Katalog

FlZİK Isısıcaklık farkını biliyor musunuz? TRT dahil her yerde sık sık karıştırılan bu ikl kavramı birbirinden ayırmak, bilim tarihlnde de sorun olmuştu. Doçent ömur Akyüz Boğazlçl Ünlverslteal Flzlk Bölümü nı ona ıstedığınız kadar enerjı (ısı) verın değıştıremezslniz Aynı durum kaynamakta olan suyun sıcaklığı ıçın de geçerlıdır Zaten kullandığımız sıcaklık derecesı standardımn tamamlanabılmesı bu değışmezlıkler sayesınde olmuştur Buzun erımeye başladığı noktaya 0°C, suyun kaynamaya başladığı noktaya da 1fJ0° C dıyoruz Bu aralığı aşmak ıçın bır kılogram suya verılmek gereken enerjı (ısı) mıktarı 100 000 kalorı (yahut besı değerı vb) ölçerken kullanılan bırımle, 100 Kalorı (buyuk harfe dıkkat') olarak ölçulur Bu mıktarın modern enerjı bırımlerı cınsınden karşılığı 418 000 Jul (veya 0 116 kılowatt/saat)dur Son anlattıklarımız sıcaklığın sebebını ısı olarak göstererek, sankı başlangıçta soyledıklerımızın tersını ortaya koydu Bır farkla şu ana kadar ısı olarak aktarılan enerjının nasıl alınıp verildığıni söylemedik Genellıkle uç turlu 1) ikl cısmı bırbırıne surterek, toplam hareket enerjılerının, yuzeylerdekı molekullerının çarpışmaları aracılığı Ile (elektrıkle ısıtmak da bu ture gırer) dığer molekullere aktarılması, 2) Yanan bır cısımden çıkan artık enerjının. yanı molekullerın ıçlerınde hapıs olan enerjının kımyasal tepkımeler sonucu, tepkımeden çıkan molekullerın hareket enerjılerı halıne gelerek çevrelerıne gıdıp çarpmalarıyla aktarılması, 3) Sıcaklıkları farklı ıkı cısmın yan yana gotırılmesı llk ıkı durum aktıf ısıtma, yanı ısı verme surecı olup ısı uretımı bır dış kaynaktan gelen enerjıye bağlı olduğundan sıcaklık farkıyla ılgısı yoktur (Yahut dış kaynağı çok yuksek sıcaklıkta ve çok buyuk bır cısım olarak duşunmelıyız) Son durum ıse başta sözunu ettıgımız olguyu anlatan sureçtır Buna ıstersenız pasıf ısıtma dıyelım Ama bu bıze ılgınç bır doğa yasasını öğretır "Kendı hallerıne bırakıldıklarında, bu ıkı cısım enerjı ahşverışlerını yalnız bır yönde yaparlar " Mekanık ve dığer fızık kural ve yasaları bakımından ısının, soğuk (yanı sıcaklığı duşuk) cısımden, sıcak (yanı sıcaklığı yuksek) olana aktarılması yasak değıldır Ancak adına "Termodlnamiğln Iklncl llkesl" denılen doğa yasası, çok sayıda cısmın enerjı paylaşması soz konusu olduğunda, daıma ortalama enerjılerı eşıtleme yönundedır İşte bu sebeple ısı hep sıcaklığı yanı ortalama molekul enerjısı yuksek olan cısımden, duşuk olanına doğru "akar". ta kı 9şıtlık sağlanıncaya dek Istersenız bu durumu unlu bıleşık kaplar ılkesıne benzetın Yukarıdakı "bilımsel" açıklamalar sızlere ne dedı, ne kadarını anladığınızı sandınız ya da anlamanıza ne kadar yardımcı olabıldım bılmlyorum, ama aklınızda kalmasını ıstedığım ve de herkesı uyarmanızı bekledığım şey şu Duşunun, eğer vucudunuzla hıssettığınız bır duyguyla ılgılıyse ve derece ıle ölçuluyor sa adı sıcaklıktır. Isı ıse bunu değıştıren veya değıştırmeye uğraşan enerjı alışverışıdır Hava ısınır, fakat sıcaklık yukselır Hava soğur, bu onun sıcaklığının duşmesıdır Aynı şeyler su ıçın de her şey ıçın de geçerlıdır Ama ısının da hatın kalmasın Kalın gıyınerek, vucudumuzu bellı bır sıcaklıkta tutmak amacıyla, uretılen /s;'nın dışarı yanı, sıcaklığı daha duşuk olan çevreye kaçmasını engellerız Gıyınıp soyunarak, vucut ısımızın çevreye kaybolma hızını ve dolayısıyla vucut sıcaklığımızın duzeyınl kontrol ederız. U lbert Eınsteın ve Leopold Infeld "Fiziğin Evriml" adlı kıtaplarında "Bu ıkı kavramı (ısı ve sıcaklık) birbirinden ayırtetmek, bılım tarıhınde ınanılmayacak kadar uzun bır zaman almıştır demekteler Bu ayrım, yapılalı yuTyılı aşmış olmasına rağmen konusma dlllne henuz glremedl. Konuşma dılı bır yana, cıddı olması gerekh yerlere bıle gırememış görunuyor Gazeteler spor yazarları başta, neredeyse ıkısını bırbırlerı yerıne kullanmakta yarışıyorlar, TRT de bunun yegâne doğru kullanıcıları (Allahtan), hava durumunu bıldırenler, hele bılımsel programları çevıren ya da yazanlar hayatlarında böyle bır fark olduğunu sankı hıç duymamışlar, reklamcılar ha Keza ' Her ısı derecesınde1" Butun bunların son on beş yıl ıçınde doğrudan mektup yazarak ılgılılere, bır ıkı yazıyla da kamuoyuna, bır ölçude duyurmaya çalıştım Olmadı 0 kadar olmadı kı elınîzdekı bu dergının 40 sayısında bır yazı ("Dış Sağlığı', s 17) sıcaklık" kullanılmak gerekh yerde rahat rahat "ısı" demekteydı Bu kadar gırış ve kınama yeter Açıklamaya geçmeden önce hemen basit bir tanıtma Derece ıle olçulen daıma SICAKLIK'tır Isı ıse kalorl veya Jül ıle ölçulur! Gerek ısının gerekse sıcaklığın ne olduğunu anlamak Içın maddenın molekullerden yapıldığını duşunmek şarttır Hıçbır ıç yapısı olmayan bır maddeleye (?') ne ısı vermek ne de bunun Içın bır sıcaklık tanımlamak mumkundur Isı, bır cısmın ıçıne dışarıdan verılen veya o cısımden alınan enerjıdır Sıcaklık ıse cısmın ıçındekı molekullerın ortalama enerllsidlr. Cısmı buyutup kuçulterek ıçıne gıro cek veya ıçınden çıkacak ısı, yanı enerjı mıktarını çogaltıp azaltabılırız. ama cısmın sıcaklığını yanı molekullerın ortalama enerjısını değıştıremeyız Bu son söyledığım durum ayırdığımız parçalar ıçındekı molekul sayısı, yeterınce yuksek kaldığı kadar geçerlıdır Bır molekulun hareket enerjısıyle bır cısmın, bır butun olarak sahıp olduğu hareket enerjısı araanda yapısal olarak, hıçbır fark yoktur Dolayısıyla bır veya bırkaç molekul aynldığı zaman bunların hareket enerjılerı herhangı bır değerde olabılır Herhangı bır cısmın ıçındekı molekuller sıfırdan başlayıp sonsuza yakın değerlere kadar her enerjı değerını alır Yalnız bu uç değerlere yakın enerjılı molekullerın sayısı çok azdır Hangı enerjı değerlerınde en çok sayıda molekul olduğu ıse molekullerın genel yapısına ve eldekı maddeye verılmış olan enerjı (ısı) mıktanna bağlıdır Enerjının değışık sayılarda molekullere dağılma bıçımıne göre, molekullerın ortalama sıcaklığı da değışır Dolayısıyla bır maddenın sıcaklığı o madde ıçındekı molekullerın cınslerı ve o maddeye verılmış olan enerjı (ısı) mıktarıyla bellıdır Burada ılgınç bır durum çıkıyor ortaya Maddenın sıcaklığını değıştırmek ıçın onunla enerjı (ısı) alışverışı yapıyoruz işte bu ıkı kavramın hâlâ karıştırılmasında yatan temel sebep budur Çevremızde, olağan koşullardakı hemen her cısım ıçın, verılen ısı ıle yukselen sıcaklık hemen hemen tam olarak doğru orantılıdır Ama bır farkla, aynı mıktar enerjı (ısı) ayn cıns maddelerın eşit mıktarlarına verıldığın de ortaya çıkacak olan sıcaklık farkları da ayrı olacaktır Bu durum bıle ıkı olgunun ayrılığını ortaya koymaya yeter, ama daha çarpıcı ıkı durumu hemen gözunuzun önune sereyım Erımekte olan buzun sıcaklığı Okyanus biyosfer dengesi sarsılıyor A Atmosferde CO felaket ihtimali Fosil yakıt kullanımının artışı, ormanların azalışı ve yeni tarım teknikleri nedeniyle CO, artışı, dengeyi bozuyor. Dünya sıcaklığında blr derecellk artış, daha çok su buharlaşmasına ve bulutlanmaya yol açacak. 2 4 derecelik artış ise dünya iklimlnde ve iklim bölgelerlnde büyük değlşlklere neden olacak. Çeviri: Belgin öz D ünya atmosferl yaşanılabılır olmasını, ıçinde bulunan karbon dıoksıte borçludur Bıtkılerin bu atmosfer ıçınde uyumlu bır bıçımde gelışebılmelerı de aynı nedenle mumkun olmaktadır Oysa yeryuzu denılen bu cennet gunumuzde saptanan CO; artışının, beraberınde turlu ıklımsel felaketlerı getırerek devam etmesı halınde, çok geçmeden gerçek bır kâbusa dönuşebılecektır Gerçekten, her yıl gıderek daha fazla fosıl yakıt kullanan sanayı etkınlıklerı atmosfere 20 mılyar ton CO.. bırakmakta Bu mlktarın yaklaşık yansının buyuk CO2 tuketlcisl okyanuslar tarafından emilmesıne karşın, CO2 artışı, gunumuzde endışeyle ızlenıyor XXI yuzyılın ortalarına doğru, CO2 mıktarının ıkı mıslıne ulaşması ve dunya atmosferlnln 24 derece ısınması beklenıyor Bu durumun beraberınde getıreceğı felaketler duşunulerek, sanayı ve ekonomıde gerekh önlemlerin alınmasına çalışılıyor insanlık çok yakın bır gelecekte korkunç bır seçım yapmak zorunda kalabılır Atom CO2 ya da ekonomlk durgunluk Artışının ıklım uzertnde göstereceğı etkı nedeniyle, atmosferı oluşturan maddelerden bıri olan CO2 bilım adamlarının glderek daha çok uğraştıkları bır konu oldu Binlerce yıldan berı, atmosfer aracılığıyla karbon alışverışı yapan okyanuslar ıle biyosfer arasında belırli bır denge suregelmekteydi Oysa bugün, ormanların glderek azalması, yepyenı tarım uygulamaları ve XIX yuzyılın başından berı gıderek artan fosıl yakıt kullanımı, bu dengeyi tehdıt etmektedır 1985 yılında 1000 lıtre havada 0,3451 CO ; saptanmıştır Bununla boraber CO2 gazını tehlıkelı karbon monoksıt ıle karıstırmamak gerekır CO2'nın tehlıkelı boyutlara ulaşabılmesı ıçın havadaki yoğunluğunun bugunkunden 100 kat fazla olması gerekır Kamerun'da Nyos gölu yakınlarında bır ışın kılometre kup saf COj tabakası oluştuğunda bu olay yaşanmış ve 1800 klşlnln olumune neden olmuştu Havada yoğun mıktarda bulunan saf CO.. toprak yuzeyine yakın çökerek ölumcul sonuçlar doğurur Olağan atmosferık koşullarda ıse CO2 homojen bır şekılde dağılmıştır Ve bu şartlar altında, zararlı olmaktan çok yarar sağlar Birlnclsl, bıtkıler tarafından emılerek guneş ışımasının etkısı altında bıtkısel dokuya dönuşturulur yanı dolaylı ya da dolaysız olarak beslenmenln ve yaşamın temel unsurlarından bırını oluşturur iklnclsl, dunya atmosferını yaşanabılır kılan "sera etkısım" sağlar Bununla bırlıkte havadaki CO2 mıktarının artması buyuk felaketlere neden olacaktır Bu artışın gunumuzde gıderek belirgın bır hal alması, bırkaç yuzyıl ıçınde etkılerının göruleceğını duşundurmektedır Dolayısıyla Bugunku sorunumuz atmosferdekı CO2 artışının nereye ve ne zamana kadar 19607/ ve 79607/ yıllarda yapılan nukleer denemeler sonucunda, daha "zengin" yanl dunami çok daha uzun (örnağln teknetyum Içln 210.000 yıl) döküntüler olusmuştur Ote yandan, bu denemeler, azotlu maddeler Içinde bulunan karbonu yayan nötronlann oluşmasına naden olmaktadır Bu da doğada kozmlk ışınımlar sonucu daha yavas blr şekllde biriken karbon 14 oranının yukselmeslnl sağlar Bu radyoakttt maddeler bellriendlğlnde, onlann ortaya çıkmaaına neden olan olayların tanhı çok kesin blr şekllde söyleneblllr