Isı ve Sıcaklık 4. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi

http://www.figes.com.tr/uygulamalar/isi_tiransfer.jpg

Isı
Sıcaklıkları farklı olan maddeler bir araya konulduğunda aralarında enerji alış verişi olur. Alınan ya da verilen enerji ısı enerjisi denir.

  • Isı ve sıcaklık ölçülebilir büyüklüklerdir.
  • Isı enerji çeşididir,sıcaklık enerji değildir.
  • Isı kalorimetre ile,sıcaklık ise termometre ile ölçülür.
  • Isı birimi calori veya Joule’dür Sıcaklık birimi ise sadece Derece’dir.
  • Isı madde miktarına bağlıdır.Sıcaklık ise madde miktarına bağlı değildir.

Sıcaklığın Ölçülmesi (Termometreler)
Sıcaklık ölçmek için kullanılan araçlara termometre denir. Maddelerin boyutlarında meydana gelen değişim, sıcaklıktaki değişim olarak kabul edilebilir. Termometreler bu esasa göre düzenlenmişlerdir.
Termometrelerde 76 cm-Hg basıncında sabit iki sıcaklık değeri seçilir. Birisi suyun donma sıcaklığı diğeri ise suyun kaynama sıcaklığıdır.
Sıcaklık T ile sembolize edilir.
Celcius (Santigrad °C) termometrelerinde, suyun donma sıcaklığı 0 °C , kaynama sıcaklığı 100 °C alınarak, 100 eşit bölme yapılmıştır.
Kelvin suyun donma sıcaklığını 273 °K, kaynama sıcaklığını ise 373 °K alarak 100 eşit bölme yapmıştır.
Herhangi bir X termometresinde ise, suyun donma sıcaklığı – 10 °X, kaynama sıcaklığı ise 70 °X alınarak, 80 eşit bölme yapılmıştır.

Termometrelerdeki sıcaklık değerlerini birbirine dönüştürmek için,

eşitlikleri kullanılabilir.
Buradan çıkan sonuca göre, Celcius termometresindeki sıcaklık değeri 1 bölme yükselirse, Fahrenhait’te; 1,8 bölme, Kelvin’de 1 bölme; X termometresinde ise; 0,8 bölme yükselir.
Örneğin hava sıcaklığı 10 °C iken, Fahrenhait termometresi
F = 18 + 32 = 50 °F değerini gösterir.
Termometrenin Duyarlılığı
Küçük sıcaklık değişimlerinden etkilenen termometrelerin duyarlılığı daha fazladır. Bunun için termometrenin haznesinde daha fazla sıvı ve sıcaklıkla daha çok genleşen sıvı olmalıdır. Cıvanın tercih edilmesi bundan dolayıdır. Ayrıca kılcal boru dar olmalı ki genleşen sıvının hareketi rahat gözlenebilsin.
Yerçekim kuvvetinin sıfır olduğu bir yerde termometre çalışır. Çünkü genleşme yerçekimine bağlı değildir.
Isı Enerjisi
Maddenin sıcaklığını artırmak için verilmesi gereken enerji çeşidine ısı enerjisi denir. Q ile gösterilir. Isı bir enerji çeşidi olduğundan enerji birimleri ısı birimleri olarak alınabilir. Uluslararası birim (SI) sistemine göre enerji birimi Joule (Jul)dür.
1 cal = 4,18 Joule dür.
Sıcaklık Değişimi
Elimizle bir maddeye dokunduğumuzda sıcaklık hissediyorsak madde elimize ısı veriyordur. Dokunduğumuzda soğukluk hissediyorsak elimiz maddeye ısı veriyordur.
Buna göre, sıcaklıkları farklı olan iki madde karıştırıldığında ya da birbirine değecek şekilde yan yana konulduğunda aralarında ısı alış verişi olur. Sıcak olan madde ısı verip sıcaklığı azalırken, sıcaklığı düşük olan madde ısı alarak sıcaklığı artar ve sonuçta ısıl denge sağlanır.
Isı akışı her zaman sıcak maddelerden soğuk maddelere doğru olur. Sıcaklıkları eşit olan maddelerde ısı alış verişi olmaz.
Öz ısı
Yalnız sıcaklık değişimine bakılarak bir maddenin aldığı ya da verdiği ısı miktarı bulunamaz. Çünkü sıcaklık değişimi maddenin cinsine ve miktarına bağlıdır. Bir maddenin cinsinin ısınmaya etkisi öz ısı olarak ifade edilir. Bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gerekli ısı miktarına öz ısı denir. c ile gösterilir.
Her saf maddenin aynı şartlardaki öz ısısı farklıdır. Dolayısıyla öz ısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Ayırt edici özellikler madde miktarına bağlı değildir.
Bir cismin m gramının sıcaklığını DT kadar değiştirmek için verilmesi ya da alınması gereken ısı miktarı
Q=m.c.Dt
bağıntısı ile bulunur.
Bu bağıntıya göre, eşit kütleli maddelere eşit miktar ısı verildiğinde, öz ısısı küçük olan maddenin sıcaklık değişimi, öz ısısı büyük olanınkine göre daha fazla olur.
Isı Sığası
Bir maddenin kütlesi ile öz ısısının çarpımına (m.c) ısı sığası denir. Isı sığası madde miktarına bağlıdır. Dolayısıyla ayırt edici bir özellik değildir.
Isı Alış Verişi
Isıca yalıtılmış bir ortamda bir araya konulan sıcaklıkları farklı maddeler arasında ısı alış verişi olur. Daha öncede açıklandığı gibi yalnız cisimler arasında ısı alış verişi var ise, alınan ısı verilen ısıya eşittir. Isı akışı sıcak cisimden soğuk cisme doğru olur.
Qalınan = Qverilen
m1 . c1 . DT1 = m2 . c2 . DT2
İki madde arasında hal değişimi yok ise, yukarıdaki eşitlik geçerlidir. Isıl denge sağlandığında iki maddenin son sıcaklığı kesinlikle eşit olur.
Sıcaklıkları T1 °C ve T2 °C olan aynı cins sıvıdan eşit kütleli karışım yapılırsa, karışımın son sıcaklığı

karışımın son sıcaklığı, karışan sıvıların sıcaklıkları arasında bir değerdir. T2 > T1 ise, T2 > Tson > T1 olur.
ERİME ve DONMA
Maddelerin içinde bulunduğu sıcaklığa göre, katı, sıvı ve gaz halinde bulundukları biliniyor. Maddeler ısı alarak ya da ısı vererek bir halden diğer bir hale geçiş yapabilirler. Maddelerin bir halden başka bir hale geçmesine hal değiştirme denir.
Maddelerin katı halden sıvı hale geçmesine erime, sıvı halden katı hale geçmesine de donma denir.
Eğer bir maddeye ısı verildiği halde sıcaklığı değişmiyorsa madde hal değiştiriyor demektir. Madde hal değiştirirken sıcaklığı değişmez, verilen ısı enerjisi maddenin moleküller arasındaki bağları kopararak hal değiştirmesinde harcanır.
Hal değişim sırasında maddelerin hacminde de değişme olur.
Erime Sıcaklığı
Sabit atmosfer basıncı altında bütün katı maddelerin katı halden sıvı hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine erime sıcaklığı ya da erime sıcaklık noktası denir.
Sabit atmosfer basıncı altında her maddenin erime sıcaklığı farklı olduğu için maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Örneğin deniz düzeyinde buzun erime sıcaklığı 0 °C dir.
Erime Isısı
Erime sıcaklığındaki bir katının 1 gramının yine aynı sıcaklıkta sıvı hale gelmesi için verilmesi gerekli ısıya erime ısısı denir. Erime ısısı da ayırt edici bir özelliktir. Kütlesi m olan, erime sıcaklığındaki bir katıyı eritmek için verilmesi gereken ısı miktarı,
Q=m. Le bağıntısı ile bulunur.
Örneğin, buzun erime ısısı Le = 80 cal/g dır.
Sıvı bir maddenin ısı vererek katı haline geçmesine donma denir. Sabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin katı hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu değere donma sıcaklığı ya da donma sıcaklık noktası denir.
Erime ile donma birbirinin tersidir. Bundan dolayı bir maddenin erime sıcaklığı, donma sıcaklığına eşittir. Erime ısısı da donma ısısına eşittir. Örneğin deniz düzeyinde 0 °C deki su donarken dışarı 80 cal/g lık ısı verir.

  • Madde hal değiştirirken sıcaklığı değişmez.
  • Bir maddenin erime sıcaklıkları ile donma sıcaklığı eşittir.
  • Erime sıcaklığı ve erime ısısı,maddenin ayırt edici özelliklerindendir.

Erime ve Donmaya Etki Eden Faktörler
Erime ve donma sıcaklığı normal şartlarda sabittir. Eğer basınç ve maddenin saflığı değiştirilirse, maddelerin erime ve donma sıcaklığıda değişir.
1. Basıncın Erime ve Donmaya Etkisi
Basınç, birim yüzeye etkiyen dik kuvvet olduğundan, maddenin moleküllerini bir arada tutarak dağılmasını önleme yönünde etki eder.
Erirken hacmi artan maddeler için, basıncın artması erimeyi zorlaştırdığı için erime noktası yükselir. Basıncın azalması ise, erime noktasını düşürür.
Buz erirken hacmi küçülür. Dolayısıyla basıncın artması, hacmin küçülmesine yardımcı olduğu için erime sıcaklığı azalır. Buz için yani erirken hacmi küçülen maddeler için basıncın azalması erime sıcaklığını yükseltir.
Deniz düzeyinde, normal basınçta 0 °C de eriyen buz, basınç artırılmasıyla sıfırın altındaki bir sıcaklıkta da eriyebilir.

Yüksek dağların zirvesindeki karların yaz mevsiminde de erimemesinin nedenlerinden birisi de açık hava basıncının yükseklere çıkıldıkça azalması ve karın erime noktasının yükselmesidir.
2. Safsızlığın Erime ve Donmaya Etkisi
Saf bir maddenin içine başka bir madde karıştırılırsa, maddenin saflığı bozulur. Saf olmayan bu karışımın, saf maddeye göre erime ve donma sıcaklığı değişir.
Arabaların soğutucu suyunun içine antifriz denen maddenin karıştırılması suyun donma noktasını
– 20 °C, – 25 °C gibi sıcaklıklara indirmektedir.
Kışın hava sıcaklığının 0 °C nin altında olduğu durumlarda, yollardaki buzu eritmek için, tuz dökülür. Tuz, buzun erime noktasını düşürür ve (–) değerli sıcaklıklarda da buz eriyebilir.
KAYNAMA, BUHARLAŞMA ve SÜBLİMLEŞME
Buharlaşma
Sıvı bir maddenin ısı olarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denir. Buharlaşma olayı sıvı yüzeyinde olur. Isı alan sıvı moleküllerinden bazıları sıvı yüzeyinde,moleküller arası çekim kuvvetini ve sıvının yüzey gerilimini yenerek gaz fazına geçer.
Buharlaşmaya basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çoktur.

  • · Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir.
  • · Maddeler dışarıdan ısı alarak buharlaşırlar. Dolayısıyla buharlaşmanın olduğu yerde serinleme olur.
  • · Sıcaklığın artması buharlaşmayı hızlandırır.
  • · Açık hava basıncının azalması buharlaşmayı artırır.
  • · Sıvının açık yüzey alanı arttıkça buharlaşma daha fazla olur.
  • · Rüzgarlı havada buharlaşma fazla olduğundan çamaşırlar daha çabuk kurur.

Kaynama
Bir kapta bulunan sıvı ısıtılırsa sıcaklığı yükselir ve buharlaşma artar. Sıvının sıcaklığının yükselmesiyle meydana gelen buhar basıncı, sıvının yüzeyine etki eden basınca eşit olduğu an, sıvı kaynamaya başlar. Kaynama sırasında sıvının sıcaklığı değişmez.
Kaynama Sıcaklığı
Sabit atmosfer basıncı altında bütün sıvı maddelerin, sıvı halden gaz hale geçtiği sabit bir sıcaklık değeri vardır. Bu sıcaklık değerine kaynama noktası denir. Kaynama sıcaklığı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Buharlaşma Isısı
Kaynama noktasına gelmiş 1 gram sıvı maddenin tamamının aynı sıcaklıkta gaz haline gelmesi için verilmesi gereken ısıya buharlaşma ısısı denir. Buharlaşma ısısı Lb ile gösterilir. Kaynama sıcaklığındaki m gramlık maddeyi gaz haline getirmek için verilmesi gereken ısı miktarı
Q=m.Lb
bağıntısı ile bulunur. Suyun buharlaşma ısısı
Lb = 540 cal/g dır. Buharlaşma ısısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Gaz halindeki bir maddenin ısı vererek sıvı hale geçmesine yoğunlaşma denir. Erime ve donmada olduğu gibi, yoğunlaşma da, kaynamanın tersidir. Dolayısıyla bir maddenin kaynama sıcaklığı ile yoğunlaşma sıcaklığı eşittir. Buharlaşma ısısı ile yoğunlaşma ısısı da eşittir.

  • Kaynama ve yoğunlaşma anında maddenin sıcaklığı değişmez.
  • Bir maddenin kaynama sıcaklığı ile yoğunlaşma ısısı eşittir
  • Bir maddenin buharlaşma ısısı ile yoğunlaşma ısısı eşittir.
  • Kaynama sıcaklığı ile buharlaşma ısıs ayırt edici özelliklerdendir.

Süblimleşme
Bazı katı maddeler ısıtılınca sıvı hâle geçmeden doğrudan gaz hâle geçerler. Bu olaya süblimleşme denir. Naftalin, ernet ve bazı koku yayan maddelerin zamanla azaldığı görülür. Fakat hiç sıvılaştığı görülmez. Bu tür maddelerde süblimleşme olur.
Kaynama ve Yoğunlaşmaya Etki Eden Faktörler
Yine erime ve donmada olduğu gibi, kaynama ve yoğunlaşmaya etki eden faktörler vardır. Basınç ve maddenin saflığının değiştirilmesi, kaynama sıcaklığını etkiler.
· Kaynama olayının gerçekleşmesi için, buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olması gerekir. Atmosfer basıncı artarsa, ağzı açık kaptaki sıvının kaynaması zorlaşır. Atmosfer basıncının azalması ise kaynamayı kolaylaştırır. Dolayısıyla sıvı daha düşük sıcaklıkta kaynar.
Deniz düzeyinde 100 °C de kaynayan saf su, Ankara’da 96 °C de, Erzurum’da ise 94 °C de kaynar.
Düdüklü tencerede basıncın artmasıyla sıvının kaynama sıcaklığı artırılır, dolayısıyla yemekler daha çabuk pişer.
· Saf sıvı içine karıştırılan farklı maddeler sıvının saflığını bozar. Saflığı bozulan sıvının kaynama noktası değişir. Örneğin suyun içine tuz karıştırılırsa, kaynama noktası yükselir.
Suyun Hal Değişim Grafiği
Bir parça buz ısıtıldığında önce sıcaklığı artar. Erime sıcaklığına geldiğinde hal değiştirmeye başlar ve buzun tamamı eriyinceye kadar sıcaklığı değişmez. Isı enerjisi verilmeye devam edildiğinde, suyun sıcaklığı artar ve 100 °C de kaynamaya başlar. Sıvının tamamı bitinceye kadar sıcaklık değişmez. Bu açıklamaya göre buzun sıcaklık-aldığı ısı enerjisi grafiği şekildeki gibi olur.

Buzun erime ısısı Le = 80 cal/g, buharlaşma ısısı
Lb = 540 cal/g dır. Dolayısıyla 0 °C deki 1 gram buzu eritmek için 80 calorilik ısı gerekirken, 100 °C deki 1 gram suyu gaz haline geçirmek için 540 calori gerekir. Bundan dolayı DQ1 < DQ2 dir.
Madde ısı hızı sabit olan ocakla ısıtılıyorsa, ısı ekseni yerine zaman ekseni alınabilir.
GENLEŞME
Isı alan cisimlerin moleküllerinin hareketi artar. Bu da moleküller arası uzaklığın artmasına neden olur. Bunun sonucunda da cismin hacmi artar yani genleşir.
Isıtılan cisimlerin hacminde meydana gelen artışa genleşme, azalmaya ise büzülme denir.
Genleşme ve büzülmelerin sonucunda elektrik tellerinin yazın sarkık, kışın ise gergin durduğu görülür. Tren raylarının birleşme yerlerinde genleşmeden dolayı boşluk bırakılır.
Katılarda Genleşme
Katı madde, çubuk şeklinde ise boyca uzama, levha şeklinde ise yüzeyce genleşme, küre ve silindir gibi cisimlerde ise hacimce genleşme olarak incelenir.
Boyca Uzama
Katı bir çubuk, ısıtılıp sıcaklığı artırıldığında boyunun uzadığı gözlenir. Boyu uzayan bir çubuğun genişliği de artar. Fakat boyundaki artışın yanında genişliğindeki artış ihmal edilecek kadar küçüktür. Bundan dolayı metalin tek boyutta genleştiği kabul edilir ve buna boyca uzama denir.

İlk boyu l0 olan bir çubuğun sıcaklığı DT kadar artırılırsa, boyundaki Dl uzama miktarı,
Dt=l0.a.DT
bağıntısı ile hesaplanır. Buradaki a katsayısı, maddenin cinsine bağlı olup boyca uzama katsayısı olarak ifade edilir.
Birim uzunluktaki bir çubuğun sıcaklığı 1 °C artırıldığında boyundaki uzama miktarı boyca uzama katsayısına eşittir.
  • Uzama katsayısı katı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
  • Çubuk şeklindeki maddelerin boyca uzaması kesit alanına bağlı değildir.Aynı maddeden yapılmış, ilk boyları eeşit olan çubukların sıcaklıkları eşit oalrak artırılırsa ,kalın olan çubukla ince olan çubuğun boyları eşit miktarda artar.
  • Genleşmenin terzi büzülmedir.Bir çubuk sıcaklığı artırıldığında ne kadar uzuyorsa ,ilk duruma göre sıcaklığı eşit miktar azaltılırsa , eşit miktar kısalır.
  • a uzama katsayısı büyük olan çubuk, ısıtıldığında fazla uzar soğutulduğunda ise fazla kısalır.
İlk boyları eşit olan X ve Y metal çubuklarından X in uzama katsayısı Y ninkinden büyük olsun (aX > aY).d
Bu çubukların sıcaklığı eşit miktar artırılırsa, X in boyu daha fazla uzar. Eğer sıcaklıkları eşit miktar azaltılırsa X in boyu daha fazla kısalır.
Fakat bu çubuklar birbirinden ayrılmayacak şekilde perçinlenmiş iseler, ısıtıldıklarında ya da soğutulduklarında bükülme meydana gelir.

X in uzama katsayısı Y ninkinden büyük olduğundan, ısıtılma sonucu X çubuğu daha fazla uzayacağı için Y nin üzerine doğru bükülür. Soğutulma sonucunda ise X daha fazla kısalacağı için Y çubuğu X in üzerine doğru bükülür.

Yüzeyce Genleşme
İnce levha şeklindeki katı maddelerin kalınlığındaki genleşme, yüzeyindeki genleşmenin yanında çok küçük kaldığı için dikkate alınmaz. Dolayısıyla böyle bir levhadaki genleşmeye yüzeyce genleşme denir.
Yüzey alanı S0 olan ince metal bir levha ısıtıldığında yüzey alanı artar. Yüzey alanındaki DS artış miktarı
DS=So.2a.DT
bağıntısı ile hesaplanır. İki boyutta genleşme olduğu için a uzama katsayısı 2a olarak alınmıştır. Benzer şekilde soğutulan levhanın yüzey alanındaki azalma da aynı bağıntı ile hesaplanır.
Şekildeki levhanın içindenr yarıçaplı bir parça çıkarılıp atılıyor.
a. Levha ısıtıldığında genleşme olur. Genleşme sonucu levhanın yüzey alanı artar. İçteki boşluğun alanı da artar. Yani r yarıçapı büyür. Isıtılan bu levha içe doğru genleşmez hep dışa doğru genleşir. Fotokopik büyütme gibi olur. Dolayısıyla a, b ve r uzunluklarından üçüde artar.
b. Levha soğutulduğunda, levhanın yüzey alanı azalır. Dolayısıyla a, b ve r uzunlukları küçülür. Yine fotokopik küçülmeye benzetebiliriz.
Hacimce Genleşme
Bütün maddeler hacimce genleşir. Fakat bazı doğrultulardaki genleşmeler ihmal edilecek kadar küçük olduğunda, boyca uzama ve yüzeyce genleşme durumları olur.
İlk hacmi V0 olan küresel bir cismin sıcaklığı DT kadar değiştirildiğinde hacmindeki değişme miktarı olan DV,
bağıntısı ile bulunur.
Buradaki a değerine hacimce genleşme katsayısı denir. Hacimce genleşme üç boyutta olduğu için
a = 3a diyebiliriz.
Sıvılarda Genleşme
Sıvılar içinde bulundukları kabın şeklini alır. Isıtılan bir sıvı, hacimce genleşir. İçi su dolu bir kap ısıtıldığında sıvının taşması, genleştiğini gösterir. Burada sıvı genleşirken kapta genleşir. Fakat sıvıların genleşme katsayısı katılarınkinden büyük olduğu için sıvı, kaptan daha fazla genleşir ve taşma olur. Eğer kap ile sıvı eşit miktar genleşse idi sıvı taşmazdı.
Bu bağıntıya göre, aynı cins sıvıların sıcaklığı eşit miktar artırılırsa, hacmi büyük olan sıvı daha fazla genleşir. Su diğer sıvılardan farklı şekilde genleşir.
+4 °C de hacmi en küçük değerini alır. +4 °C den itibaren hacmi artar ve 0 °C deki hacmi ile +8 °C deki hacmi eşit olur. Buna göre suyun hacim – sıcaklık ve özkütle – sıcaklık grafiği aşağıdaki gibi olur.
+4 °C de hacmin minimum olduğu yerde özkütle maksimum değerini alır. Özkütlesi büyük olan sıvı altta olduğu için, su birikintilerinin, göllerin ve denizlerin, dip kısımlarındaki sıcaklık +4 °C civarındadır.

Şekilde kesit alanı veri len K, L, M kaplardaki aynı cins sıvıların sıcaklıkları eşit miktar artırıldığında, L ve M kaplarındaki sıvılar eşit miktar genleşir.

r
DV = V0 . a . DT bağıntısına göre, a ve DT eşit iken ilk hacmi büyük olan sıvı daha çok genleşir. K deki sıvı ise bunlara göre daha az genleşir.
Fakat genleşen sıvıların kaplardaki yükselme miktarlarına bakılırsa, durum değişir. M kabının üst kısmı daha dar olduğu için sıvı burada daha fazla yükselir. L deki sıvı hacmi K dekinin iki katı olduğu için, DVL = 2DVK olur.
Fakat L nin kesit alanı da K nin kesit alanının iki katı olduğundan K ve L deki sıvı yükselmeleri eşit olur.
ISI İLETİMİ VE YALITIMI
Isı enerjisi bir yerden başka bir yere üç yolla yayılır.
1. İletim yoluyla
2. Konveksiyon (madde akımı) yoluyla
3. Işıma yoluyla
1. İletim
Isının iletim yoluyla yayılması katılarda olur. Katıların molekül yapısı sıkı olduğu için ısı alan bir molekül aldığı ısının bir kısmını çevresindeki moleküllere aktararak onlarında sıcaklığının artmasına neden olur. O moleküllerde ısısını komşu moleküllere aktarır ve böylece bir ucu ısıtılan katı maddenin iletim yoluyla diğer ucu da ısınır.
Katı maddelerde ısı yüzde yüz olarak iletilmez. İletme durumu bazı maddelerde hızlı, bazılarında ise yavaştır. Bundan dolayı ısı iletkenliği katı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
En iyi iletkenler saf metaller ve bunlar içinde de altındır.

X, Y çubuklarının uçlarından eşit uzaklığa konulan mumlardan önce hangisi düşerse, o çubuğun ısı iletkenliği daha fazla demektir.

Sıvı ve gaz molekülleri arasındaki uzaklık katılarınkine göre fazla olduğu için iletim yoluyla ısı iletemez.
2. Konveksiyon (Madde Akımı)
Sıvı ve gazlar akışkan olduklarından kolay hareket edebilirler. Isınan maddeler genleşerek hacmi artar ve özkütlesi azalır. Özkütlesi azalan akışkan yukarı çıkarken, özkütlesi büyük olan akışkan aşağı iner ve bir sirkülasyon (sıvı dolaşımı) meydana getirir.
Örneğin kalorifer yandığında, çevresindeki hava moleküllerini ısıtır ve ısınan hava genleşerek odanın diğer taraflarına gider ve oraları da ısıtır.
Bir sıvı alttan ısıtıldığında ısınan sıvı genleşir ve özkütlesi azalır. Özkütlesi azalan sıvı yukarı, yukarıdaki daha soğuk ve özkütlesi büyük olan sıvı aşağı iner ve sıvı içinde bir sirkülasyon olur. Dolayısıyla kabın alt tarafı ısınmakla sıvının üst kısmı da madde akımı yoluyla ısınmış olur.
3. Işıma
Sıcak cisimler ışıma yaparlar. Etrafa elektromanyetik dalga gönderirler. Bu dalgalar enerji paketcikleridir (foton). Bu enerji dalgalarını soğuran yüzeyler ısınırlar. Enerji dalgaları yayan cisim ise enerji kaybettiği için soğur.
Güneşin dünyayı ısıtması ışıma yoluyla olur. Güneşten yayılan ışık dalgalarını soğuran yüzeyler ısınırlar. Koyu renkli yüzeyler ışığı daha çok soğurduğu için daha çok ısınırlar. Açık renkli yüzeyler ise daha çok yansıttıkları için az ısınırlar.
Termosların iç yüzeyinin parlak olması ısının ışıma yoluyla kaçmasını engellemek içindir. Termosun dış yüzeyi parlak ise, dışardan içeriye ısının girmesini azaltmak içindir.

Sıcak bir metal parçası zemine bırakıldığında zamanla soğur. Bu cismin soğuması yani ısı kaybı, iletim, konveksiyon ve ışıma yoluyla olur. Zemine temas ettiği için iletimle ısının bir kısmını zemine aktarır. Havadaki moleküller cisme çarparak ondan ısı alırlar. Ayrıca sıcak cisimler gözlerimizle göremediğimiz kızıl ötesi ışınlar yayarlar. Yani ışıma yoluyla da ısının bir kısmını verir ve zamanla soğurlar.

Binalardaki çift cam, tuğlalar arasına konulan köpük, bodrum katlardaki strofor, çatılardaki izocam, su saatleri üzerine dökülen odun talaşı, oda zeminlerinin parke ile döşenmesi ısı yalıtımına birer örnektir.

Bir buz kalıbını güneş ışınlarının geldiği yere koyduğumuzda eridiği, yazın elektrik tellerinin sarktığı, yeterince ısı alan suyun kaynadığı, kışın ise bazı yerlerde suların donduğu görülür. Yani kısaca ısı bazı kimyasal ve fiziksel olayların gerçekleşmesine neden olur. Isı ve sıcaklık kavramları birbirine bağlı olarak değişen kavramlardır.
Sıcaklık
Bir maddenin belli bir ölçüye göre, soğukluğunu veya ılıklığını gösteren nicelik, sıcaklık olarak bilinir.
Bir maddedeki her molekülün kinetik enerjisi farklı farklıdır. Bütün moleküllerin kinetik enerjilerinin toplamı, toplam molekül sayısına bölünürse, ortalama kinetik enerjisi bulunur. Bu ortalama kinetik enerji sıcaklığın bir ölçüsüdür. Bu değerin yüksek olduğu madde daha sıcak, düşük olduğu maddenin sıcaklığı ise daha düşük demektir.
Bir maddenin ortalama kinetik enerjisi ile orantılı olan büyüklüğe sıcaklık denir. Bir maddenin sıcaklığı değişiyorsa, çevresine ısı veriyor ya da çevresinden ısı alıyordur.


Vücudumuz Bilmecesini Çözelim (Boşaltım Sistemi) 4. Sınıf Fen Bilgisi

OMURGALILARDA BOŞALTIM

Omurgalılarda üreme sistemi ile boşaltım sistemi birbirine bağlantılı olup, boşaltım böbrekler ile yapılır.

Su ve Kara Hayvanlarında Azotlu Artık Maddelerin Boşaltımla Atılması

  • Suda yaşayan tek hücrelilerle küçük basit yapılı su hayvanları amonyağı bol su ile birlikte atarlar. Seyreltildiği için amonyağın zehirli etkisi azaltılmış olur.

  • Tatlı su balıklarında NH3 ve üre solungaçlar ve ağız epitelinden difüzyonla dışarıya atılır. Böbrekler daha çok su dengesini ayarlamada görev yapar.

  • Deniz balıklarında glomerulus körelmiştir. Böbrek kandan çok az su süzer. Fazla tuz solungaçlardaki tuz bezleriyle dışarı atılır.

  • Kara hayvanlarından böcekler, sürüngenler ve kuşlar vücutlarına çok az su aldıklarından amonyağı ürik asit kristallerine dönüştürerek dışarı atarlar. Böylece zehirli amonyağı çok az zehirli ürik asit halinde ve su kaybını en aza indirerek atmış olurlar.

  • İnsanlar ve memeli hayvanlar amonyağı daha az zehirli üreye dönüştürürler. Ürenin vücuttan atılması da bir miktar suyla sağlanır.

Ürenin çözünerek atılması için gerekli olan su, amonyak için gerekenden çok az, ürik asit için gerekenden biraz fazladır.

Üre oluşumu ornitin devri olarak adlandırılan bir tepkime dizisiyle sağlanır. İnsanda üre kuş ve sürüngenlerde ise ürik asit oluşumunun gerçekleştiği yer karaciğerdir.

Karaciğerde oluşan üre, kan dolaşımına katılır ve böbreklere ulaşır. Kan böbreklerden geçerken süzülen üre idrarla dışarı atılır.

D. İNSANDA BOŞALTIM SİSTEMİ

İnsan boşaltım sisteminin başlıca organları böbrekler, idrar kanalları ve idrar torbasıdır. Her böbrekten çıkan birer adet idrar kanalı (üreter), idrar torbasına (mesane) bağlanır. İdrar torbası da idrar kanalı (üretra) ile dışarı bağlanır.

Şekil : İnsanda Boşaltım Sisteminin Genel Yapısı

Böbrek, dıştan içe doğru kabuk (=korteks), bunun altında yer alan öz (=medulla) bölgesi ve havuzcuktan (pelvis) meydana gelmiştir.

Böbrekte görev yapan temel birim nefrondur. Bir böbrekte yaklaşık 2 – 2,5 milyon nefron bulunur.

1. Nefronlardan Kanın Süzülmesi

Böbreklere gelen kanın süzülmesi boşaltım kanalcığının başlangıcındaki kılcal damar ağından süzülür.

Şekil : Kılcallardan Nefron Kapsülüne Süzülme

Bu süzülme tamamen fizikseldir. Kılcal damarlardaki yüksek kan basıncı, kan plazmasının bir kısmının boşaltım kanalcığına geçmesine sebep olur.

Bu geçiş olayına süzülme denir. Boşluğa geçen sıvıda inorganik tuzlar, glikoz, üre ve su gibi maddeler bulunur. Sağlıklı bir insanda yaklaşık bir günde 180 lt lik sıvı süzülür. Bu kan basıncına bağlı olarak değişir.

2. Geri Emilim ve İdrar Oluşumu

Eğer boşaltım kanalcığına süzülen sıvı aynen dışarı atılsaydı vücut çok miktarda su ile birlikte glikoz, amino asit, ve inorganik tuzlar gibi faydalı maddeleri de kaybetmiş olurdu.

Şekil : Nefronda Süzülme, Salgılama ve Emilim Olayları

Fakat durum böyle değildir. Süzülen sıvı içindeki faydalı maddeler ve suyun büyük bir bölümü kanalcık hücreleri tarafından emilerek tekrar kana geri verilir. Su dışındaki diğer maddeler çoğunlukla aktif taşımayla geri emilir.

Emilen su miktarı vücudun o sıradaki ihtiyacına bağlı olup hipofizden salgılanan “antidiüretik”(vazopressin) hormon tarafından ayarlanır. Süzülme ile bütün maddeler Bowman kapsülüne geçemezler kanalcık hücrelerini saran kılcal damarlardaki bu maddeler (H+ ve NH+4) aktif taşıma ile kanalcığa geçirilerek idrar oluşturulur. Bu olaya salgılama veya aktif boşaltım denir.

Şekil : Bir Nefronun Kısımları

Belirli bir pH’ta olan idrarda su, üre, ürik asit vardır. İdrar öz bölgesindeki toplama kanallarından havuzcuğa boşalarak idrar kanalı ile idrar torbasında biriktirilir ve zaman zaman idrar torbası düz kaslarının otonom çalışmasıyla dışarı atılır.

3. Böbreğin Düzenleyici Rolü

Böbrekler, kanın bileşimini, pH derecesini, ve vücuttaki su, sodyum ve potasyum gibi maddelerin miktarını düzenlemede görev yaparlar.

Ayrıca doku sıvısındaki su ve tuz miktarını düzenler. Böbreklerin bu düzenlemede görevini yapmasında böbrek üstü bezlerinden salgılanan “aldosteron” ve hipofiz bezinin salgıladığı “antidiüretik” hormonun etkisi büyüktür.

4. Böbreğin Görevleri

  • Metabolizma artıkları ve zehirli maddeleri atmak.

  • Organizmanın su dengesini ayarlamak.

  • İç ortamın iyon dengesini düzenlemek.

  • Kan plazmasının osmotik basıncını düzenlemek.

  • Organizmanın asit – baz dengesini düzenleyerek kan PH sının 7,4 te kalmasını sağlamak.

Vücudumuz Bilmecesini Çözelim (Karaciğer) 4. Sınıf Fen Bilgisi

"http://www.haydisohbet.com/saglik/saglik_bilgileri/resimler/karaciger.jpg" grafik dosyas&imath; hatal&imath; oldu&gbreve;u için gösterilemiyor.

Karın boşluğunun sağ üst kısmında yer alan karaciğer, kan dolaşımı içinde mükemmel bir filtre görevini üstlenmiştir. Suda çözülebilen, vücut artığı basit maddeler böbrekte temizlenirken, ilaçlar ve hormonlar gibi karmaşık yapılı atıkları karaciğer temizler.

Savunma sistemini lojistik yönden destekler: Karaciğer sadece beslenme ve metabolizma atıkları için bir filtre olarak kalmamakta, ayrıca bağışıklık maddeleri olan globulinleri ve damar tamir grupları olan enzimleri de üretmektedir.

Bakterileri temizler: Karaciğerde bulunan Kupffer hücreleri, buradan geçen, özellikle de bağırsaklardan gelen kanda bulunan önemli miktardaki bakterileri yutarlar. Kupffer hücreleri kandaki parçacıkların ya da öteki yan ürünlerin artması durumunda, bunları kandan filtre edebilmek için kendi sayılarını da artırırlar.

Vücudun enerji kaynaklarını üretir: Karaciğerin özelliklerinden biri de vücudun en önemli enerji kaynağı olan glukozu üretmesidir.

Normal beslenme sırasında alınan glukoz, glikojene çevrilerek karaciğerde depolanır. Karaciğer kandaki glukoz oranını devamlı kontrol eder. Yemek aralarında besin alınmadığı ve kandaki glukoz miktarı düşmeye başladığı zaman, karaciğer depoladığı glikojeni tekrar glukoza çevirerek kana verir. Böylece kandaki glukoz düzeyinin fazlaca düşmesi engellenmiş olur. Karaciğer ayrıca yağ asitleri ve amino asitlerden de glukoz üretebildiği gibi, enerji üretiminde kullanılması mümkün olmayan diğer karbonhidratları da glukoza çevirebilir.

Kanı depolar: Karaciğer, genişleyebilen veya küçülebilen bir yapıya sahiptir. Bu özelliği sayesinde kan damarlarındaki kanı depolayabilir veya salabilir.

Karaciğer sağlıklı bir vücutta, toplam kanın %10′unu, yani 450 ml kanı bünyesinde tutar. Bazı durumlarda, örneğin kalp yetmezliği söz konusu olduğunda vücutta dolaşan kan miktarı, kalbin çalışma temposuna fazla gelecektir. Bu durumda karaciğer kan tutma hacmini iki kat daha artırarak, 1 litre kanı fazladan depolar. Böylece kalbin, kaldırabileceği bir tempoda çalışmasına fırsat yaratır.

Vücutta kan ihtiyacı arttığında ise (örneğin ağır egzersizler sırasında) karaciğer, bünyesinde depoladığı kanı dolaşıma vererek kan ihtiyacını giderir.

Ekonomik çalışır: Kaslarda glukoz harcanması sırasında, metabolizma artığı olan laktik asit açığa çıkar. Laktik asit kasta kaldığı sürece acı verir ve çalışmasını engeller. Karaciğer bu asidi kaslardan toplar ve yeniden glukoza döndürebilir.

Ölü alyuvarların yenilerini üretir: Karaciğer ve dalak, ölen alyuvarların yerine yenilerinin üretildiği, proteinin büyük bir kısmının parçalandığı ve amino asitler olarak yeniden farklı amaçlar için kullanıldığı yerdir. Karaciğer ayrıca, vücutta önemli işlevleri olan demirin de depolandığı organdır.

Bu haliyle vücudun en gelişmiş deposudur. Tüm mineralleri, proteinleri, az miktarda yağı ve vitaminleri karaciğer depolar. İhtiyaç duyulduğunda, depoladığı maddeyi en kısa yoldan gerekli bölgeye verir. Vücudun yeterli enerjiye sahip olup olmadığını hassas bir biçimde denetler, bunun için özel bir haberleşme sistemi geliştirmiştir. Vücuttaki tüm organlar karaciğer ile bağlantılıdır.

Kendi kendini onarabilir: Karaciğerin kendi kendisini tamir etme yeteneği de vardır. Bir kısmı tahrip olsa, kalan diğer hücreler hemen çoğalarak eksik kısmı tamamlar. Hatta organın üçte ikisi alınsa bile, kalan kısım karaciğeri bir bütün olarak yeniden meydana getirebilir.

Organ kendi kendisini onarırken, ölen ve zedelenen hücrelerini ortamdan uzaklaştırır ve yerine yenilerini koyar. Bir karaciğer hücresi, yaklaşık 500′den fazla işlemi yapabilecek yetenektedir. Bu işlemleri, birbiri arkasından değil çoğu kez aynı zamanda başarmaktadır.

4.SINIF FEN BİLGİSİ SORU VE CEVAPLARI-12

1-Hangisi hücrenin ana bölümlerinden biri değildir?

a-Hücre zarı b-Koful c-Çekirdek d-Sitoplazma

2-Hava hangi olayla temizlenir?

a-Solunumla b-Özümleme ile c-Yanma ile d-Soğuyarak

3-“Süblimleşme” deyince hangisi akla gelir?

a-Alkol b-Naftalin c-Şeker d-Su

4-“Öz kütle” ile eş anlamlı sözcük hangisidir?

a-Yoğunluk b-Hacim c-Ağırlık d-Enerji

5 –Şu canlılardan hangisi protisttir?

a-Terliksi b-Sirke bakterisi c-Difteri basili d-Nezle virüsü

6-Şunlardan hangisi uçtuğu halde kuş değildir?

a-Yarasa b-Atmaca c-Balıkçıl d -Martı

7-Şu canlılardan hangisi bir yönü ile ötekilerden farklıdır?

a-Kertenkele b-Kabak c-Solucan d-Fare

8-İlk oluşan kayaç türü hangisidir?

a-Püstürük k. B-Tortul k. C-Başkalaşım k. D-Toprak

9-İlk insan hangi zamanda ortaya çıktı?

a-Dördüncü b-Üçüncü c-İkinci d-Birinci

10-“Krater” deyince hangi seçenekteki yer yüzü şekli akla gelir?

a-Sıradağ b-Yanardağ c-Yayla d-Ova

CEVAP ANAHTARI

1- B 2- B 3- B 4-A 5-A 6-A 7-C 8-D 9- A 10-B

4.SINIF FEN BİLGİSİ SORU VE CEVAPLARI-13

1-)Aşağıdaki seçeneklerden hangisi madde değildir?

a-)taş b-)hava c-)altın d-)ışık

2-)Aşağıdakilerden hangisi bir cisim değildir?

a-)bardak b-)vazo c-)su d-)radyo

3-)Aşağıdakilerden hangisi maddenin ölçülebilir özelliklerindendir?

a-)rengi b-)kütlesi c-)tadı d-)kokusu

4-)Birkaç maddenin özelliklerini kaybetmeden oluşturdukları

topluluğa karışım adı verilir. Aşağıdakilerden hangisi bir karışımdır?

a-)reçel b-)hava c-)altın d-)salata

5-)Aşağıdakilerden hangisi fiziksel bir olaydır?

a-)Kağıdın yırtılması b-)Odunun yanması

c-)Demirin paslanması c-)Sütün yoğurt olması

6-)Topraktaki bitki ve hayvan atıklarının çürüyerek toprağa karışmasını,

sütün mayalanıp yoğurt olmasını sağlar. Tifo,verem,kolera ,tifüs gibi

hastalıklara neden olurlar. Özellikleri verilen canlı türü hangisidir?

a-)virüsler b-)protistler c-)bakteriler d-)mantarlar

7-)Aşağıdakilerden hangisi çiçeksiz bitkilerdendir?

a-)kiraz b-)elma c-)fasulye d-)eğrelti otu

8-)Aşağıdaki bitkilerden hangisinin kökünden besin olarak yararlanırız?

a-)patates b-)havuç c-)soğan d-)yer elması

9-)Aşağıdaki hayvan türlerinden hangisi omurgasızdır?

a-)solucanlar b-)balıklar c-)memeliler d-)kurbağalar

10-)Aşağıdakilerden hangisi memeli bir hayvandır?

a-)kanarya b-)kertenkele c-)koyun d-)güvercin

CEVAPLAR

1-)d 2-)c 3-)b 4-)c 5-)a 6-)c 7-)d 8-)b 9-)a 10-)c