Isı Sıcaklık İlişkisi
1- Madde miktarının sıcaklığa etkisi
Bir etkinlik yapalım
Malzemeler:
- İki adet erlenmayer
- İki adet ispirto ocağı yada ısıtıcı
- İki adet sacayak
- Süre ölçer
- İki adet termometre
- Önce erlenmayerlere farklı miktarda su bırakalım ve ilk sıcaklıkları ölçelim.
- Ardından ispirto ocaklarını yakalım ve sacayakların altına yerleştirelim.
- Son olarak da erlenmayerleri bu sacayakların üzerine bırakıp termometre yardımı ile 15 dakika boyunca sıcaklıkları not alalım.
| Zaman | 250 ml’lik sıvı | 500 ml’lik sıvı |
|---|---|---|
| Başlangıç | 15 0C | 15 0C |
| 5. dakika | 25 0C | 20 0C |
| 10. dakika | 35 0C | 25 0C |
| 15. dakika | 45 0C | 30 0C |
Sıvılar aynı miktarda ısı almalarına rağmen sıvı miktarları farklı olduğu için sıcaklık değişimleri de farklı olacaktır.
Yani farklı madde miktarları aynı sıcaklığa ulaşmak için farklı miktarda ısıya ihtiyaç duyarlar.
2- Isıtma süresinin sıcaklığa etkisi
Bu etkinliğimizde ise miktarları eşit aynı sıvılardan birini 15. dakika, diğerini ise 30 dakika boyunca ısıtalım ve sonucumuzu tabloya yazalım.
| Zaman | Az ısı alan | Çok ısı alan |
|---|---|---|
| Başlangıç | 15 0C | 15 0C |
| 5. dakika | 25 0C | 25 0C |
| 10. dakika | 35 0C | 35 0C |
| 15. dakika | 45 0C | 45 0C |
| 20. dakika | 55 0C | |
| 25. dakika | 65 0C | |
| 30. dakika | 75 0C |
İşlem sonucunda iki ısıtıcıyla eşit sürede ısıtılan sıvının sıcaklık değişiminin daha fazla olduğunu gördük.
Yani ısı miktarı fazla olanın sıcaklık değişimi de fazla olur.
- 1
3- Isıtıcı sayısının sıcaklığa etkisi
Acaba aynı miktarlardaki iki sıvıdan birini tek ısıtıcı, diğerini ise iki ısıtıcıyla eşit süre boyunca ısıtırsak sıcaklık değişimi nasıl olur?
Miktarları ve ilk sıcaklıkları eşit iki sıvıdan birinin altına bir tane, diğerinin altına ise iki tane ispirto ocağı bırakalım ve iki sıvıyı da 10 dakika boyunca ısıtalım.
Elde ettiğimiz verileri tabloya yazalım.
| Zaman | 1 adet ocak | 2 adet ocak |
|---|---|---|
| Başlangıç | 15 0C | 15 0C |
| 5. dakika | 20 0C | 25 0C |
| 10. dakika | 25 0C | 35 0C |
İşlem sonucunda iki ısıtıcıyla eşit sürede ısıtılan sıvının sıcaklık değişiminin daha fazla olduğunu gördük.
Yani ısı miktarı fazla olanın sıcaklık değişimi de fazla olur.
4- Maddenin cinsinin sıcaklığa etkisi
Maddelerin sıcaklık değişimlerinin kütleye, ısıtma süresine ve ısıtıcı sayısına bağlı olduğunu gördük. Peki maddenin cinsi sıcaklık artışını etkiler mi?
Bir etkilik daha yapalım!
Malzemeler
- İki adet ısıtıcı
- İki adet sacayak
- İki adet erlenmayer (veya ısıya dayanıklı iki cam şişe)
- 150 mL su
- 150 mL yağ
- İki adet termometre
- Süre ölçer
Erlenmayerlerden birine 150 mL su, diğerine 150 mL yağ koyalım ve ısıtıcılar üzerine yerleştirelim.
Süreölçeri 5 dakikaya ayarladıktan sonra ısıtıcıları çalıştırıp 5 dakika boyunca sıvıların sıcaklık değişimlerini tabloya not alalım.
| Sıcaklık | Su | Yağ |
| Başlangıç | 20 0C | 20 0C |
| 1. dk. | 21 0C | 28 0C |
| 3. dk. | 25 0C | 44 0C |
| 5. dk. | 30 0C | 72 0C |
Dikkat edilirse suyun aynı süre sonundaki sıcaklık değişimi, yağın sıcaklık değişiminden az oldu.
Yani maddenin cinsi sıcaklık değişiminde etkilidir.
Öz ısı
Bir maddeden 1 g alıp bunun sıcaklığını 1 0C arttırmak için vereceğimiz ısıya öz ısı denir. Birimi j/g.0C veya cal/g.0C’dir.
Öz ısı her saf madde için farklıdır yani maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Bazı maddelerin öz ısı değerleri tabloda verilmiştir.
| Su | 4,18 j/g.0C |
| Yağ | 1,96 j/g.0C |
| Demir | 0,44 j/g.0C |
| Bakır | 0,38 j/g.0C |
| Hidrojen | 0,41 j/g.0C |