FB.5.5.4.1. Maddeleri ısı iletimi bakımından sınıflandırabilme
a) Maddeleri ısı iletimi bakımından belirler.
b) Maddeleri ısı iletkeni veya yalıtkanı olarak ayrıştırır.
c) Maddeleri ısı iletkeni veya yalıtkanı olarak gruplandırır.
ç) Maddeleri ısı iletkeni veya yalıtkanı olarak etiketler.

FB.5.5.4.2. Isı yalıtımını gösteren model oluşturabilme
a) Isı yalıtımı ile ilgili model önerir.
b) Yeni kanıtlarla modeli yeniler.

Madde ve Isı

• Madde, kütlesi olan ve boşlukta yer kaplayan her şeydir.
• Maddeler çok küçük taneciklerden oluşur ve bu tanecikler sürekli hareket halindedir.
• Madde ısı aldığında taneciklerin hareketi artar.
• Madde ısı verdiğinde taneciklerin hareketi azalır.
• Isı alıp verme sırasında taneciklerin yapısı değişmez. Sadece tanecikler arasındaki boşluk değişir.
• Katı maddelerde taneciklerin hareketi yavaştır.
• Sıvı maddelerde taneciklerin hareketi orta hızdadır.
• Gaz maddelerde taneciklerin hareketi hızlıdır.

Isı Nedir?

• Isı, sıcak olan maddeden soğuk olan maddeye aktarılan enerjidir.
• Isı akışı yönü her zaman sıcaktan soğuğa doğrudur.

• Sıcak maddedeki tanecikler hızlı, soğuk maddedeki tanecikler yavaştır.
• Hızlı tanecikler, yavaş taneciklerle çarpışarak onlara enerji aktarır.
• Bu çarpışmalar sonucunda hızlı tanecikler yavaşlar, yavaş tanecikler hızlanır.
• Taneciklerin hızları eşitleninceye kadar ısı akışı devam eder. Bu olaya ısı iletimi denir.

Maddelerde Isı Aktarımı

• Bir önceki Isı–Sıcaklık konusunda ısının alınıp verilebilen bir enerji türü olduğunu öğrenmiştik. Maddeler arasında ısının alınıp ya da verilmesine ısı aktarımı denir.
• Isı akış yönü sıcaktan soğuğa doğrudur.
• Melisa ve Melike ikiz kardeşlerdir; çorba yaparken Melike metal kaşıkla karıştırdığı çorbanın kısa sürede elini yaktığını fark etti, Melisa’nın gösterdiği tahta kaşıkla devam ettiğinde ise eli yanmadı.
• Daha sonra Melike tencereyi plastik kulplarından tutarak masaya getirirken Melisa, sıcak tencerenin masaya zarar vermemesi için altına nihale koydu.
• Bu durum, maddelerin ısıyı iletme özelliklerinin farklı olduğunu ve ısının maddeler arasında aktarılabildiğini gösterir.

Isı İletkeni Maddeler:

Isıyı iyi ileten, ısının maddeler arasında hızlıca aktarılmasını sağlayan maddelerdir. Günlük yaşamda karşılaşılan demir, bakır, alüminyum, altın, gümüş ve çelik gibi metaller ısı iletkeni maddelere örnektir.

• Isı İletkenleri – Günlük Yaşamdan Örnekler:
  • Çelik çaydanlık: Suyun kısa sürede ısınmasını sağlar.
  • Alüminyum folyo: Isıyı kolay ilettiği için yiyeceklerin sıcak kalmasına yardımcı olur.
  • Altın yüzük: Metallerin ısıyı iyi ilettiğine günlük hayattan bir örnektir.
  • Bakır tava: Isıyı hızlı ve eşit ileterek yemeklerin çabuk pişmesini sağlar.
  • Demir tencere: Isıyı iyi ileterek yemeklerin pişmesini sağlar.
  • Metal kaşık: Sıcak çaya konulduğunda kısa sürede ısınır.
  • Çelik tava: Ocağın verdiği ısıyı hızlıca yemeğe aktarır.
  • Alüminyum tepsi: Fırında yiyeceklerin çabuk pişmesine yardımcı olur.
  • Metal kapı kolu: Soğuk havalarda dokunulduğunda hemen soğuk hissedilir.
  • Ütünün metal tabanı: Isıyı kumaşa doğrudan iletir.
  • Radyatör (petek): Isıyı odaya yayarak ortamı ısıtır.
  • Soba borusu: Isıyı çevreye ileterek odanın ısınmasını sağlar.
  • Metal çatal: Sıcak yemekte kısa sürede ısınır.
  • Bakır cezve: Suyu hızlı kaynatır.
  • Elmas: Isıyı çok iyi ileten bir maddedir ve özel teknolojik alanlarda kullanılır.
    

Isı Yalıtkanı Maddeler:

Isıyı iyi iletmeyen, ısı geçişini azaltan veya engelleyen maddelerdir. Bu maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk fazladır. Tamamen ısı yalıtkanı olan bir madde yoktur, ancak bazı maddeler ısıyı çok az ilettiği için yalıtım amacıyla kullanılır.

• Isı Yalıtkanı Maddeler – Günlük Hayattan Örnekler
  • Tenceredeki plastik kulp: Sıcak tencereyi tutarken elimizin yanmasını önler.
  • Hava: Kıyafetlerin ve yalıtım malzemelerinin içinde bulunarak ısı kaybını azaltır.
  • Kağıt: Isıyı zor ilettiği için kısa süreli yalıtım sağlar.
  • Pamuk: Kıyafetlerde ve yorganlarda vücudu sıcak tutar.
  • Deri: Mont ve ayakkabılarda kullanılarak soğuktan korunmayı sağlar.
  • Elyaf: Mont ve yorganların içinde ısı yalıtımı sağlar.
  • Yünlü kazak: Vücut ısısının dışarı çıkmasını engelleyerek üşümeyi azaltır.
  • Tahta kaşık: Sıcak yemekleri karıştırırken elimizin yanmasını önler.
  • Strafor köpük: Bardaklarda ve binalarda ısı yalıtımı amacıyla kullanılır.
  • Plastik bardak: Sıcak içeceklerin ele geçirdiği ısıyı azaltır.
  • Saman: Su saatlerinin ve hayvan barınaklarının donmasını önlemek için kullanılır.
  • Porselen: Isıyı yavaş ilettiği için tabak ve fincan yapımında kullanılır.
  • Tuğla: Binalarda ısı yalıtımına katkı sağlar.
  • Cam: Çift camlı pencerelerde ısı kaybını azaltır.
  • Mont: Soğuk havalarda vücut ısısını korur.
  • Eldiven: Ellerin soğuktan etkilenmesini engeller.
• Not: Günlük hayatta kullandığımız birçok eşya, vücudumuzun ısısını dışarı iletmemek ve dışarıdaki soğuğun vücudumuza geçmesini azaltmak için ısı yalıtkanı maddelerden yapılır. Bu sayede üşümemiz önlenir ve sıcaklığımız korunur.

Isı Yalıtımı

Isı yalıtımı: Isının olumsuz etkilerinden korunmak veya mevcut ısıyı muhafaza etmek amacıyla, maddeler arasındaki ısı akışını azaltmak ya da engellemek için yapılan uygulamalara denir.

• Günlük hayatta bazen sıcaktan korunmak, bazen de ısıyı kaybetmemek gerekir.
• Bu amaçla maddeler arasındaki ısı akışını azaltan uygulamalar yapılır. Buna ısı yalıtımı denir.

Isı Yalıtım Malzemelerinde Aranan Özellikler

• Uygun maliyetli olmalıdır.
• Uzun süre kullanılabilmelidir.
• Yanmaya karşı dayanıklı olmalıdır.
• Zamanla yapısında bozulma ve dayanım kaybı olmamalıdır.
• Bakteri, mantar ve böceklerin barınmasına uygun olmamalıdır.
• İnsan sağlığına zarar vermemelidir.
• Doğaya ve çevreye zarar vermemelidir.
• Yağmur, nem ve sıcaklık değişimleri gibi çevre koşullarından olumsuz etkilenmemelidir.
• Uygulanması pratik ve kullanımı kolay olmalıdır.

Binalarda Isı Yalıtımı

• Dış cephe duvarları, pencere camları, tavan ve zeminlerde uygulanır ve bu sayede kışın dışarıdaki soğuk içeri giremez, yazın ise dışarıdaki aşırı sıcak içeri giremez.
• Dış Cephe Duvarlarında Kullanılan Yalıtım Malzemeleri:
  • Dış cephe yalıtımında taş yünü, strafor köpük, silikon yünü, seramik yünü ve XPS (yoğun strafor köpük) kullanılır.
  • Taş yünü ve seramik yünü yanmaz yapılarıyla güvenli ve uzun ömürlüdür.
  • Silikon yünü ve XPS zor yanan özellikleri sayesinde dış cephede tercih edilir.
  • Strafor köpük ise kolay yanmasına rağmen yaygın kullanılır ve uzun ömürlüdür.
• İç Duvarlarda Kullanılan Yalıtım Malzemeleri:
  • İç duvarlarda taş yünü, cam yünü ve ahşap kullanılır.
  • Taş yünü ve cam yünü zor yanan veya yanmaz özellikleriyle ısı yalıtımı sağlar.
  • Ahşap ise kolay yanar ve genellikle kısa ömürlüdür.
• Tavan ve Çatılarda Kullanılan Yalıtım Malzemeleri:
  • Tavan ve çatı yalıtımında seramik yünü, XPS ve cam yünü kullanılır.
  • Bu malzemeler zor yanan veya yanmaz yapıları sayesinde ısı kaybını azaltır ve uzun süreli yalıtım sağlar.
• Zemin ve Döşemelerde Kullanılan Yalıtım Malzemeleri:
  • Zemin ve döşemelerde XPS ve seramik yünü tercih edilir.
  • Bu malzemeler dayanıklı, uzun ömürlü ve ısı yalıtımı açısından etkilidir.
• Boru ve Özel Alanlarda Kullanılan Yalıtım Malzemeleri:
  • Sıcak su borularında ve tesisatlarda cam yünü kullanılır.
  • Isıyı muhafaza ederek enerji kaybını azaltır.

Binalarda Isı Yalıtımı Önemi

• Fosil yakıt kullanımı azalmasından dolayı çevre kirliliği azalır.
• Enerji ihtiyacını azaltarak doğal kaynakların daha verimli kullanılmasına yardımcı olur.
• Nemlenme, küf oluşumu ve duvarlarda meydana gelen bozulmaları engeller.
• Ev bütçesine ve ülke ekonomisine katkı sağlar.
• İç ortam sıcaklığını dengede tutarak yaşam konforunu artırır.
• Binaların kullanım ömrünü uzatır.
• Enerji tüketimi azaldığı için çevreye salınan zararlı gaz miktarı azalır.
• Hava kirliliğine bağlı hastalıkların görülme sıklığını düşürür.

Harran Konik Kubbeli Evleri ve Isı Yalıtımı

Harran Konik Kubbeli Evleri, Şanlıurfa’nın Harran ilçesinde bulunan ve UNESCO Dünya Mirası Geçici Listesi’nde yer alan geleneksel yapılardır. Bu evlerin dış yüzeyleri balçıkla, iç yüzeyleri ise toprak ve saman karışımıyla kaplanmıştır.

Yapımında kullanılan doğal malzemeler sayesinde ısı yalıtımı sağlanır. Bu nedenle evler yazın serin, kışın sıcak kalır. Ayrıca tek bir soba ile tüm evin ısınabilmesi, ısı kaybının az olduğunu göstermektedir.

Termoslarda Isı Yalıtımı

• Termoslar, içeceklerin sıcaklığını uzun süre koruyabilen özel kaplardır.
• İç içe geçmiş iki yüzeyden oluşur ve bu yüzeyler arasındaki hava vakumlanarak ısı yalıtımı sağlanır. Böylece ısının dış ortamla alışverişi azalır.
• Dış yüzeyi genellikle paslanmaz çelik, iç yüzeyi ise cam veya parlatılmış yüzeyden yapılır.
• Hava geçirmeyen kapak ve alt kısımdaki ek yalıtım desteği sayesinde içecekler uzun süre sıcak ya da soğuk kalır.
• Termoslar günlük yaşamda, kamp ve seyahatlerde sıkça kullanılır.

Çağını Aşan Bilim İnsanları

Nazzam

Nazzam, suyun ısınarak buharlaştığını ve bu buharın gökyüzünde birikerek bulutları oluşturduğunu ifade etmiştir. Bulutlardaki suyun tekrar yoğunlaşıp yağış olarak yeryüzüne dönmesi sayesinde Dünya’daki su miktarının dengede kaldığını savunmuştur.

Cabir bin Hayyan

Cabir bin Hayyan, maddelerin birbirinden farklı özelliklere sahip olduğunu belirtmiştir. Yaptığı deneylerde özellikle buharlaşma ve yoğuşma olaylarını incelemiştir. Maddelerin çok küçük taneciklerden oluştuğu fikrini ortaya koyan bilim insanlarından biridir.

Anders Celsius (Endırs Selsiyus)

Anders Celsius, günümüzde yaygın olarak kullanılan santigrat sıcaklık ölçeğini geliştirmiştir. Bu ölçekte suyun donma noktasını 0 °C, kaynama noktasını ise 100 °C olarak kabul etmiştir.

Fahrenheit (Fahrenhayt)

Fahrenheit, sıvıların ısındıkça genleşmesi ilkesinden yararlanarak bir termometre geliştirmiştir. Özellikle hava sıcaklığını ölçmek amacıyla tasarladığı bu termometrede en düşük sıcaklık değeri 0 olarak belirlenmiştir.