Taxta stulda otursanız, taxta stulun səthi isinir. Əksinə, plastik və ya metaldan hazırlanmış stulda otursanız, metal və ya plastik stulun səthi üzərində oturduqdan sonra isti hiss olunmur. Taxta stulun səthi niyə istidir, metal stulun səthi isə isti deyil? Niyə döşəksiz soyuq döşəmədə yatmaq ağrıya səbəb ola bilər? Heç soyuq gödəkçə geyinmisinizmi? Niyə əksər soyuq gödəkçələr yundan hazırlanır? İstilik keçiriciliyi ilə ötürülmə mövzusu ilə bağlı düşünüləsi və soruşulmalı bir çox şey var.
Bir şam və bir parça nazik məftil hazırlayın. Telin bir ucunu tutun və digər ucunu şam alovuna toxundurun. Əliniz istilənənə qədər bir neçə dəqiqə gözləyin. Əliniz niyə isti hiss olunur? Telin bir ucu şam alovuna toxunduqda, istilik şam alovundan (yüksək temperatur) telin digər ucuna (aşağı temperatur) keçir. Bu istilik ötürülməsi alova toxunan telin ucunun temperaturunun artmasına səbəb olur. Şam alovuna toxunan telin ucu ilə telin digər ucu arasındakı temperatur fərqi istiliyin alova toxunan telin ucundan əlinizin toxunduğu telin ucuna keçməsinə səbəb olur. Bu istilik ötürülməsi toxunan telin ucunun temperaturunun artmasına səbəb olur. Daha sonra istilik soyuq əlinizə keçir. Nəticədə əliniz isti hiss olunur.
Yüksək temperaturlu bir cismin bir hissəsi aşağı temperaturlu bir cisimlə təmasda olduqda, istilik yüksək temperaturlu bir cisimdən aşağı temperaturlu bir cismə keçir. Əlavə enerji, cismi təşkil edən atomların və molekulların daha sürətli hərəkət etməsinə səbəb olur. Hərəkət etdikcə molekulların kinetik enerjisi olur (EK = ½ mv 2 ). Daha sürətli hərəkət edən (daha böyük kinetik enerji ilə) molekullar yanlarındakı molekullarla toqquşur. Daha sonra bu molekullar yanlarındakı digər molekullarla toqquşur. Və sair. Beləliklə, molekullar bir-biri ilə toqquşaraq enerji ötürürlər. Bir cismi təşkil edən molekullar arasında toqquşma yolu ilə baş verən istilik ötürülməsinə keçiricilik yolu ilə istilik ötürülməsi deyilir.
İstilik keçiriciliyi ilə istilik ötürülməsi üçün düstur
Soldakı obyektin temperaturu daha yüksəkdir (T1) sağdakı obyektin temperaturu daha aşağıdır (T2). Temperatur fərqinə görə (T1 - T2), istilik yüksək temperaturlu bir cisimdən aşağı temperaturlu bir cisimə keçir (istilik axınının istiqaməti sağdadır). İstiliyin keçdiyi cismin en kəsiyinin sahəsi (A) və uzunluğu (l) var.
Təcrübənin nəticələrinə əsasən, müəyyən bir zaman intervalında (Q/t) ötürülən istilik temperatur fərqi (T1 – T2), en kəsiyinin sahəsi (A), cismin təbiəti (k = istilik keçiriciliyi) ilə düz mütənasib və cismin uzunluğu ilə tərs mütənasibdir. Keçiriciliklə istilik ötürülmə sürətinin düsturu:
Təsvir: Q/t = istilik ötürmə sürəti, k = istilik keçiriciliyi, A = en kəsiyinin sahəsi, T1 = yüksək temperatur, T2 = aşağı temperatur, l = obyektin uzunluğu.
İstilik keçiriciliyi ilə istilik ötürülməsinin tətbiqi
Niyə kafel xalçadan daha sərin hiss olunur? Kafellər xalçalardan daha yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir. Buna görə də, kafellər yaxşı istilik keçiriciləridir, xalçalar isə zəif istilik keçiriciləridir. Xalçanın üzərinə basdığımız zaman istilik ayaqlarımızdan xalçaya axır. Bu, bədən istiliyimizin xalçanın temperaturundan yüksək olması səbəbindən baş verir. Xalçalar zəif istilik keçiriciləridir, buna görə də ayaqlarımızdan axan istilik xalçanın səthində toplanır və xalçanı daha isti edir. Kafel və ya keramika üzərinə basdığımız zaman istilik ayaqlarımızdan kafel və ya keramikaya axır. Kafellər yaxşı istilik keçiriciləri olduğundan, istilik kafellərin səthində saxlanılmır. İstilik hamar axır və ayaqlarımızı soyuq hiss etdirir. Eviniz soyuq bir ərazidədirsə, bədəniniz istiliyi itirməməsi üçün yataq otağınızın döşəməsini xalça ilə örtməlisiniz. Əksinə, eviniz isti bir ərazidədirsə, yataq otağınızın döşəməsini xalça ilə örtməməlisiniz, çünki özünüzü sərin deyil, isti hiss edəcəksiniz 😉
Döşəksiz yerdə yatmaq xəstəliyə səbəb ola bilər. Niyə? Bunun səbəbi bədəninizdən yerə çox miqdarda istilik ötürülməsidir. İstilik hərəkətdəki enerjidir. Bədəniniz çoxlu istilik itirdikdə, onun enerji səviyyəsi azalır. Enerjiniz çatışmazsa, xəstələnə bilərsiniz!
Pəncərə və qapıların funksiyası nədir? Qapı və pəncərələr niyə ağacdan hazırlanmalıdır? Gecələr evin xaricindəki havanın temperaturu evin içərisindəki havanın temperaturundan aşağı olur. Hava temperaturundakı bu fərq istiliyin evin içindən çölə keçməsinə səbəb olur. Buna görə də, gecələr biz adətən qapıları və ya pəncərələri bağlayırıq. Cinayətkarları qorxutmaqla yanaşı, pəncərələrin və ya qapıların funksiyalarından biri də istiliyin evdən çıxmasının qarşısını almaqdır. Adətən qapılar və ya pəncərələr ağacdan hazırlanır. Ağacın istilik keçiriciliyi o qədər aşağıdır ki, istilik izolyatoru kimi çıxış edə bilər. Pəncərələrin və ya qapıların digər funksiyası havanı saxlamaqdır. Pəncərənin və ya qapının içərisində ilişib qalan hava yaxşı izolyator kimi çıxış edir (istiliyin çıxmasının qarşısını alır). Havanın istilik keçiriciliyi çox aşağıdır. Bir cismin istilik keçiriciliyi nə qədər aşağı olarsa, istiliyin həmin cisimdən keçiriciliklə ötürülməsi bir o qədər çətindir.
Mədəni və normal insan statusumuzu qorumaqla yanaşı, geyim də sabit bədən istiliyinin qorunmasına xidmət edir. Geydiyimiz geyimlər adətən hava istiliyinə uyğunlaşdırılır. Hava istiliyi olduqca aşağı olduqda, geyindiyimiz geyim daha qalın olur. Yorğanlar və ya qalın geyimlər (gödəkçələr və s.) havanın rahat hərəkət etməsinə mane olur. Hava dəri ilə gödəkçə və ya yorğan arasında qalır. Bədənimizlə tutulan hava arasında temperatur fərqi olduğundan, istilik bədəndən havaya keçir. Bədəndən gələn əlavə istilik tutulan havanın temperaturunun artmasına səbəb olur (hava istiləşir). Yuxarıdakı istilik keçiriciliyi cədvəlinə baxın. Havanın istilik keçiriciliyi dəyəri çox azdır. Buna görə də istilik bədəndən çıxa bilmir. Bədən istiliyimiz sabit qalır. Hava olduqca soyuq olanda gödəkçə geyinməsək, istilik bədənimizdən çıxır. Bədəndən nə qədər çox istilik çıxsa, bədən bir o qədər çox enerji itirir.
Problem nümunəsi
1. 2011/2012 Milli İmtahan Sualı A81 №10
Aşağıdakı ifadəyə diqqət yetirin!
(1) Metal keçiriciliyi
(2) Metal ucları arasındakı temperatur fərqi
(3) Metalın uzunluğu
(4) Metal kütləsi
Metallarda istilik yayılma sürətini təyin edən amillər bunlardır...
A. (1), (2) və (3)
B. (1) və (4)
C. (2) və (4)
D. (3) və (4)
Yalnız E. (4)
Müzakirə
Keçiriciliklə istilik ötürülmə sürətinin düsturuna əsasən, istilik ötürülmə sürətini müəyyən edən amillər metalın keçiriciliyi (k), metalın ucları (T) ilə metalın uzunluğu arasındakı temperatur fərqidir (l). Metalın kütləsinin heç bir təsiri yoxdur.
Düzgün cavab A-dır.
