Madde ve Isı
Isı nedir?
- Sıcaklıkları farklı maddeler arasında gerçekleşen yani sıcak maddelerden soğuk maddelere aktarılan enerjiye ısı denir.
- Isı bir madde değil, bir enerji çeşididir.
- Isının birimi kalori(cal) veya joule(J) olarak ifade edilir.
- Isı kalorimetre kabıyla hesaplanır.
Isı akışı (ısı alışverişi):
- Sıcaklıkları farklı maddeler arasında gerçekleşir.
- Isı akışı sıcaklığı fazla olan maddeden sıcaklığı az olan maddeye doğru gerçekleşir.
- Isı akış yönü sıcaklığı fazla olan maddeden sıcaklığı az olan maddeye doğrudur.
- Isı akışı olması için maddelerin sıcaklıklarının kesinlikle birbirinden farklı olması gerekmektedir. Sıcaklıkları aynı olan maddeler arasında ısı alışverişi gerçekleşmez.
- Isı alışverişi, maddelerin son sıcaklıkları birbirine eşit oluncaya kadar devam eder ve son sıcaklıklar eşit olunca biter.
- Isı alışverişi sonunda oluşan son sıcaklığa denge sıcaklığı adı verilir.
- Denge sıcaklığı maddelerin başlangıçtaki sıcaklıkları arasında değer alır.
Isı iletkeni:
- Isıyı kolay ileten maddelere ısı iletkeni denir.
- Isı iletkeni maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk azdır ve tanecikleri düzenlidir.
- Bakır, alüminyum, demir, gümüş, altın gibi maddeler ısı iletkeni maddelerdir.
Isı yalıtkanı:
- Isıyı iyi iletmeyen maddeler ısı yalıtkanı denir.
- Isı yalıtkanı maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk fazladır ve tanecikleri düzensizdir.
- Beton, hava, tahta, plastik gibi maddeler ısı yalıtkanı maddelerdir.
Isının yayılma yolları:
Isınan maddenin taneciklerinin hareket enerjisi artar. Hareket enerjisi artan tanecikler diğer taneciklere çarparak enerjilerini aktarır. Bu şekilde ısının yayılması gerçekleşir.
Isı iletim yoluyla, konveksiyon yoluyla ve ışıma yoluyla olmak üzere üç farklı biçimde yayılır.
İletim yoluyla yayılma:
- Maddeleri oluşturan taneciklerin birbirlerine çarpmasıyla ısının aktarılmasına ısının iletim yoluyla yayılması
- Katı maddelerde ısı iletim yoluyla yayılır.
- Tencere içindeki metal kaşığın ısınması, Ocağın üstüne bırakılan suyun ısınması bu yolla gerçekleşir.
Konveksiyon yoluyla yayılma:
- Akışkan madde taneciklerinin yer değiştirmesi ile gerçekleşen bu olaya konveksiyon denir. Isının bu şekilde yayılmasına da konveksiyon yoluyla yayılma denir.
- Sıvı ve gazlarda ısı konveksiyon yoluyla yayılır.
- Çaydanlıktaki suyun ısınması, kalorifer peteğinin odayı ısıtması bu yolla gerçekleşir.
Işıma yoluyla iletim:
- Sıcak maddelerden yayılan ışık ışınları da ısının yayılmasını sağlar. Isının bu şekilde ışık ışınları ile yayılmasına ışıma ile yayılma denir.
- Gazlarda ve boşlukta ısı bu şekilde yayılır.
- Güneşin dünyamızı ısıtması, mikrodalga fırınların yemekleri pişirmesi, elektrikli ısıtıcıların(infrared) odamızı ısıtması bu yolla gerçekleşir.
Isı yalıtımı:
Isı yalıtımının amacı mevcut durumdaki sıcaklığı korumaktır. Genellikle ısı yalıtımının amacı sıcaklığı artırmak olarak bilinse de böyle bir durum söz konusu değildir. Dış ortamdan gelen ısının içeriye girmesine veya dış ortama çıkacak ısının dışarıya çıkmasını engellenerek ortamın sıcaklığının korunması amaçlanır. Bunun için ısı yalıtım malzemeleri kullanılır.
Maddelerde ısı akışını yavaşlatmak için kullanılan malzemelere ısı yalıtım malzemeleri denir. Isı katılarda hızlı, gazlarda ise yavaş yayılır. Bunun için yalıtım malzemesi olarak içerisinde hava boşlukları bulunan malzemeler kullanılır.
Binalarda ısı kaybı en çok pencere ve kapılar, duvarlar, çatılar ve tabanlarda olur. Yalıtım malzemeleri seçilirken kullanılacağı yerlere göre seçilir. Duvarlar için strafor seçilirken, pencereler için çift cam, tabanlar için ahşap parke, çatılar için cam yünü tercih edilir.
Yaygın olarak kullanılan ısı yalıtım malzemeleri:
- Plastik köpük (strafor)
- Ahşap
- Çift cam
- Asbest
- Katran
- Cam yünü
- Silikon yünü
- Taş yünü
Yalıtım malzemeleri seçilirken dikkat edilmesi gereken özellikler:
- Ekonomik olması
- Kullanım ömrü
- Yanma özelliği
- İnsan sağlığına ve çevreye zarar vermemeli
- Çevre şartlarına karşı dirençli
Binalarda Isı Yalıtımı ve Önemi
- Daha az yakı yanacağı için küresel ısınmanın önüne geçilmiş olur.
- Doğa dostudur.
- Yenilenemez enerji kaynakları tüketimi azalır.
- Enerji tüketimindeki düşüşe bağlı olarak yakıt tasarrufu sağlanır.
- Daha az yakıt kullanımı sonucunda hava kirliliği azalır.
- Yazın serin, kışın sıcak ortamlar elde edilir.
- Yapının ömrü uzar.
- Yaşam kalitesi artar.
