Isı Nedir? Termodinamiğin en mühim kavramlarından birisi de ısıdır. Isı, belli başlı sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha az sıcakl...
Isı Nedir?
Termodinamiğin en mühim kavramlarından birisi de ısıdır. Isı, belli başlı sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha az sıcaklıktaki bir sisteme, ısı farkı sebebiyle aktarma edilen enerjidir. Isı da iş şeklinde bir enerji aktarma biçimidir. Isı ve iş hiçbir cisimde depo edilemez, fakat sistem sınırlarında ve geçiş halinde iken belirlenebilir. Her ikisi de birer eğri fonksiyonudurlar. Bir başka deyişle, ısı ve iş geçiş halindeki enerjilerdir.
Isı birimi iş birimi ile aynıdır, şu demek oluyor ki joule (J) dür. Eski bir alışkanlık olarak calorie (cal) de kullanılmaktadır. 1 calorie, 1gram suyun sıcaklığını 14,5°C 'den 15,5°C 'ye yükseltmek için lüzumlu olan ısı miktarıdır. 1 calorie = 4,187 joule dür.
Isı ve Özgül Isı
Bir maddenin sıcaklığını değiştirebilmek için lüzumlu ısı; kütlesine, cinsine ve ısı farkına bağımlıdır. Daha büyük kütleyi ısıtmak için, daha çok ısı gereklidir. Mesela, aynı ortam koşullarında, 2 kilogram suyu kaynama sıcaklığına kadar ısıtmak için lüzumlu olan ısı, 1 kilogram suyu kaynama sıcaklığına kadar ısıtmak için lüzumlu olan ısının iki katıdır.
Değişik maddelerin sıcaklığını aynı oranda çoğaltmak için, değişik miktarlarda ısı gerekmektedir. Mesela, tazyik, ısı ve kütleleri eşit olan hava ve hidrojeni, aynı değerdeki daha yüksek bir sıcaklığa ısıtmak için, hidrojenin gerektirdiği ısı miktarı, havanın gerektirdiği ısının ortalama 14 katıdır. Bir maddenin özgül ısısı, o maddenin 1 kilogram ‘lık hacminin sıcaklığını 1 K çoğaltmak için lüzumlu ısıdır. Gazların ısıtılması söz mevzusu olduğunda, iki değişik vaziyet mevcuttur.
Bu tür durumlar:
Durağan hacimde ısıtma ve
Durağan basınçta ısıtmadır.
Durağan hacimde ısıtma esnasında gazın sıcaklığı ve basıncı çoğalmaktadır. Mesela, kuramsal otto çevriminde silindirdeki gazlara ısının verilmesi durağan hacimde olmaktadır. Durağan hacimde ısıtmanın özgül ısısı CV sembolü ile gösterilir ve ideal kuru havanın CV kıymeti, ortalama olarak 0,717 kJ/kgK dir.
Durağan basınçta ısıtma esnasında gazın sıcaklığı ve hacmi artmakta, gazın genişlemesiyle iş yapılmaktadır. Mesela, kuramsal diesel çevriminde silindirdeki gazlara ısının verilmesi ve ön genişleme durağan basınçta olmaktadır. Durağan basınçta ısıtmanın özgül ısısı CP sembolü ile gösterilir ve ideal kuru havanın CP kıymeti, ortalama olarak 1,004 kJ/kgK dir.
Herhangi bir maddenin sıcaklığını daha çok çoğaltmak için, tabii olarak, daha çok ısıtmak gerekir. Mesela, 20°C sıcaklıktaki suyu 60°C sıcaklığa kadar ısıtmak için lüzumlu olan ısı, 40°C sıcaklığa kadar ısıtmak için lüzumlu olan ısının iki katıdır.
YORUMLAR