Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar Nelerdir?

Günlük hayatımızda ısı ve sıcaklıktan sıklıkla hava durumu veya bazen sıcaklık açısından bahsederiz. Fakat ısı ve sıcaklık arasındaki farkı biliyor muyuz? Herhangi bir nesnenin sıcaklığını veya soğukluğunu ölçmek için ısı ve sıcaklık ölçekleri arasındaki dakika farkını anlamak önemlidir.

Isı ve sıcaklık birbirine bağlıdır, ancak sanılanın aksine aynı anlama gelmezler. Isı ve sıcaklık arasındaki ne gibi farklar olduğunu anlayabilirsek, kafamızdaki birçok sorunun da yanıtını bulmuş olacağız. Bu yazıda, hem ısıyı hem de sıcaklığı tanımlayacağız ve nasıl ilişkili olduklarını ancak aynı olmadıklarını anlayacağız.

Isı ve sıcaklık kavramlarının birbirine karışması, gerçek hayatta ne kadar yakından ilişkili olduklarından kaynaklanmaktadır. Bir şeye ısı eklerseniz, sıcaklığı artar. Sıcaklığı düşürürseniz, ısısını uzaklaştırırsınız.

Isı, bir maddenin moleküllerinin hareketinin toplam enerjisidir, oysa sıcaklık, maddedeki moleküllerin hareketlerinin ortalama enerjisinin ölçüsünü ifade eder. Isı, parçacıkların hızı, parçacıkların boyutu ve parçacıkların sayısı gibi faktörlere bağlıdır.

Sıcaklık ise bu faktörlerden bağımsızdır. Örneğin, bir kap su ile bir kap suyu karşılaştıralım. Kazan ve kaptaki su aynı sıcaklıkta olabilir, ancak kazandaki partiküllerin sayısı nedeniyle kazandaki su, aynı sıcaklıkta olmasına rağmen daha fazla termal enerjiye ve dolayısıyla daha fazla ısıya sahiptir.

Sıcaklık, bir maddenin moleküllerinin sahip olduğu enerjiyle, doğrudan maddenin parçacıklarının sahip olduğu kinetik enerjiyle ilgili bir sayıdır. SI Sıcaklık Birimi Kelvin’dir. Daha önce de söylediğimiz gibi, sıcaklık doğrudan moleküllerin kinetik enerjisiyle ilgilidir, bu nedenle bir maddenin sıcaklığını (Kelvin) iki katına çıkarırsanız, o moleküllerin sahip olduğu ortalama kinetik enerjiyi iki katına çıkarırsınız.

Şimdi ısı ve sıcaklığa daha yakından bakalım. Bir maddeye ısı eklediğinizde ona enerji vermiş olursunuz. Bir maddeyi ısıttığınızda olabilecek iki şey vardır;

Madde, moleküllerin kinetik enerjisindeki artışa karşılık gelen sıcaklıkta bir artışa uğrar. Yani ısı, moleküllere daha hızlı hareket etmeleri için ekstra enerji verir ve hızdaki bu artış, sıcaklıkta bir artış anlamına gelir. Moleküller artık ısı verilmeden öncekinden daha hızlı hareket eder.

Madde ayrıca faz veya halde bir değişikliğe uğrayabilir. Örneğin 100 o C veya 373 o K gibi belirli bir sıcaklıkta, ilave ısının eklenmesiyle su molekülleri buhar halinde ayrılmaya başlar. Faz değişimi olarak da bilinir. Bir bardak suyumuz varsa buna ısı eklenmesi sıcaklığın yükselmesine neden olur. 100 o C’ye kadar yine ısı eklersek, su 100 dereceden sonra buharlaşmaya başlar.

Isının Özellikleri

• Isı bir enerji şeklidir. Termal enerjidir.
• Isı akışı, sıcaklık değişiminin arkasındaki bir nedendir.
• Aynı sıcaklığa sahip iki cisim aynı miktarda ısı içermeyebilir (çünkü ısı kapasiteleri kütleye bağlıdır).
• Isı değiştirilebilir. Bir bedenden diğerine akabilir. Böylece belirli bir vücut belirli miktarda ısıyı serbest bırakabilir veya kazanabilir.
• Belirli bir vücutta bulunan toplam ısı miktarı ölçülemez. Sadece akış veya değişim sırasında ölçülebilir. Böylece ısı kazancı veya kaybı (yani iki cisim arasındaki ısı akışının miktarı) ölçülebilir.
• İki cisim arasında aktarılan ısı miktarı Kalorimetre ile ölçülebilir.
• Isı ölçüm birimi: SI sisteminde Joule (J) veya CGS sisteminde Kalori (Cal).
• Boyutu [ML ² T ^–2 ]’dir.
• Isı, maddenin temel bir özelliği değildir. Bir türetilmiş özelliktir ve birimi de bir türetilmiş birimdir.
• Isı (işe benzer) termodinamik sistemin bir özelliği değildir. Bir akış özelliğidir. Bununla birlikte, ısı kapasiteleri ve özgül ısı kapasiteleri, termodinamik sistemin özellikleridir.
• Isı bir yol fonksiyonudur. Bu nedenle, bir termodinamik sistemin bir durumdan diğerine ulaşmak için izlediği yola dayanır.
• Isının bir cisimden diğerine akıp akmayacağı, cisimlerde bulunan ısı miktarı tarafından yönetilmez.
• Isı kapasiteleri (ısı değil) sistemin kütlesine bağlıdır. Yani bunlar kapsamlı bir özelliktir. Ancak, özgül ısı kapasiteleri yoğun özelliklerdir.

Sıcaklığın Özellikleri

• Sıcaklık bir enerji değildir. Fiziksel bir cismin (veya termodinamik sistemin) termal durumudur. Klasik mekanikte, bir cismin sıcaklığı, karşılık gelen cismin tüm moleküllerinin ortalama kinetik enerjisini gösterir.
• Sıcaklık değişimi, ısı kazanımı veya kaybının sonucu olabilir.
• Aynı ısıya sahip iki cisim aynı sıcaklığa sahip olmayabilir.
• Sıcaklık değiştirilemez. Sadece ısı alışverişi yapılabilir ve ısı transferinin sonucu sıcaklıktaki değişim olabilir.
• Belirli bir cismin sıcaklığı ölçülebilir. Ayrıca sıcaklık akmaz (akabilen sadece ısıdır).
• Bir cismin sıcaklığı Termometre ile ölçülebilir.
• Sıcaklık ölçüm birimi derece santigrat (°C) veya Kelvin (K)’dir.
• Boyutu [θ]’dir.
• Sıcaklık maddenin temel bir özelliğidir. Birimi (Kelvin, K) aynı zamanda bir temel birimdir (veya temel birimdir).
• Sıcaklık, termodinamik sistemin bir özelliğidir.
• Sıcaklık bir nokta fonksiyonudur. Yani sistemin bir durumdan diğerine ulaşmak için izlediği yoldan bağımsızdır. Her termodinamik durum, sabit bir sıcaklık değerine sahiptir.
• İki cisim arasında ısı akışının gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini belirleyen sıcaklıktır. Isı her zaman yüksek sıcaklıktaki bir cisimden düşük sıcaklıktaki bir cisme akar.
• Sıcaklık kütleden bağımsızdır; yani yoğun bir özelliktir.

Isı ve sıcaklık farklarını sizlerle paylaştık. Hem ısı hem de sıcaklık özelliklerini detaylı incelediğinizde farkı anlayacaksınız.