Isı Ölçümü Nedir? Yöntemleri Nelerdir? Isı ölçerler

Değişik fiziksel olaylar ya da kimya­sal tepkimeler sırasında açığa çıkan ya da soğurulan ısı miktarlarının öl­çümüyle ilgilenen fiziksel-kimyasal teknik.

Isı Ölçüm Yöntemleri

Bir ısı miktarının ölçümü iki ilkeye da­yanır:

1. Isı alışverişlerinin eşitliği il­kesi: Isıl açıdan yalıtılmış kapalı bir kap içine konan farklı sıcaklıktaki iki cisim, ortak bir sıcaklıkla belirlenen ısıl bir dengeye doğru evrim gösterir; cisimlerden birinin yitirdiği ısı miktarı ötekinin kazandığına eşittir.

2. Ters dönüşümler ilkesi: Bir cismin A halin­den B haline geçtiği zaman kazandığı ısı miktarı, B halinden A haline geçer­ken yitirdiği ısı miktarına eşittir. De­ğişik ısıölçümü yöntemleri işte bu il­kelere dayanır. Karışımlar yöntemin­de, ölçülecek Q ısı miktarı, A6 sı­caklık yükselmesinin ölçüldüğü bir M su kütlesiyle karşılıklı olarak değişir (Berthelot ısı ölçeri ve Dewar’ın kaplı ısı ölçeri). Hal değişimleri yöntemi be­lirli bir sıcaklığın korunmasını, dola­yısıyla yitimlerin sabit olmasını sağ­lar. Ölçülecek ısı miktarı, bu durum­da, belirli bir buz kütlesinin ergime­sine ya da hacmi ölçülen belirli bir sı­vı kütlesinin (kaynama sıcaklığındaki azot ya da hidrojen gibi) buharlaşma­sına yol açar (Bunsen ısı ölçeri). Elek­triksel yöntemlerde, belli bir sıcaklık yükselmesine ya da belli bir kütlenin hal değişimine gerekli olan ısı mikta­rı. kolaylıkla ölçülebilen W elektrik enerjisini sağlayarak üretilir: Bu öl­çüm için bilinen bir R direncinden At zamanı süresince bir I akımı­nın geçirilmesi yeterlidir:

W = Rl² At.

Bu yöntemler,tümüyle yok edilemeyen ısı kaçakları nedeniyle, yavaş evrim­li sistemlerin incelenmesinde uygula­namazlar. Mikro ısı ölçümü, böyle sis­temler yardımıyla dış ortamla değiş­tirilen ısı miktarının ölçülmesini sağ­lar. Isı miktarı iki çeperli bir hücre­nin içinde üretilir: Aralarındaki sıcaklığın sabit tutulduğu bir iç çeperle bir dış çeper. Kaydedici bir galvanomet­reye bağlı bir termoelektrik devre, çe­perler arasındaki ısı farkının değişi­mini ölçer. Elde edilen grafikten (termogram) değiş tokuş edilen ısı mik­tarı bulunur.

Başlıca Isı ölçerler

Berthelot ısı ölçeri, mantar destekler üstünde duran, cilalı pirinçten iç içe birçok kap içerir. Böylelikle ışınım, ısı taşımım (konveksiyon) ve iletimle (kondüksiyon) ısı yitimleri en aza indirge­nir.

Dewar’ın kaplı ısı ölçeri, ısı yitimleri­ni aşağı yukarı sıfıra indirmek için aralarında boşluk bırakılan iki çeperli bir kap içerir.

Bunsen’in buzlu ısı ölçerinde, incele­necek cisimlerin konduğu deney kabı, cıva içeren küçük çaplı bir tüpe bağ­lı, içinde 0°C’ta su bulunan bir kap­la çevrilidir; bu bütün, eritici bir buz haznesinin içine daldırılmıştır. Böyle­ce deney kabının çevresinde bir mik­tar buz oluşturulur. İncelenecek cismin konmasıyla, buzun kütlesinde, do­layısıyla hacminde bir değişme olur, bu da derecelendirilmiş tüpün içinde­ki cıvanın ölçülebilir bir yerdeğişimine yol açar.

Tian ve Calvet’nin mikro ıs ıölçeri, gü­müş ya da bakırdan 1-2 Cm çapında, cm yüksekliğinde bir T tüpü içerir; bu tüp aşağı yukarı sabit sıcaklıktaki büyük bir C bakır kütlesiyle çevrelidir. Termoelektrik çifti (t.ç.) iki çeper arasındaki sıcaklık değişimini ölçer. Bu aygıtlar ısı miktarlarının, özellik­le cisimlerin kütlesel, gizli ısılarının ve aynı zamanda kimyasal tepkimelerde­ki ısıların saptanmasına yararlar. Mikroısıölçerlerin doğruluğu ve du­yarlığı, radyoaktif, soğurma, hidratasyon kaynaklarının duyarlı ısı ölçüm­lerinde olduğu kadar, bitkisel ya da hayvansal etkimeler sonucunda olu­şan enerji üretiminin saptanmasında da kullanılmalarına yol açar.