FizikKimyaTermodinamik

Özgül Isı (Öz Isı, Isınma Isısı) Nedir ?

0
Özgül ısı

Geceleri neden denizler karalardan sıcak olur ? Metaller neden her zaman çabuk ısınır ve çabuk soğur ? İşte bu soruların cevapları özgül ısı veya öz ısıda gizli gelin hep beraber bu kavramı inceleyelim.

Özgül Isı (Öz Isı) Tanımı ve Özellikleri

Birbirinden farklı materyallerin sıcaklıklarını 1 derece arttırmak için farklı miktarlarda ısı enerjisi uygulamak gerekir. Örneğin 1 kg demirin sıcaklığını 20 dereceden 30 dereceye kadar çıkarmak için 4.5 kJ miktarında bir ısı enerjisi gereklidir. Öte yandan 1 kg suyun sıcaklığını 10 derece arttırmak isterseniz 41.8 kJ’lük bir ısı enerjisine ihtiyacınız vardır.

Özgül ısı
Suyun özgül ısısı doğadaki birçok maddeden yüksektir

Bunun nedeni de suyun enerji depolama kapasitesi demire göre oldukça yüksek, demirin ısı iletkenliği de suya göre oldukça yüksektir. Yani bir maddenin sıcaklığını arttırabilmek için önce o maddenin ısı depolama kapasitesinden daha fazla enerji uygulamanız gerekmektedir. Kısacası maddelerin enerji depolama kapasitesini belirten kavrama özgül ısı, öz ısı veya ısınma ısısı denir.

İlgini Çekebilir  Dizel Çevrimi Nedir ? Dizel Motorlar Nasıl Çalışır ?

Özgül Isı (Öz Isı) Birimi

Özgül ısı ya da öz ısı, bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığının 1 derece arttırılması için gerekli enerji olarak tanımlanabilir. Öz ısı için genellikle kullanılan birimler; kj/ (kg. °C) , kj / (kg.K)’dir. Bu iki birim aynıdır çünkü öz ısı sıcaklık farkına bağlıdır ve ΔT = ΔK olduğundan bu birimler arasında bir fark yoktur. Öz ısı bazen mol miktarı ile belirtilebilir o zamanda birimi kJ/kmol.°C veya kJ/kmol.K’dir.

Özgül Isı Formülü

Öz ısı birimine baktığımız zaman enerji, kütle ve sıcaklığa göre değiştiğini görürüz. Termodinamik ve ısı transferinde sıkça kullanılan termal enerji denklemiyle öz ısı formülü türetilebilir.

Q = m . c . ΔT

  • Q = Termal Enerji (J)
  • m = Kütle (kg)
  • c = Öz ısı (kj/ kg.°C , kj/kg.K)
  • ΔT = Sıcaklık Farkı (°C ,K)

Öz ısı formülü de aşağıdaki gibi olur.

c = Q / m.ΔT

Sabit Hacimde ve Basınçta Özgül Isı

Özgül ısı; enerji, kütle ve sıcaklığa bağlı bir değişkendir. Termodinamikten aşina olduğumuz iki tür öz ısı vardır. Bunlar; sabit basınçta öz ısı CP ve sabit hacimde öz ısı CV .

İlgini Çekebilir  Termodinamik Nedir? Nerelerde Kullanılır ?

Sabit hacimde öz ısı CV , maddenin birim kütlesinin sabit hacimde 1 derece yükseltilmesi için gerekli enerji olarak tanımlanabilir. Aynı işlem sabit basınç altında yapılırsa da gerekli enerji sabit basınçta öz ısı CP olur.
CP her zaman CV ‘den büyük olur. Çünkü sabit basınçta yapılan iş daha fazla enerji gerektirir.

Isı İletkenliği ve Özgül Isı

Her maddenin kendisine göre enerji depolama kapasitesi vardır. Bilindiği gibi metaller çabuk ısınır ve çabuk soğur. Bir metali ısıtmak için çok fazla bir enerji sarf etmeniz gerekmez bunun nedeni ise ısı iletkenliklerinin yüksek olmasıdır. Bu yüzden de ısıyı uzun süre tutamazlar ve özgül ısıları düşüktür. Su da ise bu durum tam tersidir. Su, metallere göre geç ısınır ve geç soğur. Suyun ısıl iletkenliği de düşüktür ancak metallere göre özgül ısısı yüksektir.Kısacası ısı iletkenliği ile özgül ısı ters orantılıdır.

Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin özgül ısı ve ısıl iletkenlik değerlerini görebilirsiniz.

Bazı Maddelerin Öz Isı ve Isı İletkenlik Katsayı Değerleri

Madde  Öz Isı
( kj / kg.°C )
Isı İletkenlik Katsayısı
(W/m.°C)
Su4.180.6
Hava1.0460.024
Demir0.4580.2
Bakır0.38401
Alüminyum0.9237
Civa0.1388.54
Gümüş0.236429
Altın0.13317
Elmas0.52300
Tahta1.6740.13
Cam0.830.78
İlgini Çekebilir  Kaliforniyum Nedir? Kaliforniyum Nerelerde Kullanılır?

Yukarıdaki tablodan da görüldüğü üzere ısı iletkenliği yüksek olan maddelerin öz ısıları düşük, özgül ısı değerleri yüksek olanların da ısıl iletkenlik katsayıları düşüktür.

Emre LEBLEBİCİOĞLU
Emre LEBLEBİCİOĞLU, 1993 yılının Ekim ayında Adana'nın Seyhan ilçesinde doğdu. İlk,orta ve lise öğrenimini burada tamamladı. 2011 yılında Karabük Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği bölümünü kazandı. 2012 yılında ise yine aynı üniversite de Mekatronik Mühendisliğinde çift anadala başladı. 2014 yılının ilk döneminde erasmus programı kapsamında Bükreş Politeknik Üniversitesi'nde eğitim aldı. 2015 yılında haziran ayında Enerji Sistemleri Mühendisliğinden, ağustos ayı sonunda ise Mekatronik Mühendisliğinden mezun oldu. Mezuniyetten sonra ise yaklaşık 2 yıl solar enerji sektöründe faaliyet gösterdi. Askerlik vazifesini de yedek subay olarak tamamladı. Şuan da ise Marmara Üniversitesi İngilizce Makine Mühendisliği bölümünde tezli yüksek lisans yapmaktadır.

2018 Yılına Damga Vuran En İyi Akıllı Telefonlar

Önceki Yazı

Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevrimi

Sonraki Yazı

Bunları da beğenebilirsiniz

Yorum

Cevap Yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Bu konuda daha fazla Fizik