Sıcaklık / Isı Birimleri Hesaplama | Sen iste o hesaplasın!

Sıcaklık / Isı Birimleri Hesaplama

Sıcaklık ve ısı zannedilenin aksine birbirinden farklı şeyleri ifade etmektedir. Sıklıkla yapılan bu hatanın önüne geçmek için öncelikle bu iki kelimenin tanımını yapıp, bu konudan biraz bahsetmemiz gerekiyor. Öncelikle ısı, belirli bir sıcaklıkta olan bir sisteme ait sınırlardan, daha düşük bir sıcaklığa sahip olan sisteme, sıcaklık farkı sebebi ile geçen enerjiye verilen isimdir. Yani ısı söz konusu olduğu zaman enerjiden bahsedilmektedir. Oysa sıcaklık, bir cisme ait soğukluğun ya da sıcaklığın bir ölçüsüdür. Sıcaklık, bir maddenin ısıl durumunu belirtir ve bununla birlikte ısı geçişine sebep olan etken olarak da tanımlanır. Sıcaklık ölçme birimleri olarak sıklıkla kullanılan birimler, Celcius, Fahrenheit, Kelvin ve Réaumur şeklindedir. Oysa ısının birimi Uluslararası Birimler Sistemine göre Joule olarak kabul edilmiştir. Bununla birlikte çeşitli mühendislik alanlarında kalori ya da BTU adı verilen İngiliz ısı birimi kullanılmaktadır. Yazımızın devamında öncelikle sıcaklık ve ısı tanımlarını ve bu iki kavram arasındaki farkları anlatacak ve ardından her iki kavram ile ilgili olarak ölçüm birimlerinden bahsedip Sıcaklık / Isı Birimleri Hesaplama işlemlerine geçiş yapacağız.

Sıcaklık Nedir?

Sıcaklık duyular ile algılanmakta olan ve genellikle soğuk ya da sıcak terimleri ile ifade edilse de esasında teknik açıdan yanlış bir şekilde ifade edilmiş olur. İki farklı cismin birbiri ile temas etmesi halinde sıcak olan soğurken, soğuk olan da ısınmaktadır. İki cismin sıcaklıkları arasındaki farka göre değişkenlik gösterecek olan belirli bir süre zarfı boyunca temas halinde kalan cisimler en nihayetinde aynı sıcaklığa gelecektir. Sıcaklık, noktasal bir özelliktir. Bir maddenin ortalama bir hıza sahip olan herhangi bir molekülünün, kinetik enerjisi ile doğru orantılı olan büyüklüğüne sıcaklık denmektedir. Enerjinin mikroskobik ortamdaki statik hâlidir. Sıcaklığı ölçmek için kullanılan cihaza termometre adı verilmektedir. Sıcaklık, genleşmeye bakılarak dolaylı bir şekilde ölçülebilmektedir.

Isı Nedir?

Isı, iş ile aynı şekilde bir tür enerji transfer biçimidir. Isı sistem sınırlarında ve geçiş halindeyken belirlenebilmektedir.  Isı sistemin bir tür durum fonksiyonu değildir. Kinetik kurama göre ısı, fotonların ve moleküllerin etkileşimleri ve hareketleri sonucu ortaya çıkmaktadır. Isı, bir enerji olduğundan dolayı skalerdir ve birimi J ile gösterilen Joule’dur. Termodinamik yasalar kullanılarak matematiksel bir şekilde hesaplanabileceği gibi kalorimetre yardımı ile de doğrudan ölçülebilmektedir. Isı, istatistiksel mekaniğin ve termodinamiğin en temel kavramıdır. Mühendislik, kimya ve diğer disiplinler için de büyük bir önem arz etmektedir.

Isı ve Sıcaklık Farkı

Sıcaklık, bir cismin soğukluğunun ya da sıcaklığının ve sistemin ortalama moleküler kinetik enerjisine ait bir ölçüdür. Gazlar için kinetik enerji, mutlak sıcaklık dereceleri ile orantılıdır. Yani ısı ve sıcaklık arasındaki farkı en basit haliyle ifade etmek gerekirse ısının bir enerji, sıcaklığın ise bir ölçü olduğunu söylememiz gerekir.

Sıcaklık Ölçme Birimleri

Sıcaklığı ölçmek için kullanılmakta olan çeşitli birimler bulunmaktadır. En sık kullanılan sıcaklık birimi santigrat olarak da bilinen Celcius’tur. Celcius, suyun kaynama noktası ile deniz seviyesinde yer alan buzun erime noktası arasındaki sıcaklık farkını 100 parçaya bölmektedir. Suyun kaynama noktası 100 iken, buzun erime noktası 0’dır.

Fahrenheit, sıklıkla kullanılan sıcaklık birimlerinden bir diğeridir. Fahrenheit sıcaklık birimine göre suyun donma sıcaklığı 32 iken, kaynama sıcaklığı 212 derece olarak belirlenmiştir. Her iki nokta arası ise 180 dereceye bölünmüştür.

Kelvin birimi ise Celcius derecesiyle aynı olmasıyla bilinse de sıfır noktası olarak mutlak sıfırı esas almış bir ölçü birimidir. Mutlak sıfır -273.15 °C’dir.

Réaumur ise Celcius ile aynı aralığı kullansa da bu aralığı 80 farklı parçaya bölmüştür.

Sıcaklık Skalası İçin Karşılaştırma Tablosu

Bu tabloda, kullanılmakta olan sıcaklık ölçme birimleri ve bu birimler arasındaki karşılaştırmaları çeşitli yorumlara göre görebiliriz.

Isı Ölçme Birimleri

Isı ölçme birimi olarak bahsetmiş olduğumuz Joule, BTU ve kaloriye değinelim.

Joule: Joule, bir İngilizce fizikçisi olan James Prescott Joule’un adı ile birlikte kullanılan enerji ya da ısı birimine verilen addır. Bir Newton’luk kuvvete sahip olan bir cismin kuvveti doğrultusunda bir metrelik hareketi ile ortaya çıkan işe verilen addır.

BTU, yani British Thermal Unit bir İngilizce Isı birimidir. Bir libre yani 453,6 gram suyun sıcaklığı 63 Fahrenheit’tan, 64 Fahrenheit’a çıkması için gerekli olan enerji miktarı olarka kullanılmaktadır. Bunun Celcius olarak karşılığı ise 17.2222 Santigrat ve 17.7778 Santigrattır. Verilmiş olan bu tanım, sıcaklık değişimlerinin 1 atmosferlik basınç altında ölçülmüş olan şartlarda geçerli kabul edilir.

Kalori, atmosfer basıncında 1 gramlık suyun sıcaklığını 1 Santigrat derece arttırmak için gerekli olan enerji miktarına verilen addır.

Sıcaklık / Isı Birimleri Hesaplama İşlemleri

Sıcaklık Birimleri Hesaplama işlemlerini gerçekleştirebilmek için elimizde birkaç formül olması gerekmektedir. Bu noktada sizler için iki farklı formül verebiliriz.

Şimdi bu formüller üzerinden sıcaklık birimleri hesaplama örnekleri gösterelim.

Örnek 1

Elimizde 100 Celcius olduğunu ve bu sıcaklık birimini diğer birimlere çevirmemiz gerektiğini düşünelim. Soldaki formüle göre işlem yapmamız gerekirse öncelikle “C” harfinin yerine 100 koyar ve işlemimize koyuluruz. Bu durumda 100/100’den sonuç 1 çıkacaktır. Celcius’un Fahrenheit karşılığını bulmak için içler dışlar çarpımı yapmamız gerekir. Böylece 1 ile 180 sayısı çarpar ve ardından 32 ekleyerek 212 sayısına ulaşırız. Bu da 100 Celcius’un Fahrenheit cinsinden değerini bize verecektir.

Dilerseniz aynı işlemi sağdaki tablo üzerinden gerçekleştirelim. Bunun için yine Celcius’u yerine koyacağız. Bu durumda karşımıza şöyle bir tablo gelecektir.

F = 100 x 1.8 +32

Bu işlemin sonucu ise yine aynı şekilde 212 çıkacaktır. Hangi yöntem daha kolay geldiyse o yöntemi uygulayabilirsiniz.

Örnek 2

Bu örneğimizde ise Fahrenheit üzerinden yola çıkarak Kelvin hesaplayalım. Yani, Fahrenheit’ı Kelvin’e dönüştürelim. bunun için de Biraz önce bulmuş olduğumuz 212 sayısını kullanalım.

212 Fahrenheit’ı solda yer alan formülde yerine koyduğumuz zaman, 212 sayısından 32 sayısını çıkartır ve 180 sonucuna ulaşırız. 180 sayısını da kendisine bölerek 1 sonucuna ulaşırız. Biraz önce de yaptığımı gibi yine içler dışlar çarpımı yaparak 1 sayısı ile 100 sayısını çarpar ve 100 sayısına ulaşırız. Ardından bu sayıyı 273 ile toplayarak 100 Fahrenheit’ın Kelvin cinsinden değerinin 373 olduğunu buluruz.

Örnek 3

Bu örneğimizde ise biraz önce bulmuş olduğumuz Kelvin değerini Celcius cinsinden yazacağız. 373 Kelvin dereceyi yerine koyduğumuz vakit, 373 sayısından 273 sayısını çıkartır ve 100 sayısına ulaşırız. Bu sayıyı paydada yer alan 100 sayısına bölerek de 1 sayısına ulaşırız. İçler dışlar çarpımı yaptığımız zaman C’nin karşılığı olarak doğrudan 100 sonucuna ulaşabiliriz.

Aynı işlemleri sağda yer alan tablo üzerinden yapmak istediğimiz takdirde de yine aynı sonuca ulaşırız. Sol ve sağ formüllerde yer alan tek fark sol formülde daha basit düzeyde işlemlerin anlatılması için mutlak sıfır doğrudan 273 derece olarak alındığı için ortaya çıkacaktır. Zira sağ tarafta yer alan formülde mutlak sıfırın esas değeri olan 273.15 derecesinin kullanıldığını görebilirsiniz.

Isı Birimleri Hesaplama İşlemleri

Isı birimlerinden Joule konusunda yapılacak olan ısı birimleri hesaplama işlemlerini yazımızın sonunda yer alan linke tıklayarak yine sitemizde olan diğer bir yazıdan ulaşabilirsiniz.

Kalori hesaplama işlemlerini gerçekleştirebilmek için ise aşağıda yer alan tabloyu kullanmanız yeterli olacaktır.

Bu tabloda yapılacak olan işlemleri şu şekilde yapmanız gerekmektedir.

Örneğin; 1 KiloKalori = 1000 Kalori anlamına gelmektedir. Tablonun sol kesiminde yer alan 1 kalori için 10 üzeri 3 yani 1.000 kilokalori değerini görebilirsiniz. Yine buna benzer şekilde birçok farklı kalori birimi arasında geçişler yapabilirsiniz.

Bu yazıda görmüş olduğunuz işlemleri gerçekleştirmekte zorluk çekiyorsanız bu tür işlemler için hazırlanmış olan programları kullanmanız yeterli olacaktır.

Joule Hesaplama İşlemleri İçin TIKLAYINIZ!

Sıcaklık / Isı Birimleri Hesaplama!