METALLERİN ISIL İLETİM ÖZELLİKLERİ

Bir katı cisim içinde sıcaklık farkları varsa, yüksek sıcaklık bölgesinden düşük sıcaklık bölgesine ısı geçişine ısı iletimi denir.

• Elektrik çarpmaları ile ilgili ilk yardım bilgilerini öğreniniz. İlk yardım uygulamak durumunda kalırsanız, aceleci ve heyecanlı olmamaya çalışınız. Aksi halde olası bir kazaya uğramış arkadaşınızın yaşamını yitirmesine neden olabilirsiniz.
• İlk yardım gereçlerinin kullanılabilir durumda olduğundan emin olunuz.
• Gerekli ilk yardım merkezlerinin telefon numaralarını kolayca ulaşabileceğiniz bir yere not ediniz.
• Deney araç ve gereçlerinizin doğru çalıştığından emin olunuz.
• Arızalı araç ve gereçleri laboratuvarda sorumlu görevliye bildiriniz.
• Arızalı olduğunu düşündüğünüz cihazları kesinlikle tamir etmeye çalışmayınız.
• Deney düzeneğinizdeki elektrikli ısıtıcıyı kullanmadan önce izin alınız.
• Devrenin kurulma aşamalarında ısıtıcıyı çalıştırmayınız ve bu konuda arkadaşlarınızı uyarınız.
• Ölçüm alırken ellerinizi devredeki ısıtıcıya temas ettirmeyiniz.
• Isıtıcının sıcak yüzeyine dokunmayınız.
• Ölçüm alırken arkadaşlarınızla konuşmayınız. Dikkatli olunuz, dalgınlık yapmayınız.
• Mecbur olmadıkça enerji altında sürekli çalışmayınız.
• Ölçümlerinize ara verdiğinizde güç kaynağınızı mutlaka kapatınız.
• Bütün dikkatinizin yaptığınız iş üzerinde olmasına özen gösteriniz.
• Aceleci ve telaşlı olmayınız. Sakin olunuz.
• Arkadaşlarınıza şaka yapmayınız.

Isı bir enerji türüdür. Isıyı bir yerde depolamak oldukça zordur. Bir fincandaki sıcak kahvenin içerisine soğuk bir kaşık koyduğumuzda kaşık ısınırken kahve soğur. Aralarında bir denge kurulur. Her ikisinin sıcaklık değişimine neden olan etkileşim, bir cisimden diğerine olan enerji aktarımıdır. Sadece sıcaklık farklılıklarından kaynaklanan enerji aktarımına ısı akışı veya ısı aktarımı adı verilir ve aktarılan enerjiye ısı denir.

Isı aktarımı için üç yol vardır. Bunlar; iletim (kondüksiyon), taşınım (konveksiyon) ve ışınım (radyasyon) şeklindedir. İletim, bir malzemenin kendi içerisinde ya da temas halinde olan iki malzeme arasında olur. Taşınım, katı bir yüzey ile bir akışkan (sıvı veya gaz) arasındaki ısı transferidir ve kütlenin bir bölgeden başka bir bölgeye hareketine bağlıdır. Işınım, güneş ışığında olduğu gibi elektromanyetik ışıma yoluyla ısı aktarımıdır.

Orantı sabiti λ (lambda olarak okunur) ile gösterilen nicelik ise malzemenin ısıl iletkenliği olarak isimlendirilir. Isıl iletkenlik (λ), çubuğun yapıldığı malzemeye özgüdür. İletim ile ısı akışı, ısıl iletkenliğin artışı ile artmaktadır. Malzemenin λ değeri ne kadar büyükse ısıyı o kadar iyi iletir anlamına gelir ve ısıl iletkenliği küçük bir malzeme için ısı iletimi küçük olur. Gümüşün ısı iletkenliği 406 W/mK, bakırın ısı iletkenliği 385 W/mK ve pirincin ısı iletkenliği 109 W/mK'dir. Buna göre sıralama Gümüş>Bakır>Pirinç şeklinde olur.

λ (lambda olarak okunur) ile gösterilen nicelik ise malzemenin ısıl iletkenliği olarak isimlendirilir.

Isı akışı, çubuğun kesit alanı (dolayısıyla kalınlığı) ile doğru orantılıdır.

Metalin uzunluğu ile ısı akışı ters orantılıdır.

Bir fincandaki sıcak kahvenin içerisine soğuk bir kaşık koyduğumuzda kaşık ısınırken kahve soğur. Aralarında bir denge kurulur. Her ikisinin sıcaklık değişimine neden olan etkileşim, bir cisimden diğerine olan enerji aktarımıdır. Sadece sıcaklık farklılıklarından kaynaklanan enerji aktarımına ısı akışı veya ısı aktarımı adı verilir.

1. Elektrikli ısıtıcı taban.............................................................................................1 adet
2. Destek taban.......................................................................................................1 adet
3. Çift taraşı tutturucu...............................................................................................2 adet
4. Mantar uçlu kıskaç................................................................................................1 adet
5. Destek çubuğu (600 mm).........................................................................1 adet
6. Destek çubuğu (250 mm).........................................................................1 adet
7. U-şeklinde bakır çubuk (kalınlığı d = 5 mm ve kenar uzunluğu b = 175 mm).....1 adet
8. U-şeklinde bakır çubuk (kalınlığı d = 5 mm ve kenar uzunluğu b = 120 mm)......1 adet
9. U-şeklinde bakır çubuk (kalınlığı d = 3 mm ve kenar uzunluğu b = 175 mm)......1 adet
10. 10.U-şeklinde alüminyum çubuk (kalınlığı d = 5 mm ve kenar uzunluğu b = 175 mm)....1 adet
11. 11.Cam tüp tutucu.........................................................................................1 adet
12. 12.Metal beher...............................................................................................1 adet
13. 13.Cam beher (250 ml)..................................................................................1 adet
14. 14.Plastik dereceli silindir (100 ml)...............................................................1 adet
15. 15.Karıştırıcı cam çubuk................................................................................1 adet
16. 16.Termometre ( - 10 °C ... +110 °C).............................................................1 adet
17. 17.Damlalık (pipet).......................................................................................1 adet
18. 18.Beyaz taş (200 g)......................................................................................1 kutu

Deney düzeneğinizde kullandığınız tutturuculardaki vidaları çevirirken tüm gücünüzü kullanmanıza gerek yoktur. Sabit olacak şekilde sıkmanız yeterlidir.

Bu aşamada tutturucular arasındaki mesafe ve tutturucuların yön olarak konumları çok önemli değildir. Tutturucuları sabitleme işlemini istediğiniz gibi yapabilirsiniz. Düzeneği kurma aşamalarında ilerledikçe istediğiniz amaca uygun olarak tutturucuların yerleşimini tekrar değiştirebilirsiniz.

Metal beheri yerleştirdikten sonra, cam tüp tutucuya termometreyi ilave edelim. Termometreyi metal beher içerisine konulacak su sıcaklığını ölçmek için kullanacağız. Termometreden yaklaşık olarak 0,5 °C hassaslıkta sıcaklık değerlerini okuyabilirsiniz.

“Heating” (İngilizce) ifadesi, bu fonksiyonun ısıtma işlemi yapacağını belirtmektedir. Bu yazının hemen üzerinde bulunan ışık ise ısıtma fonksiyonunun aktif olup olmadığını gösterir. Eğer ışık yanıyorsa ısıtıcı çalışıyor ve ısıtma işlemi gerçekleşiyor demektir. Bu uyarıcı ışık ile ısıtıcının devrede olup olmadığını kontrol edebilirsiniz

Isıtıcıyı kullanırken şu duruma dikkat etmeniz gerekir: Isıtıcıyı ilk çalıştırdığınızda maksimum sıcaklık değerine tek seferde ayarlamayınız. Cihazın gücü göz önüne alınırsa, bu sakıncalı bir duruma neden olabilir. Bu nedenle ısıtıcıyı kademeli olarak çalıştırmak doğru olur. Yani ilk önce 100 °C’ye ayarlayıp biraz bekledikten sonra 150 °C veya 200 °C sıcaklık değerlerine çıkılabilir. Daha sonra ısıtma işleminin durumuna göre, hızlandırmanız için daha yüksek sıcaklık ayar değerlerini kullanabilirsiniz.

Saf suyu behere boşaltmadan önce beherin temiz olduğundan emin olunuz. Eğer görülebilir toz ve kir parçaları varsa, önce saf su ile çalkalayarak temizleyiniz.

Bakır çubuğu yerleştirirken cam beher ile metal beher arasında düz bir şekilde durmasına dikkat ediniz. Eğer her iki beher arasında bir yükseklik farkı varsa, ölçümlerinize başlamadan önce metal beher ve termometre tutucuları ile tekrar ayarlama yapınız.

Cam çubuk ile karıştırma işlemini yaparken, metal beher içerisindeki termometreye çarpmamaya dikkat ediniz.

Deney düzeneğinizin hazır olduğunu yetkili öğretim elemanına bildiriniz ve deney ölçümlerine başlamak için izin vermesini bekleyiniz.

Cam çubuk ile karıştırma işlemini yaparken, metal beher içerisindeki termometreye çarpmamaya dikkat ediniz.