Isı enerjisi, bir maddeden başka bir maddeye bir yerden başka bir yere üç farklı yolla transfer olur: İletim yoluyla, konveksiyon (dolanım) yoluyla ve ışıma yoluyla.

İletim: Metal çubuğun bir ucu ateşe tutulursa, bir süre sonra elimizle tuttuğu muz, ateşe doğrudan temas etmeyen ucunun da sıcaklığının arttığını hissederiz. Elimize ulaşan enerji iletim yoluyla yayılmaktadır.

Isı iletimi tüm cisimlerde, moleküllerin çarpışmasıyla gerçekleşir. Yukarıdaki şekilde de görüldüğü gibi, ısı kaynağına yakın olan moleküllerin kinetik enerjisi artar, kinetik enerjisi artan moleküller, kinetik enerjisi daha düşük komşu moleküllere çarparak onlara enerji aktarır ve bu enerji akışı cisim boyunca devam eder.

Metallerin ısıyı iyi iletmelerinin sebebi nedir?

Metal atomları modeli:

Metallerin yapısında, atom çekirdeğine çok sıkı sıkıya bağlı olmayan elektronlar vardır (serbest elektron olarak adlandırılırlar). Metalin ısıtılmasıyla bu elektronlar hızlanır ve metalin içinde rastgele hareket ederken atomlara çarpar ve atomların kinetik enerjisini artırır. Bundan dolayı metallerin ısı iletim hızı büyüktür.

Isı iletim hızı nelere bağlıdır?

Isının, bir noktadan başka bir noktaya iletiminin olabilmesi için, bu iki noktanın sıcaklıkları farklı olmalıdır.

• Deneysel olarak, iki nokta arasındaki enerji transfer hızının, iki nokta arasındaki sıcaklık farkıyla doğru orantılı olduğu bulunmuştur.

(Bu modellemede bağımsız değişken yüzeylerin sıcaklığıdır)

ŞekiI-1’de yüzeyler arasında sıcaklık farkı olmadığı için ısı iletimi yoktur. Şekil-2’de yüzeyler arasında sıcaklık farkı olduğu için ısı iletimi olur. Şekil-3’te yüzeyler arasındaki sıcaklık farkı, şekil-2’dekinin iki katı olduğu için ısı iletim hızı da şekil-2 dekinin iki katıdır.

• İki nokta arasındaki uzaklıkla ters orantılıdır. İki nokta arasındaki mesafe ne kadar büyükse ısı iletim hızı o kadar düşüktür.

(Bu modellemede bağımsız değişken yüzeyler arasındaki mesafedir.)

Şekil-1 ‘de yüzeyler arasındaki mesafe daha kısa olduğu için ısı iletim hızı daha yüksektir. Şekil-1’de ki iletim hızı şekil-2’deki iletim hızının üç katıdır.

• Isı iletim hızı sıcaklıkları farklı olan yüzeylerin alanıyla doğru orantılıdır.

Bu modellemede bağımsız değişken iletkenin kesit alanıdır.
İletkenin kesit alanı şekil-2’deki gibi iki katına çıkartılırsa ısı iletim hızı iki katına çıkar.

• Isı iletim hızı, maddenin cinsine bağlı olarak da değişir.

Şekildeki deneyde, çubuklar soğukken mum ile kaplanıyor ve birleşim noktalarından ısıtılıyor. Bir süre sonra bakır çubuğun üzerindeki mumun daha çok eridiği gözlemleniyor. O halde maddelerin ısı iletim hızlarının cinslerine bağlı olduğu sonucuna ulaşılır.

Konveksiyon

Işıma (Radyasyon)

Sıcaklığı mutlak sıfırın (DK) üzerindeki cisimler ışıma yaparak enerji kaybederler. Cisimlerin yaptıkları ışıma genelde kızıl ötesi ışımalardır (gözle görülemeyen düşük enerjili ışınlar). Cismin yüzey sıcaklığı arttıkça yaptığı ışımanın şiddeti ve enerjisi de artar. Cisimler, yeterli sıcaklığa ulaştıklarında görünür bölge ışımaları yapmaya başlarlar. Güneş, ısı enerjisi ve ışık kaynağıdır ve ısı enerjisini çevresine ışıma yoluyla yayar.

Isı enerjisinin, maddesel ortam olmadan bir yerden başka bir yere elektromanyetik dalgalarla transfer olmasına, ısı enerjisinin ışıma yoluyla yayılması denir. 

Enerji Tasarrufu ve Yalıtım

Küresel Isınma ve Sera Etkisi

Son yıllarda, Dünya üzerinde yapılan ölçümler, hava, kara ve deniz sıcaklıklarının ortalama değerlerinin önceki yıllara göre arttığını göstermektedir. Ortalama sıcaklıklardaki bu artışa küresel ısınma denir. Küresel ısınmanın ana sebeplerinden biri insanların doğaya verdikleri zararlardır. Kullandığımız, fosil yakıtlardan çıkan sera gazları, kişisel bakım Ürünleri, parfüm ve deodorant küresel ısınmayı tetiklemektedir. Bunların yanında güneşte meydana gelen periyodik olaylar da (patlama gibi) küresel ısınmaya sebep olmaktadır.

Küresel ısınma,

• Dünya üzerinde iklim değişikliğine,
• Buzulların erimesine,
• Canlı türlerinin yok olmasına (özellik deniz canlılarının),
• Deniz seviyesinin yükselmesi sonucu içme suyu sıkıntısına,
• Tarımsal kuraklığa, ve bunlar gibi, yaşamımızı doğrudan etkileyen olaylara neden olmaktadır.

Küresel ısınmayı engellemek için alınabilecek bireysel önlemlerden bazıları,

• Standart ampulünüzü tasarruf ampulü ile değiştirin ve bir yıldaki karbondioksit salınımını 75 kg azaltın.
• Toplu taşıma araçları kullanın, yürüme mesafelerine yürüyerek gidin.
• otomobillerin hava ve yakıt filtrelerini temiz tutun.
• Geri dönüşüme mutlaka önem gösterin.
• Daha az sıcak su kullanarak enerji kullanımını azaltın.
• Elektronik cihazlarınızı (televizyon, müzik çalar gibi) tamamen kapatın (kapama düğmesinden ya da fişten çekin)
• Her yıl mutlaka ağaç dikin.
• Parfüm ve deodorant kullanımınızı azaltın.

yukarıdaki gibidir.

Enerji İletim Hızı

Çözümlü Örnek Test Soruları

Soru 1:
Bir metal çubuğun bir ucu ısıtıldığında, ısı diğer uca doğru yayılmaktadır. Bu enerji iletim yolu aşağıdakilerden hangisidir?

A) Konveksiyon
B) Işıma
C) İletim
D) Kırılma

Çözüm: Metal çubuklarda ısı, moleküller arası doğrudan temasla iletilir. Bu süreç, iletim yoluyla gerçekleşir.
Cevap: C) İletim

Soru 2:
Güneş enerjisi, Dünya’ya hangi yolla ulaşır?

A) Konveksiyon
B) İletim
C) Işıma
D) Kinetik Enerji

Çözüm: Güneş enerjisi, boşlukta elektromanyetik dalgalar yoluyla yayılır. Bu enerji iletim yolu ışıma (radyasyon) olarak adlandırılır.
Cevap: C) Işıma

Soru 3:
Aşağıdakilerden hangisi bir sıvının enerji iletim yolu ile ısınması örneğidir?

A) Kalorifer peteği ile odanın ısınması
B) Güneş enerjisinin Dünya’ya ulaşması
C) Çay bardağındaki çayın soğuması
D) Elin sobaya dokunduğunda ısınması

Çözüm: Sıvıların ısınmasında genellikle konveksiyon (taşınım) yolu kullanılır. Bu örnekte, kalorifer peteği ile ısınan hava odanın içinde konveksiyon yoluyla yayılır.
Cevap: A) Kalorifer peteği ile odanın ısınması

Soru 4:
Bir metal kaşığın bir ucu ateşe tutulduğunda diğer ucunun da ısınmasının nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

A) Işıma
B) Konveksiyon
C) İletim
D) Dönüşüm

Çözüm: Isı, metal kaşık boyunca iletim yoluyla yayılır. Metalin atomları titreşir ve bu titreşim enerjiyi diğer uca aktarır.
Cevap: C) İletim

Soru 5:
Aşağıdakilerden hangisi ışıma yoluyla enerji iletimine örnektir?

A) Sıcak suyun bir bardağın alt kısmını ısıtması
B) Güneş ışığının cildimizi ısıtması
C) Sıcak hava akımlarının odada dolaşması
D) Metal bir yüzeye dokunulduğunda elin ısınması

Çözüm: Güneş ışınları boşlukta hareket ederek Dünya’ya ulaşır ve cildi doğrudan ışıma yoluyla ısıtır.
Cevap: B) Güneş ışığının cildimizi ısıtması

Soru 6:
Bir sıvının içinde enerji hangi yolla taşınır?

A) Konveksiyon
B) İletim
C) Işıma
D) Yayılma

Çözüm: Sıvılar, konveksiyon yoluyla ısıyı taşır. Sıcak sıvı yükselirken soğuk sıvı alçalır ve bu döngü oluşur.
Cevap: A) Konveksiyon

Soru 7:
Aşağıdaki maddelerden hangisi en hızlı enerji iletme özelliğine sahiptir?

A) Cam
B) Su
C) Bakır
D) Plastik

Çözüm: Bakır, yüksek ısı iletkenlik katsayısına sahip olduğu için ısıyı en hızlı ileten maddedir.
Cevap: C) Bakır

Soru 8:
Bir odadaki sıcak hava kaloriferden yayılarak tüm odayı ısıtmaktadır. Bu durum hangi enerji iletim yolu ile gerçekleşir?

A) Işıma
B) İletim
C) Konveksiyon
D) Kırılma

Çözüm: Isıtılan hava yükselir, soğuk hava aşağıda kalır ve bu dolaşım konveksiyon yoluyla oluşur.
Cevap: C) Konveksiyon

Soru 9:
Bir insanın ateş başında oturup ısınması sırasında ısının iletim yolu aşağıdakilerden hangisidir?

A) Konveksiyon
B) İletim
C) Işıma
D) Manyetik

Çözüm: Ateşten yayılan ısı, boşlukta ışıma yoluyla insana ulaşır.
Cevap: C) Işıma

Soru 10:
Bir metal çubuğun iki ucu arasında ısı farkı oluşturulduğunda, enerji iletim hızı hangi faktörlere bağlıdır?

A) Sadece sıcaklık farkına
B) Metalin uzunluğuna
C) Sıcaklık farkı, metalin kalınlığı ve iletkenlik katsayısına
D) Sadece metalin cinsine

Çözüm: Isı iletim hızı sıcaklık farkı, metalin kalınlığı ve iletkenlik katsayısına bağlıdır. Bu faktörler enerji aktarımını doğrudan etkiler.
Cevap: C) Sıcaklık farkı, metalin kalınlığı ve iletkenlik katsayısına