ENERJİ İLETİM YOLLARI VE ENERJİ İLETİM HIZI

Cisimler arasında sıcaklık farkı sebebiyle gerçekleşen enerji aktarımına ısı iletimi denir. Isı iletimi; iletim, konveksiyon ve ışıma yolu ile gerçekleşir.

1. İletim

Metal bir çubuğu görseldeki gibi ateşe tutarsanız metal çubuğun alev içinde kalan kısmı ısınır. Metal çubuktaki atomik titreşimler sayesinde çubuğun elinizle temas eden ve sıcaklığı daha düşük olan ucuna doğru ısı akışı gerçekleşir. Kısa bir süre sonra eliniz sıcaklığın yükseldiğini hisseder. Metal çubuğun iki ucu arasında sıcaklık farkı sıfır olana kadar ısı akışı devam eder.

Isı İletim Hızına Etki Eden Faktörler

Metaller iyi bir ısı iletkenidir. Bakır da demir de metaldir, ancak bakır, demirden daha iyi bir ısı iletkenidir. Aynı şartlarda bakır, demire göre ısıyı daha hızlı iletir. Aynı ortamda bulunan, aynı sıcaklıktaki ahşap ve metal malzemelere dokunduğumuzda metalin ahşaba göre daha soğuk olduğunu hissederiz. Bunun sebebi metalin elimizden ısıyı ahşaba göre daha hızlı çekmesidir. Böylece metale değen elimiz, tahtaya değen elimize göre daha çabuk soğur.

Isı iletkeninin uçlar arasındaki sıcaklık farkı (T2 – T1) arttıkça ısının iletim hızı da artar. Isı iletim hızı; ısı iletkeninin uzunluğu (L) ile ters, kesit alanı (A) ile doğru orantılı olarak değişir.

2. Konveksiyon

Sıvı veya gaz hâldeki akışkan maddelerin sıcaklıkları farklı kısımlarının karşılaşması sonucunda ısının, akışkanın bir kısmından diğer kısmına aktarılması olayına konveksiyon denir.

Yukarıdaki görselde kalorifer peteği tarafından ısıtılan bir ona görülmektedir. Kazan dairesinde ısıtılan su, bir pompa aracılığıyla kalorifer peteğine iletilir (Zorlanmış konveksiyon). Isınan kalorifer peteği, odanın alt seviyesindeki havayı ısıtır. Isınan hava yükselir ve yukarıdaki soğuk hava ile yer değiştirir (doğal konveksiyon).

3. Işıma

Bütün cisimler moleküllerinin titreşimi sayesinde ışıma yaparak enerji yayar. Güneş ile Dünya arasında maddesel bir ortam olmadığı hâlde Güneş’in Dünya’yı ısıtması, ışıma yoluyla gerçekleşir. Maddesel bir ortama gerek olmadan ısı kaynağından ısı dalgalarının yayılması yoluyla gerçekleşen ısı aktarımına ışıma yoluyla ısı aktarımı denir.

Isı Yalıtımı

Maddeler arasında ısı aktarımını engellemek için yapılan işleme ısı yalıtımı denir. Isı yalıtımında ısı iletimi kötü olan; cam yünü, asbest, ahşap, taş yünü ve katran gibi maddeler kullanılır. Bu maddelere ısı yalıtkanı denir. Binaların pencerelerinde kullanılan çift camlarda iki cam arasında kalan hava, ısı yalıtkanıdır ve ısı aktarımını en düşük seviyede gerçekleştirir.

Benzer şekilde kuşlar tüylerini kabartarak tüylerinin arasını hava ile doldurarak ısı yalıtımı yapar. Isı yalıtımı; enerji tasarrufu sağlar, atmosfere daha az zararlı madde salınımı sağlar ve verimliliği artırır.

Küresel Isınma

Atmosferde bulunan gazların, atmosfere gelen ışınların bir kısmını tutması olayına sera etkisi denir. Atmosfere salınan gazlar, özellikle de karbon içeren gazlar atmosferde sera etkisi yaratır. Atmosferde biriken yenilenemez enerji kaynaklarının atıkları, sera etkisini artırarak atmosferin normalden fazla ısınmasına sebep olur. Atmosferin normalden fazla ısınmasına küresel ısınma denir.

Küresel ısınma; kutuplardaki buzulların erimesi, kasırga ve sel gibi felaketler, kuraklık ve çölleşme, asit yağmurları gibi olaylara sebep olur.