Isının yayılma yolları ( İletim, konveksiyon ve ışıma)

12 Kasım 2012 Pazartesi

Isının yayılma yolları, iletim yoluyla, ışıma yoluyla, konveksiyon yoluyla 

a. İletim yoluyla yayılma

Demir bir çubukla yanan bir sobanın içini karıştırdığınızı düşünün ya da bir tencereyi yanan bir ocağın üstüne bıraktığınızı düşünün. Kısa bir süre sonra metal çubuğun soba içindeki ateşe değen kısmından yayılan ısının çubuğun öbür ucuna ulaştığını ve elimizi yaktığını hissederiz. Kalorifer peteğinden yayılan ısının zamanla odanın bütün noktalarına yayıldığını farkederiz. Bir kova dolusu suyun içine bırakılan elektrik ısıtıcısından yayılan ısının zamanla kovadaki suyun her yerine yayıldığını görürüz. Örneklerden de anlaşılacağı gibi katı, sıvı ve gaz hâlindeki maddeler ısıyı iletirler.

Isının iletimle yayılmasında ısınan tanecikler yer değiştirmez, yanındaki taneciklere çarparak hızlanmalarına neden olur. Böylece bu çarpışma yayılarak cismin diğer tarafına kadar ulaşır. Sonuçta ısı tanecikler arasında aktarılmış olur. Yani yayılan şey, ısınan bölgelerdeki taneciklerde görülen titreşimin kendisidir. Daha hızlı titreşim hareketi, ulaştığı bölgenin sıcaklığını arttırır. Bu da ısının bu bölgeye iletilmesi demektir.

 

Bütün cisimler ısıyı aynı hızda iletmezler. Farklı cisimler ısıyı farklı hızda iletirler.

Isının iletim yoluyla yayılmasına elverişli olan maddeler, katı maddelerdir. Özellikle

metaller ısıyı daha kolay iletirler. Fakat metalin cinsine göre de ısı iletim hızı değişir.

b. Konveksiyon yoluyla yayılma

Sıvılar ve gazlar kolay hareket edebilen akışkan maddelerdir. Isınan maddelerin hacmi arttığı için yoğunluğu azaIır. Yoğunlukları azalan sıvı ve gaz molekülleri yukarı doğru hareket ederler. Sıvıyı meydana getiren moleküller arasındaki uzaklık katılara göre fazladır. Bu nedenle sıvılar ısıyı iyi iletmezler. Sıvılarda ısı, iletim yoluyla değil konveksiyon (Isınan maddenin hareketi ) yoluyla yayılır. Bir kap içerisinde ısınan sıvı yukarı çıkarken onun yerini soğuk sıvı alır ve sıvının tamamı ısınmış olur.

 

Aynı şekilde soba veya kalorifer yanan bir odada, ısınan hava yükselir. Isınıp yükselen havanın yerine soğuk hava gelir. Böylece tüm oda ısınır. Isının sıvı ve gazlarda bu şekilde yayılmasına konveksiyon ( madde akımı ) ile yayılma denir.

 

c. Işıma yoluyla yayılma

Kışın güneşli günlerde, dışarıda sıcaklık sıfırın altında iken güney yönünde olan ve iyi güneş alan evlerin içinin ısındığını, yine soğuk bir kış gününde, güneş altında kalan bir arabanın camları ve kaportası soğuk iken içinin ısındığını fark etmişsinizdir. Isı enerjisinin taşınmasında bir diğer yol da ışımadır. Güneşin ışığı ve ısısı bize tanecik hareketleri veya konveksiyon yoluyla ulaşamaz. Çünkü uzayda madde yoktur. Uzay bir boşluktan oluşmaktadır ve enerjiyi Güneş’ten Dünya’ya taşıyacak bir ortam bulunmamaktadır. Güneş’ten Dünya’mıza ışık ve ısı doğrudan ışın demetleri olarak gelmektedir. Bu tür ısı hareketine ışıma adı verilir. Güneş enerjisi Dünya’mıza ulaştığında, çevrede bulunan çeşitli cisimlere çarpar. Bazı cisimler güneş ışınlarını soğurur (yutar) bazı cisimler ise geri yansıtırlar. Güneş ışınlarını soğuran cisimler ışını ısı enerjisine çevirirler. Koyu renkli ve pürüzlü yüzeyler güneş ışınlarını soğururken açık renkli, parlak ve pürüzsüz yüzeyli cisimler güneş ışınlarını yansıtırlar. Kaynaktan çıkan ısı enerjisi etrafa görünür veya görünmez ışınlarla da yayılabilir. Isının bu şekilde yayılmasına ışıma ile yayılma denir.

Maddelerin ışınları tutup ısıya dönüştürmeleri olayına “soğurma” denir. Maddelerin ışınları tutmayıp ısıya dönüştürmeden uzaklaştırmasına “yansıtma” denir.

Yazları açık renkli, kışın koyu renkli elbiselerin tercih edilmesi renklerin ışığı yansıtması ile ilgilidir. Güneş ışınlarını aynı açıyla alan farklı cisimlerin sıcaklıklarını kontrol edin. Taş, toprak, metal vb. cisimlere elinizi değdirin. Farklı renklere boyanmış binaların duvarlarına dokunun. Aynı şartlar altında hepsinin farklı sıcaklıklarda olduğunu görürsünüz. Bunun nedeni cisimlerin ışığı soğurma ya da yansıtmaları ile ilgilidir.