Katı Maddedeki Enerji İletim Hızını Etkileyen Değişkenler

Katı Maddelerde Enerji İletim Hızı

Katı maddeler ısıyı iletim yolu ile transfer etmektedirler. Katı maddelerin ısıyı iletmelerine önlemek için bazı tedbirlerin alınması gerekmektedir. Bu tedbirlerden en önemlisi ısı iletim en düşük katı maddeleri kullanmaktır. Eğer ısı iletimi az olsun istiyorsanız ısı iletim hızı en düşük katı maddeyi kullanmanız gerekmektedir. Eğer ısı iletimi çok olsun istiyorsanız ısı iletim hızı en yüksek katı maddeyi kullanmanız gerekmektedir. Örneğin kış aylarından evlerdeki ısı kaybını en aza indirmek için ısı iletim hızı düşük olan katı maddeler ile yalıtım yapmaktır.

Ayrıca bkz: Isı İletim Yolları Nelerdir?

Isı enerjisi her zaman sıcaklığı yüksek olan sistemlerden sıcaklığı düşük olan sistemlere doğru akar. Hem yaz hem de kış mevsimlerinde evlerin soğutulması yada ısıtılması sorunu bu nedenle gerçekleşir. Kış mevsiminde daha sıcak olan evden dışarıya doğru bir ısı akışı gerçekleşir. Yaz mevsimlerinde ise daha sıcak olan dış ortamdan daha soğuk olan iç ortama doğru bir ısı akışı gerçekleşir.

Örneğin ateşi olan bir insana ılık duş aldırmak ya da vücudunu ıslak bezle silmek kişinin vücudundan ısı kaybı gerçekleşmesini sağlamak için yapılır. Bu sayede yani vücuttan ısı kaybı olduğu için vücut ısı düşer yani kişinin ateşe düşmüş olur. Ya da tam tersi bir örnek vermek gerekirse çok soğuk havalarda dışarıda kalan insanların vücudu ısı kaybederek 35 santigrat derecenin altına düşerse hipotermi gerçekleşmiş olur. Uzun süre hipotermide kalan insanlar ise hayati tehlike yaşamaktadır.

Isı İletim Hızı Nelere Bağlıdır?

Katı maddelerdeki ısı iletim hızını etkileyen faktörler vardır. Bu faktörler ısının daha çok yada daha az iletilmesini sağlar. Katı maddelerde ısı iletim hızını etkileyen faktörler şöyledir;

1. Isının iletildiği katı maddenin yüzey alanına
2. Katı maddenin kalınlığına
3. Katı iki yüzey arasındaki sıcaklık farkına
4. Katı maddenin cinsine

1. Yüzey Alanı

Katı maddenin yüzeyinde bulunan tanecik sayı çok olduğu için ve her bir tanecik iletim yaptığı için enerji kaybı hızlı olur. Günlük hayattan örnek vermek gerekirse, aynı boyuta sahip iki odada boyutu büyük olan pencereden daha hızlı ısı kaybı gerçekleşir. Daha büyük evlerin yada daha büyük çatıların yüzeyinden gerçekleşen ısı kaybı daha hızlı olur. Daha soğuk bölgelerde pencerelerin boyutları daha küçüktür.

2. Kalınlık

Isı iletim hızını etkileyen bir diğer özellik ise ortam yada nesnenin kalınlığıdır. Çünkü enerji ortam ya da malzeme boyunca hareket etmekte tanecikten taneciğe aktarılmaktadır. Nesnenin kalınlığı ne kadar fazla olursa ısı iletim hızı da o kadar düşük olur. Evlerin duvarlarının kalın yapılması yada kışın kalın giysiler giyilmesinin nedeni de ısı kaybını en aza indirmektir.

3. Sıcaklık Farkı

İki sistem arasında sıcaklığı yüksek olandan düşük olana doğru ısı aktarımı olur. Sıcaklık farkı ne kadar çok olursa ısı iletim hızı da o kadar fazla olur. Günlük hayatta örnek vermek gerekirse, kış aylarında dışarının sıcaklığı ne kadar düşük olursa evin içinin sıcaklığı da o kadar hızlı azalır. Bu yüzden havalar soğudukça evi ısıtmak için daha fazla ısı enerjisine ihtiyaç duyulur. Dolayısıyla daha fazla doğalgaz, kömür, odun yakılır.

4. Maddenin Cinsi

Yeteri kadar uzun süre aynı ortamda bulunan nesneler ısıl dengeye ulaşır. Bu nedenle ortamdaki nesnelerin sıcaklıkları birbirine eşittir. Aynı odada bulunan metal bir kupa ve ahşap masaya dokunulduğunda sıcaklıkları aynı algılanmaz. Bunun sebebi metalin ısı iletkenliğinin daha iyi olmasıdır. Benzer bir örnek sokaklardaki banklar için verilebilir. Bankların metal vidaları, ahşap oturma bölümünden daha soğuk algılanır. Bir diğer örnek ise yemek yaparken ahşap ya da silikon malzemeden yapılmış kaşıkların metal kaşıklara oranla daha fazla tercih edilmesidir.

Isı İletimi İle İlgili Sorular

Aşağıdaki sorulara cevap verebiliyorsanız koyunu anlamışsınız demektir.

1. Ateşi olan bir insana alık banyo yaptırmak yada vücuduna ıslak bez koymanın enerji iletimiyle nasıl ilişkisi vardır?
2. Hipotermi ile ısı iletimi ilişkisi nasıldır?
3. Kış aylarında evlerin ısı kaybını en aza indirmek için ne yapılabilir?
4. Katı maddelerin ısı iletim hızı nelere bağlıdır? Isı iletim hızını etkileyen değişkenler nelerdir?
5. Katı maddenin yüzey alanı ısı iletim hızını nasıl etkiler?
6. Katı maddenin kalınlığı ısı iletim hızını nasıl etkiler?
7. Katı maddenin sıcaklık farkı ısı iletim hızını nasıl etkiler?
8. Katı maddenin cinsi ısı iletim hızını nasıl etkiler?