Güneş Kulesi Yapalım

Bilmekte Fayda Var!

Birçok faaliyet için ısıyı üretmek ve kullanmak gerekir. Isının doğru şekilde kullanılması için de maddeler arasındaki ısı alışverişi kontrol altında tutulmalıdır.

Isı Aktarımı Nasıl Gerçekleşir?

Farklı sıcaklıktaki maddeler arasında ısı alışverişi olur. Doğal koşullar altında daha sıcak maddeler ısı kaybederken daha soğuk maddeler ısı kazanır. Ancak buzdolabı gibi aletlerle bu doğal süreci tersine çevirmek de mümkündür.

Isı Aktarımı Yolları Nelerdir?

Isı aktarımı üç yolla gerçekleşir: iletim (kondüksiyon), konveksiyon ve ışınım (radyasyon). İletim, farklı sıcaklıktaki maddeler birbirine temas ettiğinde ortaya çıkar. Konveksiyon, akışkanların hareketinden kaynaklanan ısı aktarım yoludur. Radyasyonda ise ısı elektromanyetik dalgalar yoluyla yayılır.

İletimde iki maddenin sıcaklıkları eşitlenene kadar sıcak olandan soğuk olana doğru ısı akar. Isı aktarımının bir başka yolu ise konveksiyondur. Örneğin soba ya da kalorifer peteklerinden yayılan ısı, ortama konveksiyon yoluyla dağılır.

Konveksiyonun ne olduğunu daha iyi anlamak için kalorifer ile ısınan bir odayı ele alalım. Radyatörden enerji alan hava moleküllerinin hızı artar. Böylece enerjileri de artmış olur. Isınan hava genişler ve yoğunluğu düşer. Sıcak ve düşük yoğunluklu hava yükselirken soğuk ve yüksek yoğunluklu hava alçalır. Böylece konveksiyon hareketi ortaya çıkar. Konveksiyon sırasında yüksek ve düşük enerjili hava molekülleri etkileşir ve yüksek enerjili moleküllerden düşük enerjili moleküllere enerji aktarımı olur. Bunun sonucunda da kalorifer peteklerinden yayılan ısı tüm odaya dağılır.

Sıvı maddenin tanecikleri arasındaki boşluklar katı maddelere göre daha fazla olduğu için sıvılarda ısının iletim yoluyla yayılması daha azdır. Isının büyük çoğunluğu konveksiyon yoluyla iletilir. Isının konveksiyon yolu ile yayılması ise katı maddelerde gerçekleşmez. Çünkü katı maddeyi oluşturan tanecikler sıvı ve gaz maddeyi oluşturan tanecikler gibi yer değiştirme hareketi yapmaz.

Tasarla ve Yap köşesinin bu projesinde, ısının konveksiyon yolu ile iletimini gösteren bir düzenek yapıyoruz.

Nelere İhtiyacımız Var?

• 1 adet 30 cm x 30 cm boyutlarında siyah fon karton
• 1 adet 20 cm x 20 cm boyutlarında siyah maket karton
• 1 adet 6 cm çapında renkli kâğıt
• 1 adet 1,5 cm çapında kâğıt
• 1 adet kalın çöp şiş
• 1 adet 2 cm uzunluğunda pipet parçası
• Kurşun kalem
• Makas
• 1 adet plastik kapak (Merkezinde çöp şişin geçebileceği delik bulunmalı.)
• Silikon tabancası ve silikon
• Katı yapıştırıcı
• İletki
• Cetvel
• Şeffaf bant
• Masa lambası

Uyarı:

Kesici ve delici aletleri kullanırken dikkatli olalım. Silikon tabancasının elimizi yakmamasına dikkat edelim.

Ne Yapıyoruz?

Ne Oldu?

Masa lambasından ısı alan hava moleküllerinin hızı artar. Böylece enerjileri de artmış olur. Enerjisi yüksek olan hızlı moleküller soğuk moleküllerle çarpışarak enerjilerinin bir kısmını bu moleküllere aktarır. Daha az yoğun olan sıcak hava molekülleri yükselir ve soğuk hava molekülleriyle yer değiştirir. Ortaya çıkan hava akımı pervanenin dönmesini sağlar. Isının bu şekilde yayılmasına konveksiyon ile yayılma denir.

Düşünelim!

Çok sıcak bir günde asfalt yola baktığınızda yoldan havaya doğru dalgalanmalar görebilirsiniz.

Bunun sebebi ne olabilir?  

Kaynaklar:

• Komisyon, 6. Sınıf Fen Bilimleri Ders Kitabı, Millî Eğitim Bakanlığı Yayınevi, Ankara, 2015.
• https://www.sciencebuddies.org/stem-activities/solar-updraft-tower?from=YouTube

Yazar Hakkında:

Namdar Gürsönmez

İzmir Çiğli-Karşıyaka Aydoğan Yağcı Bilim ve Sanat Merkezi

Uzman Fen Bilimleri Öğretmeni