9. Sınıf - 📘 Fizik 4. Ünite: Isı ve Sıcaklık - Geniş Konu Anlatımı

[Administrator]

9. Sınıf - Fizik 4. Ünite: Isı ve Sıcaklık - Geniş Konu Anlatımı
1. Isı ve Sıcaklık Kavramları
Sıcaklık: Bir cismin sıcaklık değeri, o cismin moleküllerinin hareket enerjisinin bir göstergesidir. Sıcaklık, genellikle Celsius (°C), Fahrenheit (°F) veya Kelvin (K) birimlerinde ölçülür.

Celsius: 0°C suyun donma noktası, 100°C suyun kaynama noktasıdır.
Fahrenheit: Su donma noktası 32°F, kaynama noktası ise 212°F'dir.
Kelvin: Mutlak sıfır 0 K'dır, ve Celsius ölçümleri Kelvin ölçümleri ile ilişkili olup, K = °C + 273.15 formülü ile dönüşüm yapılabilir.
Isı: Bir cismin sıcaklık farkı nedeniyle bir yerden başka bir yere geçen enerjidir. Isı, Joule (J) birimiyle ölçülür.

Isı, yüksek sıcaklıktaki bir cisimden düşük sıcaklıktaki bir cisme doğru akar.

2. Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar
Sıcaklık: Bir cismin iç enerjisinin bir ölçüsüdür. Genellikle, cisimdeki moleküllerin ortalama kinetik enerjisini gösterir.
Isı: Enerji transferidir. Isı, sıcaklık farkı nedeniyle bir yerden diğerine geçer.

3. Isı İletimi
Isı, üç farklı yol ile iletilir:

İletim: Moleküller arasındaki doğrudan temasla ısı transferidir. Katı cisimlerde etkilidir. Örneğin, bir metal çubuğun ucunu ısıttığınızda, ısı çubuğun diğer ucuna iletilir.
Konveksiyon: Isının bir sıvı veya gazın moleküllerinin hareketiyle yayılmasıdır. Sıvıların ve gazların sıcaklık farkı nedeniyle hareket etmeleri, ısının yayılmasına neden olur. Örneğin, bir suyun kaynaması konveksiyon yoluyla gerçekleşir.
Işınım (Radiasyon): Isı, elektromanyetik dalgalar aracılığıyla maddesiz bir ortamda da yayılabilir. Güneşten dünyaya gelen ısı bu şekilde yayılır.

4. Isı Alışverişi ve Enerji
Q = m × c × ΔT
Burada:

Q = Isı enerjisi (Joule),
m = Madde miktarı (kg),
c = Özgül ısı kapasitesi (J/kg°C),
ΔT = Sıcaklık değişimi (°C).
Özgül Isı Kapasitesi (c): Birim kütledeki bir maddenin sıcaklığını 1°C artırmak için gerekli ısı miktarıdır. Farklı maddelerin özgül ısıları farklıdır. Örneğin, suyun özgül ısısı yüksektir, bu nedenle su daha fazla ısıyı depolayabilir.

5. Isı Değişimi ve Maddeler
Isı bir maddeye eklendiğinde sıcaklık artar. Ancak madde faz değiştirdiğinde (katıdan sıvıya, sıvıdan gazaya) sıcaklık değişmeden ısıyı absorbe eder. Bu, faz değişimi olarak bilinir.
Erime: Katı madde sıvıya dönüşürken ısı alır. Örneğin, buz eridiğinde.
Donma: Sıvı madde katıya dönüşürken ısı verir.
Buharlaşma: Sıvı maddeler, sıvıdan gaz haline geçerken ısı alır.
Yoğuşma: Gaz madde sıvıya dönüşürken ısı verir.

6. Termometreler ve Sıcaklık Ölçümü
Sıcaklık ölçümü için farklı türde termometreler kullanılır. Bunlar, civalı termometreler, alkollü termometreler, bimetalik termometreler ve dijital termometrelerdir.

Civalı Termometre: Sıcaklık arttıkça, civa genleşir ve sıcaklık seviyesini gösterir.
Bimetalik Termometre: İki farklı metalin birleşiminden oluşur ve sıcaklık arttıkça metallerin farklı genleşme oranları nedeniyle bir okuma yapılır.

7. Isı Makineleri
Isı makineleri, ısıyı kullanarak iş yapabilen cihazlardır. En yaygın örnekleri şunlardır:

İçten Yanmalı Motorlar: Benzin veya dizel yakıt kullanarak iş yapar (örneğin, arabaların motorları).
Buhar Motorları: Buhar basıncını kullanarak iş yapar.

8. Isı İntikal Yöntemleri
Isı, çeşitli ortamlar arasında farklı hızlarla aktarılır:

Katılarda: Moleküller arasındaki yakın temas nedeniyle iletim hızlıdır.
Sıvı ve Gazlarda: Moleküllerin hareketiyle daha yavaş olur.
Vakumda: Işınım yoluyla gerçekleşir ve en hızlı iletim şeklidir.