Isı Yalıtımı (Konu Anlatımı)
Bütün maddelerin ısı iletkenlikleri farklıdır. Isının bir maddedeki yayılma hızı o maddenin iletken mi yoksa yalıtkan mı olduğunu belirtir. Isı enerjisi daima sıcaklığı fazla olan maddelerden sıcaklığı az olan maddeye doğru yayılır.
SORU :
1- Kutuplarda hayat nasıl devam eder?
2- Buzdan yapılan evlerde (iglolarda) insanlar dışarıdaki sıcaklık –70 0C iken bir mum yakarak nasıl üşümeden kalabilirler? (Etrafına göre sıcaklığı az olan maddeler ısı alırlar)
3- Kuşlar soğuk havada vücut sıcaklığını nasıl korurlar? (Kemiklerinin içinde hava dolaşır ve tüylerini kabartırlar).
4- Kuşun tüylerinin kabarması ısı kaybına engel olur mu? (Olur)
5- Kutup ayıları çok soğuk ortamlarda vücut sıcaklıklarının nasıl korurlar? (Kalın kürkleri = yağ tabakaları sayesinde)
6- Kışın giyilen kıyafetlerde niçin pamuk, yün ve kuş tüyü gibi malzemeler tercih edilir?
7- Yaşanılan ortamlarda belirli sıcaklıklarda tutulması gereken maddeler var mıdır, bu maddelerin bulunulan ortamda daha uzun süre sıcak veya soğuk kalması için neler yapılabilir? (Dondurma, gazlı içecekler bulunduğu ortama göre soğuk, çay, çorba bulunduğu ortama göre sıcak tutulması gerekir).
8- Buzdolabı ve buzluğunun görevi nedir?
1- İletken :
Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Isı iletkenlerini oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler düzenlidir. Isı iletkenleri kısa sürede büyük miktarda ısı iletirler. Metaller (Bakır, alüminyum, demir,…), diğer maddelere göre ısıyı daha hızlı iletirler ve ısı iletkenidirler.
2- İletim :
Maddelerdeki ısı akışını hızlandırmak için iletken malzemeler kullanılmasına iletim denir. İletim olayında ısıyı iyi ileten iletken malzemeler kullanılır.
Pişirme amaçlı kullanılan araçlarda ısı iletiminin iyi olması amaçlanır. Pişirme amaçlı kullanılan toprak ve seramik kaplarda, toprak ısıyı yavaş iletilmesine rağmen ısıyı düzgün olarak ilettiği ve pişme kalitesini arttırdığı için bu kaplar kullanılır.
ÖRNEKLER :
1- Isı kaynağı olan ocaktan yayılan ısının tenceredeki yemeğe kısa sürede ulaşması için ısıyı iyi ileten malzemeler kullanılır.
2- Kalorifer tesisatının yapımında ısıyı iyi ileten malzemeler kullanılır.
3- Yalıtkan :
Isıyı iyi iletemeyen maddelere ısı yalıtkanı denir. Isı yalıtkanlarını oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok fazladır ve tanecikler düzensizdir. Isı yalıtkanları kısa sürede çok az miktarda ısı iletirler. Tahta, plastik, beton, hava ısı yalıtkanıdır. Plastik köpük, cam yünü, asbest, çift camlı pencerelerdeki hava boşluğu, termoslardaki iç ve dış yüzey arasındaki havasız ortam ısı yalıtımı için kullanılır.
SORU :
1- Hava ısı akışını nasıl yavaşlatır?
2- Cam bardakların içinde sıcak bir sıvı varken niçin eli yakar?
3- Köpük bardakların içinde sıcak bir sıvı varken niçin eli yakmaz?
4- Tencere veya tava sapının eli yakmaması için hangi önlemler alınır?
5- Tava sapında tavadan farklı bir malzeme kullanılmasının nedeni nedir?
4- Yalıtım :
Maddelerdeki ısı akışını yavaşlatmak için yalıtkan malzemeler kullanılmasına yalıtım denir.
Maddelerde yalıtımın yapılmasının nedeni bazı maddelerin bulunduğu ortama göre sıcak, bazılarının da soğuk tutulması gerektiği içindir.
Yalıtım için kullanılan malzemelerin ortak özelliği bu malzemelerin yapısında hava bulunmasıdır. Hava iyi bir yalıtkandır. Çünkü havayı oluşturan tanecikler arasındaki boşluk miktarı çok fazladır. Bu nedenle havayı oluşturan tanecikler arasındaki ısı iletimi çok yavaş olur.
Plastik köpüğün yapısındaki boşluklarda da hava bulunduğu için plastik köpükte ısı yalıtkan olarak kullanılır ve ısı yalıtımı sağlanır.
ÖRNEKLER :
1- Kışlık kıyafetlerin, battaniyelerin, bina yalıtım malzemelerinin içinde hava vardır.
2- Cam, plastik, köpük, kağıt, metal bardaklara sıcak çay konduğunda bir süre sonra bardaklardaki çayların sıcaklıklarının farklı olmasının nedeni bazı bardakların ısıyı iyi iletip içindeki çayın ısısının etrafa yayılmasını sağlaması, bazılarının da ısıyı iyi iletemeyip çayın ısısının bardakta kalmasını sağlamasıdır. Köpükten yapılan bardakların ısıyı daha az iletmesinin nedeni köpüğün yapısında hava boşluklarının bulunması ve ısı aktarımının yavaş gerçekleşmesidir. Isı aktarımı bu bardakta yavaş olduğu için eli yakmaz.
3- Köpükten yapılan tabakların kullanılması.
SORU :
1- Hava ısı akışını yavaşlatmasına rağmen niçin bazı yalıtım malzemelerinin havası boşaltılır?
2- Niçin soğuk günlerde yün ya da pamuk yorganların üzerine oturulmaz?
5- Vakum :
Bazı yalıtım malzemelerinin içindeki hava boşaltılır. Bu sayede ısı akışının hava tanecikleri tarafından gerçekleştirilmesi engellenmiş olur. İçindeki havası boşaltılmış ortamlara vakum denir. Vakumlanmış ortamlarda tanecikler boşaltıldığı için ısı aktarımı gerçekleşmez.
Termosların veya pencerelerde kullanılan çift camların içindeki hava boşaltılarak (vakumlanarak) ısı yalıtımı sağlanır.
6- Yalıtım Malzemeleri :
Isı yalıtımını sağlamak için kullanılan malzemelere yalıtım malzemeleri denir. Yalıtım malzemeleri sayesinde besin maddeleri istenilen sıcaklıklarda muhafaza edilebilir, suyun içilme sıcaklığı sağlanır, evlerde ısı yalıtımı sağlanır.
Her yalıtım malzemesinin kullanım amacı farklıdır. Farklı bölgelerin veya bir bölge içinde farklı yerlerin yalıtımında da farklı yalıtım malzemeleri kullanılabilir. (Duvarda, pencerede, soğuk hava depolarında, fırınlarda farklı yalıtım malzemeleri kullanılır).
İyi bir ısı yalıtımının sağlanması için kullanılacak yalıtım malzemeleri; ısı akışını yavaşlatmalı, çok yüksek veya çok düşük sıcaklıklara maruz kaldığında özelliğini kaybetmemelidir.
Günlük hayatta kullanılacak yalıtım malzemeleri;
• Çevreye zarar vermemelidir.
• Ekonomik olmalıdır.
• Hafif olmalıdır.
• Yanmaz olmalıdır.
• Kolay uygulanabilmelidir.
• Zaman için de bozulup çürümemelidir, uzun ömürlü olmalıdır.
• Isı iletkenlik değerinde zamanla değişme olmamalıdır.
• Asit ve asit yağmurlarına karşı dayanıklı olmalıdır.
• Elastik olmalıdır.
• Böcek ve mikroorganizmalar tarafından tahrip edilmemelidir.
• Aşınma ve paslanma yapmamalıdır.
Yalıtım malzemeleri olarak; plastik köpük, ahşap, asbest, taş yünü, katran, cam yünü ve silikon yünü kullanılır. (Mineral yünler = cam yünü ve taş yünü, polistiren köpük levhalar, poliüretan köpük levhalar).
SORU :
1- Isı yalıtımı nedir?
2- Isı yalıtımının faydaları nelerdir?
3- Isı yalıtımı binanın hangi kısımlarına uygulanır?
4- Isı yalıtımı nasıl yapılır?
5- Isı yalıtımının maliyeti nasıl olmalıdır?
6- Isı yalıtımının ülkemize ve dünyaya yararları nelerdir?
7- Binalarda Isı Yalıtımının Sağlanması :
Isı yalıtımı olmayan binalarda; kışın evin içi sıcaksa ısı akışı içerden dışarı doğru, yazın evin içi soğuksa ısı akışı dışarıdan içeri doğrudur.
Binalarda pencere (%25), tavan (çatı) (%25), tavan arası(%20), taban (kat arası = yer döşemesi) (%15) ve bina girişinde (%25) ısı yalıtımına ihtiyaç duyulur.
Binalarda ısı yalıtımının sağlanması için;
• Dış cephe duvarlarında,
• Cam ve doğramalarda,
• Çatı ve döşemelerde,
• Tesisat borularında,
• Havalandırma kanallarında,
• Buhar iletim borularında,
• Toprakla temas eden bölümlerde ve katları ayıran bölümlerde,
• Garaj, depo gibi ısıtılmayan bölümlere bakan duvarlarda ısı yalıtımı yapılmalıdır.
Binaların doğru biçimde yalıtılmasıyla %25–50 oranında daha az yakıt kullanarak aynı düzeyde ısınması sağlanabilir. Binanın iç kısmını dış ortamdan ayıran kapılar, pencereler, duvarlar, çatı gibi temel bölümler binanın kışın sıcak, yazın ise serin tutulmasını sağlar. Tüm dünyada bina yalıtımının daha iyi olabilmesi için, birçok yöntem ve malzemeden yararlanılmaktadır. (Sıcaklık azaldıkça ısı kaybını azaltan kapı ve pencereler veya sıcak bölgelerde kullanılan ve özel bir malzemeyle kaplı olduğu için yalnızca gün ışığını geçiren fakat ısıyı geçirmeyen pencere camları).
Yazın parkların ya da ağaçlık alanların kent merkezlerinden daha serin, ağaç yapraklarından buhar halinde kaybedilen su ağacın çevresindeki havanın sıcaklığında 5 °C’a kadar düşüş sağlayabilirler. Evlere en kolay ve ucuz yalıtım ağaç dikilerek yapılabilir. Isınma ve soğutmaya etkili bir çözüm yolu olan bu işlem, biraz uzun vadeli bir yatırım gibidir. Akıllıca yapılmış bir planlamayla bahçeye dikilen ağaçlar, evin ısıtılması ve soğutulması için tüketilen enerji miktarını %25 oranında azaltabilir.
Bahçeye dikilen ağaçlar, sayesinde kışın evlerin sıcak kalması sağlanırken yazın da serin olması sağlanır. Soğuk bir yerde oturuluyor ve kışın evin sıcak olması isteniyorsa bunun için sık dallı ve yapraklı ağaçlar tercih edilmelidir. Sıcak bölgede oturuluyor ve evin serin tutulması isteniyorsa seyrek dallı ve yapraklı ağaçlar seçilmelidir.
8- Yalıtım ve Enerji Tüketimi :
Ev ve iş yerlerinde kullanılan yalıtım malzemeleri sayesinde sağlanan yalıtım, enerji tüketimin azalmasına, doğal kaynakların ve onların dengesinin korunmasına ve ülke ekonomisine katkı sağlar. Ayrıca ısı yalıtımı sayesinde daha az yakıt madde yakılacağından atmosfere daha az karbondioksit ve diğer zararlı gazların yayılmasını sağlar ve bu sayede sera etkisi azaltılır ve küresel ısınma önlenir.
Yalıtım sayesinde kışın yakıt malzemeleri (kömür, petrol, doğal gaz) daha az kullanılır. Yazı ise serinlemek için elektrikli araçlar kullanılmadan rahatça yaşanabilir.
Binalarda yapılan yalıtım enerji tasarrufu sağlar. Enerji tasarrufu sayesinde rahat ve konfordan vazgeçmeden enerji verimli şekilde kullanmak ve israf etmemektir.
Isı yalıtımı ve enerji tüketimi arasında nasıl bir ilişki vardır?
