Konveksiyon Yolu
Sıcaklıkları farklı ve etkileşim halindeki sistem arasında ısı iletimi gerçekleşir. Bu ısı iletimi maddenin fiziksel haline ve maddenin cinsine göre değişiklik gösterir.
Isının yayılma yolları 3 çeşittir. Bunlar;
- Isının iletim yolu ile transferi
- Isının konveksiyon yolu ile transferi
- Isının ışıma yolu ile transferi
Şimdi bu ısı yayılma yollarını tek tek açıklayarak örnekler verelim.
Ayrıca bkz: Isıl Denge ve Denge Sıcaklığı
Isının İletim Yolu ile Transferi
Bir maddeye ısı verildiğinde zaman o maddenin ısı kaynağına yakın olan tarafındaki atom ve moleküller enerji artmaya başlar. Enerji alanı bu moleküllerin titreşimleri de artar. Titreşimleri artan bu tanecikler yakınlarındaki diğer taneciklere çarpar ve onların da enerji kazanmasını sağlayarak titreşmesine neden olur. Böylece bu ısı enerjisi maddenin diğer taraflarına da iletilmiş olur.
Günlük hayattan örnek vermek gerekirse; çay dolu bir bardağın içerisine metal bir çay kaşığı konulduğu zaman, başlangıçta soğuk olan çay kaşığının sap kısmı bir süre sonra ısınır. Bunun nedeni ise ısının iletim yolu ile transferi sayesinde çay kaşığının bir ucundan diğer ucuna kadar yayılmasıdır. Örneğin bir çakmak ile metal bir nesnenin bir ucunu ısıttığınız zaman bir süre sonra metal nesnenin diğer ucuna kadar ısı iletilmiş olacaktır.
Isının iletim yolu ile transfer edilebilmesi için maddenin tanecikleri arasındaki mesafenin yakın olması gerekmektedir. Katı maddelerde bu tanecikler arasındaki mesafe oldukça yakın olduğu için moleküller titreşir ve bu titreşim hareketini birbirlerine aktararak ısıyı iletirler. Isı iletimi katı maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Sıvı ve gazlarda tanecikler arasındaki mesafe uzak olduğu için ısının iletim yolu ile transferi çok düşüktür. Bu yüzden sıvılar ve gazlarda görmezden gelinir.
Isının Konveksiyon Yolu ile Transferi
Sıvı ve gaz haldeki maddelerin tanecikleri serbest bir halde hareket etmektedir. Böylece madde içerisinde hareket ederek bir noktadan başka bir noktaya hareket edebiliyorlar. Titreşim hareketinin yanı sıra öteleme hareketi de yapmış oluyor.
Isı enerjisi yüksek taneciklerin düşük taneciklerle yer değiştirmesi ısının konveksiyon yoluyla iletimidir. Bu olayın sebebi, sıcaklığı artan madde moleküllerinin hacminin genişlemesi ve bunun sonucunda da özkütlelerinin azalmasıdır. Isı alan maddenin taneciklerinin arasındaki boşluk ve dolayısıyla maddenin hacmi artar.
Günlük hayattan örnek vermek gerekirse, yukarıdaki odanın ısınması resminden de görüleceği üzere ısı kaynağına yakın olan bölgede gazın özkütlesi, uzak olan bölgeye oranla azalır. Özkütlesi azalan hava yükselirken özkütlesi büyük olan soğuk hava aşağı doğru iner. Isı kaynağı enerji verdiği sürece odadaki sıcak ve soğuk hava sürekli yer değiştirir. Bu şekilde termal enerji, sıcaklığı yüksek olan bölgeden düşük olan bölgeye doğru aktarılmış olur.
Bardağa doldurulan çayın soğuma nedeni de ısı alışverişidir. Çaydaki sıcaklık bardağa iletilir ve bardaktan da havaya ısı akışı geçer. Çaydan bardağa ve bardaktan havaya olan bu ısı akışı aynı zamanda iletim yolu ile ısı akışına örnektir. Çay bardağının etrafındaki hava genleşir ve yükselir. Yükselen havanın yerini daha soğuk, daha yoğun hava alır. Bu alışveriş, çayın sıcaklığı çevresiyle eşit oluncaya yani çay soğuyuncaya kadar devam eder.
Isının Işıma Yolu ile Transferi
Isının ışıma yolu ile transferinde maddesel bir ortama ihtiyaç yoktur. diğer ısının transferi yöntemlerinde olduğu gibi ısının yayılması için hava ya da su gibi maddesel ortam gerekmez. Bu yüzden ısının ışıma yolu ile boşlukta yayılması da mümkündür.
Işıma veya Termal Işıma: Isı enerjisinin ışınlarla dalgalar hâlinde yayılması olayına denir.
Mutlak donma noktası olan 16 oC’den yüksek sıcaklığa sahip olan her varlık ışıma monash.pw ışımalar gözle görülmez ve tespit etmek için termal kameralar kullanılır. Işıma yapan cismin sıcaklığı ile ışımanın şiddeti doğru orantılıdır.
Günlük hayattan örnek vermek gerekirse, kamp ateşini örnek vermek yeterli olur. kamp ateşinin etrafında oturan insanların ateşe dönük olan tarafları daha çok ısınır. Bunun nedeni ise termal ışımaya maruz kalmasıdır. İletim ve konveksiyon yolu ile iletim çok az olur ancak esas ısınma ışıma yoluyla olur. Bir diğer örnek ise Güneş’in Dünya’mızı ısıtması olayıdır. oC yüzey sıcaklığına sahip olan Güneşʼin yaptığı bu ışımalar sayesinde Dünya ısınmaktadır.
Isı İletim Yolları İle İlgili Sorular
- Isı iletim yolları nelerdir?
- Isı iletimi maddenin hangi özelliklerine göre değişiklik gösterir?
- İletim yoluyla ısının yayılması nasıl olur?
- İletim yoluyla ısının yayılmasına örnekler veriniz?
- Konveksiyon yolu ile ısı iletimi nasıl olur?
- Konveksiyon yoluyla ısı iletimine örnekler veriniz?
- Işıma yoluyla ısı iletimi nasıl olur?
- Işıma yoluyla ısı iletimine örnekler veriniz?
- Termal ışıma nedir?
Sponsorlu Bağlantılar
Bilge
Bir tank içindeki akışkanın taşınım çizelgesi
Doğal konveksiyon, akışkan içinde var olan sıcaklık farkları sebebi ile akışkanın hareket etmesi ile ortaya çıkan konveksiyondur. Örneğin ısınan sıcak havanınradyatör yüzeyinden yukarı doğru yükselmesi.
Doğal konveksiyonun temel dayanak noktası, ısınan akışkanın daha yukarı (yüzeye) çıkmaya yatkın hâle gelmesi, yani yükselmesi ve daha soğuk akışkanın aşağı (dibe) hareket etmesidir. Kütleçekimi veya santrifüj gibi ivme alanları içinde çeşitli sıcaklıklarda sıcaklık değişimleri yüzünden gaz veya sıvı genişleme veya kısılmaya uğradığında doğal konveksiyon oluşur. Kütleçekimi olmadığında yükselme faktörü olmayacağından doğal taşınım olmaz.
Zorlanmış konveksiyon ise akışkan hareketi dıştan gelen bir etki ile (bir pompa veya fan gibi) olduğunda oluşur. Örneğin fanlı ısıtıcılar, fan soğuk havayı ısıtma elemanına üfler ve hava ısınırsa yine benzer şekilde bir insan yemeğini soğutmak için üflediğinde, zorlanmış konveksiyon kullanmış olur.
Bir yüzeyde oluşan konveksiyon[değiştir Konveksiyon Yöntemiyle Isı Akışını Gözlemleyelim
Isı üç yolla yayılır: iletim, radyasyon (ışınım) ve konveksiyon.
Doğadaki birçok olayda konveksiyon ile ısı yayılımını gözlemleyebiliriz. Örneğin jeotermal enerji, yer altından yerin yüzeyine konveksiyonla taşınır.
Deneyler köşesinin bu projesinde evde kolayca bulabileceğiniz malzemeleri kullanarak konveksiyonla ısının nasıl yayıldığını gözlemliyoruz.
Bilmekte Fayda Var!
Enerji Nedir?
Enerji, değişime neden olma veya iş yapabilme yeteneğidir. Dünya’daki her canlının enerjisi vardır.
Dünya'daki enerjinin ana kaynağı Güneş'tir. Bitkiler fotosentez yoluyla ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür. Bitkilerle beslenen canlılar da dolaylı olarak güneş enerjisinden yararlanır.
Enerji Türleri Nedir?
Enerji türlerinden biri de ısı enerjisidir. Bir maddenin sahip olduğu ısı enerjisinin kaynağı, içeriğindeki parçacıkların yaptığı düzensiz hareketlerdir.
Isı daima sıcak bir nesneden soğuk nesneye doğru akar. Örneğin oda sıcaklığındaki bir fincana biraz sıcak çikolata koyar ve ardından fincana dokunursanız, fincanın sıcak olduğunu fark edersiniz. Çünkü sıcak çikolatadan fincana ısı transferi olmuştur.
Konveksiyon Nedir?
İki madde arasındaki ısı alışverişinin nasıl gerçekleşeceği maddelerin fiziksel durumuna ve bu durum için hangi yolla ısı aktarımının daha verimli olduğuna bağlıdır. Örneğin katılarda ısı transferi, enerjinin bir parçacıktan diğerine doğrudan transferi olan iletim yoluyla gerçekleşirken Güneş’ten Dünya’ya ısı transferi radyasyon şeklinde olur. Sıvılarda ve gazlarda ısıyı aktarmanın en verimli yolu ise genellikle konveksiyondur.
filo/monash.pw
Bir madde ısıtıldığında yapısındaki atom ve moleküller daha hızlı hareket etmeye başlar. Hızlı hareket etmeye başlayan atom ve moleküller ise daha sık çarpışır. Bu durum atom ve moleküllerin birbirlerinden daha da uzaklaşmasına yani malzemenin genleşmesine sebep olur. Bu yüzden ısıtılan sıvıların ve gazların genellikle hacmi artar ve yoğunluğu azalır.
blueringmedia/monash.pw
Konveksiyon Nasıl Gerçekleşir?
Konveksiyon sırasında ısınan sıvı veya gaz, yoğunluğu azaldığı için bulunduğu ortamda yükselmeye başlar. Bu sırada sahip olduğu yüksek enerjinin bir kısmını etraftaki düşük enerjili parçacıklara aktarır. Isınan madde yükselirken yerini hızla etraftaki soğuk maddeler doldurur. Bu duruma bir tencerede kaynayan suyu örnek verebiliriz. Tencerenin alt kısmında ısınan su yükselmeye başlar ve sıcak suyun boşalttığı yerlere yukarıdan gelen görece daha soğuk sular dolar.
blueringmedia/monash.pw
Isınan su yukarı doğru hareket ederken boşalttığı yerlere soğuk su dolar.
Jeotermal Enerjinin Kaynağı Nedir?
Jeotermal enerjinin kaynağı; yer kabuğunun magma gibi alt katmanlarında biriken ısının etkisiyle ortaya çıkan, çözünmüş mineraller ve çeşitli tuzlar içeren, basınç altındaki sıcak su, buhar ve gazlardır. Bu maddeler konveksiyon yöntemiyle yerin yüzeyine taşınır. Konveksiyon enerjisi o kadar güçlüdür ki kıtaları bile manto üzerinde hareket ettiren güçlerden birisidir. Jeotermal enerjiye örnek olarak kaplıcaları, yanardağ patlamaları sonucu açığa çıkan lavları ve gazları verebiliriz.
Nelere İhtiyacımız Var?
- 2 adet aynı boyda cam şişe
- Sıcak su (Elinizi yakmayacak kadar ısıtmanız yeterli.)
- Soğuk su
- 1 adet renkli gıda boyası (Mürekkep de kullanılabilir.)
- Yağlı kâğıt
Ne Yapıyoruz?
Ne Oldu?
Konveksiyon sırasında ısınan sıcak sıvı, soğuk sıvıdan daha az yoğun olduğu için soğuk sıvının üzerine çıkar. Bu hareket sırasında sıcak sıvıdan soğuk sıvıya ısı aktarılır. Aynı zamanda yükselen sıcak sıvının yerini soğuk sıvı alır. Yani ısı kabın içinde konveksiyonla yayılır.
Sıcak su ile dolu cam şişeyi soğuk su ile dolu cam şişenin üzerine yerleştirdiğimizde, yoğunluğu daha fazla olan soğuk su alt şişede, yoğunluğu daha az olan sıcak su ise üst şişede kaldı. Yani konveksiyon meydana gelmedi. Soğuk su ile dolu cam şişeyi sıcak su ile dolu cam şişenin üzerine yerleştirdiğimizde, yoğunluğu daha az olan sıcak su üst şişeye doğru yükseldi, soğuk su ise alttaki şişeye doğru hareket etti. Isının konveksiyonla yayılımını suya eklediğimiz mavi gıda boyası sayesinde kolayca gözlemleyebildik.
Kaynaklar:
Konveksiyon Nedir? Konveksiyon Neye Bağlı Olarak Artar?
Haberin DevamıFizik ve kimya alanlarında hatta veterinerlik ve su ürünleri alanlarında da konveksiyon terimi sıklıkla kullanılmaktadır. Konveksiyon terimi ısı ile ilgili olan bir terimdir. Isı bir enerjidir. Isı enerjisi alınıp verilebilir.
Konveksiyon Nedir?
Isı enerji türlerinden biridir. Isı çok farklı yollar ile yayılabilir. Isının yayılması katı yüzeylerin üzerinde akışkan olan sıvıların etkisi ile gerçekleşiyorsa, bu ısı yayılım haline konveksiyon denilmektedir. Isının bir enerji olmasıyla günlük yaşamda ondan faydalanmamız kolaylaşır. Bu sebeple ısınma ihtiyacını ısı üretecek doğal olan kaynakları kullanarak yapmaktayız. Isı iletimi konveksiyon şeklinde yayılması, bir maddenin ısı enerjisiyle ısıtılması anlamına gelir. Katı olan yüzeylerde meydana gelen bu iletim şekli akımlarla gerçekleşmektedir.
Haberin DevamıIsı transferinin meydana gelmesiyle ısı aktarımı da oluşur. Enerji aktarımının meydana gelmesi, enerjinin birden fazla alanda etkin kılınmasını sağlamaktadır. Konveksiyon olarak ısının iletilmesinde aktarımda kullanılan katı yüzeyin etkisi bulunuyor. Bir tencere içerisine konulan suyun, buhar basıncının etkisiyle kaynama noktasına gelinceye kadar enerji aktarımı sağlanmaktadır. Bu şekilde belirli sıcaklıkta kaynama gerçekleşir ve aynı zamanda konveksiyon ile bir ısı aktarımı mevcuttur.
Konveksiyon Neye Bağlı Olarak Artar?
Konveksiyon sıvılarda ve gazlarda taneciklerin yer değiştirmesiyle gerçekleşir. Konveksiyon artışı sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık arttıkça konveksiyon artı gösterir. Soğuk olan tanecikler aşağı doğru hareket ederler. Sıcaklığın artmasıyla birlikte taneciklerde hareketlenmeler aratacaktır. Sıcaklık etkisiyle hızla yükselen tanecikler olacak ve daha soğuk olan tanecikler hızla aşağı doğru hareket edecektir.
Konveksiyon yolu ile ısı enerjisinin yayılması bu şekilde gerçekleşir ve konveksiyon artışı sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık ile konveksiyon arasında doğru orantı bulunur. Doğru orantılı olarak sıcaklık arttıkça konveksiyon da artar. Konveksiyon ile ısının yayılmasına örnek olarak kalorifer peteklerinin odayı ısıtması örnek verilebilir. Konveksiyon ile ısı yayılı günlük hayatta çok yerde karşımıza çıkar.
Konveksiyon Yöntemiyle Isı Akışını Gözlemleyelim
Isı üç yolla yayılır: iletim, radyasyon (ışınım) ve konveksiyon.
Doğadaki birçok olayda konveksiyon ile ısı yayılımını gözlemleyebiliriz. Örneğin jeotermal enerji, yer altından yerin yüzeyine konveksiyonla taşınır.
Deneyler köşesinin bu projesinde evde kolayca bulabileceğiniz malzemeleri kullanarak konveksiyonla ısının nasıl yayıldığını gözlemliyoruz.
Bilmekte Fayda Var!
Enerji Nedir?
Enerji, değişime neden olma veya iş yapabilme yeteneğidir. Dünya’daki her canlının enerjisi vardır.
Dünya'daki enerjinin ana kaynağı Güneş'tir. Bitkiler fotosentez yoluyla ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür. Bitkilerle beslenen canlılar da dolaylı olarak güneş enerjisinden yararlanır.
Enerji Türleri Nedir?
Enerji türlerinden biri de ısı enerjisidir. Bir maddenin sahip olduğu ısı enerjisinin kaynağı, içeriğindeki parçacıkların yaptığı düzensiz hareketlerdir.
Isı daima sıcak bir nesneden soğuk nesneye doğru akar. Örneğin oda sıcaklığındaki bir fincana biraz sıcak çikolata koyar ve ardından fincana dokunursanız, fincanın sıcak olduğunu fark edersiniz. Çünkü sıcak çikolatadan fincana ısı transferi olmuştur.
Konveksiyon Nedir?
İki madde arasındaki ısı alışverişinin nasıl gerçekleşeceği maddelerin fiziksel durumuna ve bu durum için hangi yolla ısı aktarımının daha verimli olduğuna bağlıdır. Örneğin katılarda ısı transferi, enerjinin bir parçacıktan diğerine doğrudan transferi olan iletim yoluyla gerçekleşirken Güneş’ten Dünya’ya ısı transferi radyasyon şeklinde olur. Sıvılarda ve gazlarda ısıyı aktarmanın en verimli yolu ise genellikle konveksiyondur.
filo/monash.pw
Bir madde ısıtıldığında yapısındaki atom ve moleküller daha hızlı hareket etmeye başlar. Hızlı hareket etmeye başlayan atom ve moleküller ise daha sık çarpışır. Bu durum atom ve moleküllerin birbirlerinden daha da uzaklaşmasına yani malzemenin genleşmesine sebep olur. Bu yüzden ısıtılan sıvıların ve gazların genellikle hacmi artar ve yoğunluğu azalır.
blueringmedia/monash.pw
Konveksiyon Nasıl Gerçekleşir?
Konveksiyon sırasında ısınan sıvı veya gaz, yoğunluğu azaldığı için bulunduğu ortamda yükselmeye başlar. Bu sırada sahip olduğu yüksek enerjinin bir kısmını etraftaki düşük enerjili parçacıklara aktarır. Isınan madde yükselirken yerini hızla etraftaki soğuk maddeler doldurur. Bu duruma bir tencerede kaynayan suyu örnek verebiliriz. Tencerenin alt kısmında ısınan su yükselmeye başlar ve sıcak suyun boşalttığı yerlere yukarıdan gelen görece daha soğuk sular dolar.
blueringmedia/monash.pw
Isınan su yukarı doğru hareket ederken boşalttığı yerlere soğuk su dolar.
Jeotermal Enerjinin Kaynağı Nedir?
Jeotermal enerjinin kaynağı; yer kabuğunun magma gibi alt katmanlarında biriken ısının etkisiyle ortaya çıkan, çözünmüş mineraller ve çeşitli tuzlar içeren, basınç altındaki sıcak su, buhar ve gazlardır. Bu maddeler konveksiyon yöntemiyle yerin yüzeyine taşınır. Konveksiyon enerjisi o kadar güçlüdür ki kıtaları bile manto üzerinde hareket ettiren güçlerden birisidir. Jeotermal enerjiye örnek olarak kaplıcaları, yanardağ patlamaları sonucu açığa çıkan lavları ve gazları verebiliriz.
Nelere İhtiyacımız Var?
- 2 adet aynı boyda cam şişe
- Sıcak su (Elinizi yakmayacak kadar ısıtmanız yeterli.)
- Soğuk su
- 1 adet renkli gıda boyası (Mürekkep de kullanılabilir.)
- Yağlı kâğıt
Ne Yapıyoruz?
Ne Oldu?
Konveksiyon sırasında ısınan sıcak sıvı, soğuk sıvıdan daha az yoğun olduğu için soğuk sıvının üzerine çıkar. Bu hareket sırasında sıcak sıvıdan soğuk sıvıya ısı aktarılır. Aynı zamanda yükselen sıcak sıvının yerini soğuk sıvı alır. Yani ısı kabın içinde konveksiyonla yayılır.
Sıcak su ile dolu cam şişeyi soğuk su ile dolu cam şişenin üzerine yerleştirdiğimizde, yoğunluğu daha fazla olan soğuk su alt şişede, yoğunluğu daha az olan sıcak su ise üst şişede kaldı. Yani konveksiyon meydana gelmedi. Soğuk su ile dolu cam şişeyi sıcak su ile dolu cam şişenin üzerine yerleştirdiğimizde, yoğunluğu daha az olan sıcak su üst şişeye doğru yükseldi, soğuk su ise alttaki şişeye doğru hareket etti. Isının konveksiyonla yayılımını suya eklediğimiz mavi gıda boyası sayesinde kolayca gözlemleyebildik.
Kaynaklar:
Konveksiyon Nedir? Konveksiyon Neye Bağlı Olarak Artar?
Fizik ve kimya alanlarında hatta veterinerlik ve su ürünleri alanlarında da konveksiyon terimi sıklıkla kullanılmaktadır. Konveksiyon terimi ısı ile ilgili olan bir terimdir. Isı bir enerjidir. Isı enerjisi alınıp verilebilir.
Konveksiyon Nedir?
Isı enerji türlerinden biridir. Isı çok farklı yollar ile yayılabilir. Isının yayılması katı yüzeylerin üzerinde akışkan olan sıvıların etkisi ile gerçekleşiyorsa, bu ısı yayılım haline konveksiyon denilmektedir. Isının bir enerji olmasıyla günlük yaşamda ondan faydalanmamız kolaylaşır. Bu sebeple ısınma ihtiyacını ısı üretecek doğal olan kaynakları kullanarak yapmaktayız. Isı iletimi konveksiyon şeklinde yayılması, bir maddenin ısı enerjisiyle ısıtılması anlamına gelir. Katı olan yüzeylerde meydana gelen bu iletim şekli akımlarla gerçekleşmektedir.
Isı transferinin meydana gelmesiyle ısı aktarımı da oluşur. Enerji aktarımının meydana gelmesi, enerjinin birden fazla alanda etkin kılınmasını sağlamaktadır. Konveksiyon olarak ısının iletilmesinde aktarımda kullanılan katı yüzeyin etkisi bulunuyor. Bir tencere içerisine konulan suyun, buhar basıncının etkisiyle kaynama noktasına gelinceye kadar enerji aktarımı sağlanmaktadır. Bu şekilde belirli sıcaklıkta kaynama gerçekleşir ve aynı zamanda konveksiyon ile bir ısı aktarımı mevcuttur.
Konveksiyon Neye Bağlı Olarak Artar?
Konveksiyon sıvılarda ve gazlarda taneciklerin yer değiştirmesiyle gerçekleşir. Konveksiyon artışı sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık arttıkça konveksiyon artı gösterir. Soğuk olan tanecikler aşağı doğru hareket ederler. Sıcaklığın artmasıyla birlikte taneciklerde hareketlenmeler aratacaktır. Sıcaklık etkisiyle hızla yükselen tanecikler olacak ve daha soğuk olan tanecikler hızla aşağı doğru hareket edecektir.
Konveksiyon yolu ile ısı enerjisinin yayılması bu şekilde gerçekleşir ve konveksiyon artışı sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık ile konveksiyon arasında doğru orantı bulunur. Doğru orantılı olarak sıcaklık arttıkça konveksiyon da artar. Konveksiyon ile ısının yayılmasına örnek olarak kalorifer peteklerinin odayı ısıtması örnek verilebilir. Konveksiyon ile ısı yayılı günlük hayatta çok yerde karşımıza çıkar.