Isı Enerjisi

Belli bir sıcaklık sisteminin içinde, sıcaklığı yüksek bir sistemden sıcaklığı düşük bir maddeye sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerjiye ısı enerjisi denir. Isı enerjisinde, iş enerjisinde olduğu gibi bir transfer vardır. Bu bakımdan ısı enerjisi, transfer durumundaki enerji oranıdır. Yani, ısı enerjisi, sıcak bir maddeden, ondan daha düşük olan sıcaklığa sahip bir maddeye, geçen enerji miktarıdır.

Isı enerjisi, Q simgesi ile belirtilir. Isı bir enerji türüdür, bu açıdan enerji birimleri; ısı birimleri olarak alınabilir. Uluslararası birim (SI) sisteminde, enerji birimi Joule (Jul) olarak gösterilir. 1 cal = 4,18 Joule dür.

Isı Enerjisi Aktarımı: Elle tutulan bir maddenin sıcaklık hissi elimize geçerse, madde ele ısı veriyor, aynı şekilde elde bulunan madde ele soğukluk hissi verirse, elden o maddeye ısı enerjisi aktarımı oluyor demektir. Bu durumda, sıcaklığı değişik olan iki madde karşılaştırıldığında veya birbirine temas edecek şekilde yan yana bırakıldığında aralarında ısı alış verişi olacaktır. Sıcak olan madde ısı verip bu maddenin sıcaklığı düşerken, sıcaklığı düşük madde ısı alarak, sıcaklığı artar ve böylece ısıl denge sağlanır. Örneğin, buzdolabında soğutulmuş bir şişe su, dolaptan çıkarılıp, odaya getirildiğinde, belli bir süre sonra soğuk su oda sıcaklığına ulaşacak ve oda sıcaklığı ile dengede kalacaktır. Isı enerjisi aktarımı, daima sıcak maddeden soğuk maddelere doğru olur. Sıcaklık dereceleri aynı olan maddelerde ısı enerjisi alış verişi olamaz.

Öz ısı: Sadece sıcaklık değişimlerine bakılıp, maddenin aldığı veya verdiği ısı oranı bulunamaz. Nedeni, sıcaklık değişimi bir maddenin cins ve niceliğine bağlıdır. Bir madde cinsinin ısınma etkisi öz ısı olarak belirtilir. Maddenin birim kütlesinin sıcaklığını bir derece değiştirmek için verilen gerekli ısı miktarına öz ısı denir. c ile simgelenir. Saf olan her maddenin aynı şartlar altındaki öz ısısı değişiktir. Bu bakımdan öz ısı madde için ayırt edici bir özellik taşır. Maddelerin ayırt edici özellikleri madde miktarına bağlı değildir. Cismin m gramının sıcaklığını, Dt kadar değiştirmek için, verilen veya alınan ısı miktarının Q=m.c.Dt bağıntısı ile formüle edilir. Bu formüle göre, eşit kütleli maddeye eşit miktar ısı verilirse, öz ısısı küçük olan bir maddenin sıcaklık değişimi, öz ısısı büyük olana göre çok olur.

Isı Sığası: Bir maddede kütle ve öz ısının çarpımı (m.c) ısı sığası olarak ifade edilir. Isı sığası maddenin miktarına bağlı olup, ayırt edici bir özellik değildir.

Isı Alışverişi: Isı yalıtımı yapılmış bir yerde yan yana konulan sıcaklıkları farklı maddelerin arasında ısı alış verişi olur. Yalnızca cisimler arası ısı alış verişi varsa, alınan ısı, verilen ısıya eşit olur. Isı enerjisi akışı sıcak cisimden, soğuk cisme olur.

Q alınan = Q verilen

m1. c1. DT1 = m2. c2. DT2 İki madde arasında durum değişimi yoksa, bu eşitlik geçerli olur. Isıl denge sağlandığında iki maddenin de son sıcaklıkları mutlaka aynı olur.