ısı denir. Yani, ısı bir enerji çeşidi olmayıp gerçekleşen olayın ismidir. İki cisim arasındaki enerji alış veriş cisimler termal dengeye ulaşıncaya kadar (sıcaklıkları eşit oluncaya kadar) devam eder. Cisimler arasında ne kadarlık bir enerji alış-verişi olduğu ise kalorimetre (ısı ölçer) adı verilen bir kap ile ölçülür.
Sıcaklık Birimleri Nelerdir ?
Sıcaklık, üzerinde bir sıcaklık ölçeği bulunan ve termometre adı verilen aletler ile ölçülür. Termometreler, 1 atmosfer basınç altında ve deniz seviyesinde, buzun erime noktası ile suyun kaynama noktası baz alınarak yapılırlar.
1. Celsius Ölçeği: Bugün çok sayıda ülkede kullanılmakta olan bu sıcaklık ölçeğine göre, buzun erime noktası 0 derece ve suyun kaynama noktası 100 derecedir. Bu iki nokta arası 100 eşit parçaya bölünmüş ve her birine 1 derece veya santigrat denmiştir. Celcius sıcaklık ölçeğini göstermek için °C sembolü kullanılır.
2. Fahrenheit Ölçeği: Bugün yalnızca Amerika Birleşik Devletleri ve Liberya ile birkaç küçük ada ülkesinde kullanılmakta olan bu sıcaklık ölçeğine göre, buzun erime noktası 32 derece ve suyun kaynama noktası 212 derecedir. Bu iki nokta arası 180 eşit parçaya bölünmüş ve her birine 1 derece denmiştir. Fahrenheit sıcaklık ölçeğini göstermek için °F sembolü kullanılır. Fahrenheit ölçeği, yaygın olarak kullanılan ilk standartlaşmış sıcaklık ölçeğidir. ABD'de hava durumu tahminleri, yemek pişirme ve donma sıcaklıkları Fahrenheit ölçeği cinsinden verilir.
3. Kelvin Ölçeği: Uluslararası Birim Sistemi'ne (SI) göre temel sıcaklık ölçüsü birimidir. Bilimsel çalışmalar sırasındaki sıcaklık değerlerini ölçmek için en yaygın olarak kullanılan sıcaklık ölçeğidir. Bu sıcaklık ölçeğine göre, buzun erime noktası 273,15 Kelvin ve suyun kaynama noktası 373,15 Kelvin'dir. Bu iki nokta arası 180 eşit parçaya bölünmüş ve her birine 1 Kelvin denmiştir. Kelvin sıcaklık ölçeğini göstermek için K sembolü kullanılır. Kelvin sıcaklık ölçeğini ifade ederken, derece sözcüğü ile ° sembolü kullanılmaz. Kelvin ölçeğinde negatif (eksi) sayılar bulunmaz ve en düşük sıcaklık 0 K olabilir.
Cisimleri oluşturan taneciklerin tüm iç enerjilerini kaybederek tamamen hareketsiz kalacakları noktaya mutlak sıfır noktası veya mutlak sıfır sıcaklığı denir. Kelvin ölçeğine göre mutlak sıfır noktası 0 K'dir. Celcius ölçeğinde ise mutlak sıfır noktası -273.15 °C'a karşılık gelir. Hiçbir cismin sıcaklığı, mutlak sıfırın altında olamaz. Mutlak sıfır sıcaklığına ulaşmak imkansızdır. Ancak bilim insanları bu sıcaklığın milyonda biri kadar yakınına ulaşabilmeyi başarmışlardır.
4. Reomür Ölçeği: 19. yüzyıla kadar kullanılmış ve daha sonra diğer ölçü birimlerinin gerisinde kalmış olan bir sıcaklık ölçeğidir. Günümüzde çok fazla kullanılmamaktadır. Bu sıcaklık ölçeğine göre, buzun erime noktası 0 derece ve suyun kaynama noktası 80 derecedir. Bu iki nokta arası 80 eşit parçaya bölünmüş ve her birine 1 derece denmiştir. Réaumur sıcaklık ölçeğini göstermek için °R sembolü kullanılır.
Sıcaklık Birimlerini Birbirine Dönüştürme
Herhangi bir sıcaklık ölçeğinde verilen bir değeri başka bir sıcaklık ölçeğine çevirmek için aşağıdaki bağıntıları kullanabiliriz.
F - 32 / 212 - 32 = R - 0 / 80 - 0 = C - 0 / 100 - 0 = K - 273 / 373 - 273 = X - DS / KS - DS
F - 32 / 180 = R / 80 = C / 100 = K - 273 / 100 = X - DS / KS - DS
