1. Isı terimi iki şekilde kullanılmaktadır. Bilim adamları ısıyı, daha sıcak bir nesneden daha soğuk bir nesneye veya bu şekilde aktarılan enerjiye termal enerjinin transferini ifade etmek için kullanırlar. Isı miktarı, bir iş veya enerji ölçüsü olan Joule adı verilen bir birimde belirtilir. İki yaygın örnek, ısıyı güzel bir şekilde göstermektedir.
2. Bir fincan sıcak çay tuttuğunuzda ne olur? Eliniz fincandan ısı geldiğini hissediyor. Kaptan elinize termal enerjinin transferini hissediyorsunuz. Bunun olması için su molekülleri ısıtıldı ve hareket ettirildi. Fincana girdikten sonra, hareket eden moleküller fincanın içiyle çarpışarak onu ısıttı. Ardından, bu ısı, fincandan su ısıtıcısının dibine, suya, fincana ve son olarak elinize iletim yoluyla elinize aktarılır. İletim ve konveksiyon, ısının su ısıtıcısı ve fincan içinde dağılmasına yardımcı olur.
3. Soğuk bir bardak buzlu su tuttuğunuzda ne olacağını düşünüyorsunuz? Bu durumda elinizdeki moleküller soğuk içeceğin içindekilerden daha enerjik olduğu için elinizden bardağa ısı aktarılır. Eliniz soğuk cama ısı enerjisini kaybettiğiniz için üşüyor.
4. Değişim yoluyla iki nesnenin sıcaklığını değiştiren bu tür ısıya duyulur ısı denir çünkü onu hissedebiliriz. Fakat bir nesnenin gerçek sıcaklığını mı yoksa sadece ısı kazancını veya kaybını mı hissediyoruz? Bu deneyi deneyin: Aynı yerde metal bir nesne ile ahşap veya plastik bir nesne bulun. Ellerinizi her birinin üzerine koyun ve ne hissettiğinizi gözlemleyin. Git yap ve sonra geri dön ve okumaya devam et. Orada, metalin tahta veya plastikten daha soğuk hissettiğini hiç şüphesiz hissediyorsunuz, ancak her ikisi de bir süredir odadalar ve tamamen aynı sıcaklıkta. Bu deney, ısı kazancını ve kaybını gerçek sıcaklıktan daha fazla algıladığımızı gösteriyor. Deneyinizde metal, ısıyı elinizden daha hızlı uzaklaştırdı ve daha soğuk hissediyordu, ama öyle değildi.
Sıcaklık Nedir ve Nasıl Ölçeriz?
Sıcaklık , bir nesnedeki moleküllerin ortalama kinetik enerjisinin niceliksel bir ölçüsüdür – başka bir deyişle, sıcaklık veya soğukluk. Katı, sıvı veya gaz olsun, bir nesnenin sıcaklığının ölçülmesi, algılanabilir ısının nesneden bir tür ölçüm cihazına, genellikle bir termometreye aktarılmasını içerir. Resmi sıcaklıklar, gerekli olan doğruluğa ve ölçümün konumuna bağlı olarak çeşitli şekillerde ölçülür.
Cam içinde cıva termometre, sıcaklığı ölçmek için en bilinen araçtır. Cıva kullanışlı bir elementtir çünkü fiziksel özelliklerinin çoğu, Dünya’da deneyimlenen sıcaklık aralığında tutarlılığını korur. Cıvanın sıcaklığı arttıkça genişler ve tüpün çoğunu doldurur. Soğuduktan sonra cıva büzülür ve tüpü geri çeker.
Kızılötesi termometreler, sensörü yüzeye doğrultarak katı veya sıvı bir yüzeyin sıcaklığını hesaplar ve bu yüzey tarafından yayılan bir dizi dalga boyundaki enerjiyi ölçer. Denklemler daha sonra dalga boyunu enerjiyle ve enerjiyi sıcaklıkla ilişkilendirir. Kızılötesi termometri, yüzey çok uzakta olduğunda veya doğrudan ölçülemeyecek kadar tehlikeli olduğunda uygun olan bir uzaktan algılama şeklidir.
Ani ve hafif sıcaklık değişikliklerini çok hassas bir şekilde ölçmemiz gerektiğinde, enerji içeriğindeki farklılıkların bilgisayarlı bir veri kayıt cihazına bağlanabilen bir termoelektrik tepkiye neden olduğu özel termometreler kullanıyoruz. Sıcaklık, elektrik akımı miktarının ve elektrik devresinin direncinin bir fonksiyonu olarak ısı miktarını türeten özel denklemler kullanılarak hesaplanabilir.
Suyun kaynama ve donma noktaları arasında 100 Celsius derece ancak 180 Fahrenheit derece vardır. Yani bir Fahrenheit derecesi, Santigrat derecesinin yalnızca 100/180 (veya 5/9) kadardır. Bu gerçek, farklı “başlangıç noktası” (yani suyun donma noktası) ile birlikte Fahrenheit ve Celsius arasındaki dönüşümün temelini oluşturur. Fahrenheit’ten Celsius’a dönüştürmek için, başlangıç noktasının iki sistemde 32 derece kaydırılmış olmasına izin vermek için önce Fahrenheit sıcaklığından 32 derece çıkarmalıyız. O zaman, her ölçekte bir derecenin değerindeki farklılıklara izin vermek için 5/9 ile çarpmalıyız. İleri geri dönüştürmek için denklemler aşağıdaki gibidir:
C = 5/9 x (F? 32) F = (C x 9/5) + 32
Hem Celsius hem de Fahrenheit ölçekleri, sıfır derecenin iç enerji eksikliği olduğu anlamına gelmemesi anlamında “keyfi” dir. Benzer şekilde, Fahrenheit sıcaklığının 40 ° ‘den 80 °’ ye ikiye katlanması, iki kat daha fazla iç enerji olduğu anlamına gelmez. Bilimsel hesaplamalarda, iç enerjideki değişiklikleri bir sistem tarafından kazanılan veya kaybedilen mutlak ısı miktarı ile ilişkilendirmemize izin veren bir sıcaklık ölçeğine ihtiyacımız var.
Kelvin sıcaklık ölçeği (K), bu sorunları çözmek için “mutlak” bir sıcaklık ölçeği olarak tasarlanmıştır. Kelvin sisteminde, 0 K, iç enerjinin olmadığı ve tüm moleküler hareketin teorik olarak durduğu sıcaklığa karşılık gelir. Bu sıcaklık mutlak sıfır olarak bilinir ve? 273 ° C veya? 460 ° F’dir. Moleküllerin iç enerjisini ikiye katlamak, hızlarını ikiye katlayacak ve Kelvin sıcaklığının ikiye katlanmasıyla ilişkilendirilecektir. Kelvin sisteminde su 273 K’da donar ve 373 K’da kaynar. Celsius’tan Kelvin sıcaklığına çevirmek kolaydır:
K = C + 273 veya C = K? 273
Fahrenheit ve Kelvin arasındaki dönüşümler, önce Celsius’a ve sonra diğer ölçeğe dönüştürülerek yapılabilir. Kelvin ölçeğiyle sıcaklıkları bildirirken derece sembolü kullanmadığımıza dikkat edin.
Kaç İstasyon Sıcaklık Bildiriyor?
Bu küre, en az on yıllardır sıcaklık veri setlerine sahip hava istasyonlarının dünya çapındaki dağılımının bir bölümünü göstermektedir. Dağılım düzensizdir, çoğu istasyon karadadır ve okyanus bölgelerinde (adalarda) nispeten az istasyon vardır. İstasyonların çoğu, özellikle doğu ABD gibi daha gelişmiş bölgelerin ovalarında yoğun nüfuslu alanlarda yoğunlaşmıştır. Güney Amerika’nın merkezi ( Amazon yağmur ormanı) gibi diğer bölgeler, oldukça geniş alanları temsil eden çok az istasyona sahiptir. Son yıllarda, uzaktan algılama teknikleri gerçek anlamda küresel sıcaklık kapsamına izin vermiştir, ancak bu veri kümeleri geçmişe kadar mevcut değildir.
