Madde ve Isı

Madde ve Isı
Üzerinde yaşadığımız Dünya’da
tüm maddeler katı, sıvı ve gaz
halde bulunur. Daha önce
öğrendiğimiz gibi bu maddeler
hangi halde bulunursa bulunsun,
bunları oluşturan tanecikler
hareket halindedir. Bir maddenin
taneciklerin hareketliliği, yani hareket
enerjisi katı haldeyken en az, gaz
haldeyken en fazladır.
.
1) Isı Yalıtımı
2) Isının Yayılımı
3) Maddenin Tanecikli
Yapısı ve Isı
1) Isı Yalıtımı
• Bütün maddelerin ısı iletkenlikleri farklıdır.
• Isının bir maddedeki yayılma hızı o maddenin iletken
mi yoksa yalıtkan mı olduğunu belirtir.
• Isı enerjisi daima sıcaklığı fazla olan maddelerden
sıcaklığı az olan maddeye doğru yayılır.
1- İletken :
Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Isı
iletkenlerini oluşturan tanecikler arasındaki boşluk
çok azdır ve tanecikler düzenlidir.
• Isı iletkenleri kısa sürede büyük miktarda ısı iletirler.
Metaller (Bakır, alüminyum, demir,…), diğer
maddelere göre ısıyı daha hızlı iletirler ve ısı
iletkenidirler.
2- İletim :
Maddelerdeki ısı akışını hızlandırmak için iletken
malzemeler kullanılmasına iletim denir. İletim
olayında ısıyı iyi ileten iletken malzemeler kullanılır.
• Pişirme amaçlı kullanılan araçlarda ısı iletiminin iyi
olması amaçlanır. Pişirme amaçlı kullanılan toprak ve
seramik kaplarda, toprak ısıyı yavaş iletilmesine
rağmen ısıyı düzgün olarak ilettiği ve pişme kalitesini
arttırdığı için bu kaplar kullanılır
a)Kalorifer tesisatının yapımında ısıyı iyi ileten
malzemeler kullanılır
b) Isı kaynağı olan ocaktan yayılan ısının tenceredeki yemeğe
kısa sürede ulaşması için ısıyı iyi ileten malzemeler kullanılır
3- Yalıtkan :
Isıyı iyi iletemeyen maddelere ısı yalıtkanı denir. Isı
yalıtkanlarını oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok
fazladır ve tanecikler düzensizdir.
Isı yalıtkanları kısa sürede çok az miktarda ısı iletirler. Tahta,
plastik, beton, hava ısı yalıtkanıdır. Plastik köpük, cam yünü,
asbest, çift camlı pencerelerdeki hava boşluğu, termoslardaki
iç ve dış yüzey arasındaki havasız ortam ısı yalıtımı için
kullanılır.
4- Yalıtım :
Maddelerdeki ısı akışını yavaşlatmak için yalıtkan malzemeler
kullanılmasına yalıtım denir.
Maddelerde yalıtımın yapılmasının nedeni bazı maddelerin
bulunduğu ortama göre sıcak, bazılarının da soğuk tutulması
gerektiği içindir.
Yalıtım için kullanılan malzemelerin ortak özelliği bu
malzemelerin yapısında hava bulunmasıdır. Hava iyi bir
yalıtkandır.
Çünkü havayı oluşturan tanecikler arasındaki boşluk miktarı
çok fazladır. Bu nedenle havayı oluşturan tanecikler arasındaki
ısı iletimi çok yavaş olur.
Plastik köpüğün yapısındaki boşluklarda da hava bulunduğu
için plastik köpükte ısı yalıtkan olarak kullanılır ve ısı yalıtımı
sağlanır.
ÖRNEKLER :
1- Kışlık kıyafetlerin, battaniyelerin, bina yalıtım
malzemelerinin içinde hava vardır.
• 2- Cam, plastik, köpük, kağıt, metal bardaklara sıcak çay
konduğunda bir süre sonra bardaklardaki çayların
sıcaklıklarının farklı olmasının nedeni bazı bardakların ısıyı iyi
iletip içindeki çayın ısısının etrafa yayılmasını sağlaması,
bazılarının da ısıyı iyi iletemeyip çayın ısısının bardakta
kalmasını sağlamasıdır. Köpükten yapılan bardakların ısıyı
daha az iletmesinin nedeni köpüğün yapısında hava
boşluklarının bulunması ve ısı aktarımının yavaş
gerçekleşmesidir. Isı aktarımı bu bardakta yavaş olduğu için eli
yakmaz.
• 3- Köpükten yapılan tabakların kullanılması.
5- Vakum :
Bazı yalıtım malzemelerinin içindeki hava boşaltılır. Bu
sayede ısı akışının hava tanecikleri tarafından
gerçekleştirilmesi engellenmiş olur. İçindeki havası
boşaltılmış ortamlara vakum denir. Vakumlanmış
ortamlarda tanecikler boşaltıldığı için ısı aktarımı
gerçekleşmez.
Termosların veya pencerelerde kullanılan çift camların
içindeki hava boşaltılarak (vakumlanarak) ısı yalıtımı
sağlanır.
6- Yalıtım Malzemeleri :
Isı yalıtımını sağlamak için kullanılan malzemelere yalıtım
malzemeleri denir. Yalıtım malzemeleri sayesinde besin
maddeleri istenilen sıcaklıklarda muhafaza edilebilir, suyun
içilme sıcaklığı sağlanır, evlerde ısı yalıtımı sağlanır.
Her yalıtım malzemesinin kullanım amacı farklıdır. Farklı
bölgelerin veya bir bölge içinde farklı yerlerin yalıtımında da
farklı yalıtım malzemeleri kullanılabilir. (Duvarda, pencerede,
soğuk hava depolarında, fırınlarda farklı yalıtım malzemeleri
kullanılır).
İyi bir ısı yalıtımının sağlanması için kullanılacak yalıtım
malzemeleri; ısı akışını yavaşlatmalı, çok yüksek veya çok düşük
sıcaklıklara maruz kaldığında özelliğini kaybetmemelidir.
Günlük hayatta kullanılacak yalıtım malzemeleri;
• Çevreye zarar vermemelidir.
• Ekonomik olmalıdır.
• Hafif olmalıdır.
• Yanmaz olmalıdır.
• Kolay uygulanabilmelidir.
• Zaman için de bozulup çürümemelidir, uzun ömürlü olmalıdır.
• Isı iletkenlik değerinde zamanla değişme olmamalıdır.
• Asit ve asit yağmurlarına karşı dayanıklı olmalıdır.
• Elastik olmalıdır.
• Böcek ve mikroorganizmalar tarafından tahrip edilmemelidir.
• Aşınma ve paslanma yapmamalıdır.
Yalıtım malzemeleri olarak; plastik köpük, ahşap, asbest,
taş yünü, katran, cam yünü ve silikon yünü kullanılır.
(Mineral yünler , cam yünü ve taş yünü, polistiren köpük
levhalar, poliüretan köpük levhalar).
7- Binalarda Isı Yalıtımının Sağlanması :
Isı yalıtımı olmayan binalarda; kışın evin içi sıcaksa ısı akışı
içerden dışarı doğru, yazın evin içi soğuksa ısı akışı dışarıdan
içeri doğrudur.
Binalarda pencere (%25), tavan (çatı) (%25), tavan arası(%20),
taban (kat arası = yer döşemesi) (%15) ve bina girişinde (%25)
ısı yalıtımına ihtiyaç duyulur.
Binalarda ısı yalıtımının sağlanması için;
• Dış cephe duvarlarında,
• Cam ve doğramalarda,
• Çatı ve döşemelerde,
• Tesisat borularında,
• Havalandırma kanallarında,
• Buhar iletim borularında,
• Toprakla temas eden bölümlerde ve katları ayıran
bölümlerde,
• Garaj, depo gibi ısıtılmayan bölümlere bakan
duvarlarda ısı yalıtımı yapılmalıdır.
8- Yalıtım ve Enerji Tüketimi :
Ev ve iş yerlerinde kullanılan yalıtım malzemeleri
sayesinde sağlanan yalıtım, enerji tüketimin azalmasına,
doğal kaynakların ve onların dengesinin korunmasına ve
ülke ekonomisine katkı sağlar.
• Ayrıca ısı yalıtımı sayesinde daha az yakıt madde
yakılacağından atmosfere daha az karbondioksit ve diğer
zararlı gazların yayılmasını sağlar ve bu sayede sera etkisi
azaltılır ve küresel ısınma önlenir.
• Yalıtım sayesinde kışın yakıt malzemeleri (kömür, petrol,
doğal gaz) daha az kullanılır. Yazı ise serinlemek için
elektrikli araçlar kullanılmadan rahatça yaşanabilir.
• Binalarda yapılan yalıtım enerji tasarrufu sağlar. Enerji
tasarrufu sayesinde rahat ve konfordan vazgeçmeden
enerji verimli şekilde kullanmak ve israf etmemektir.