Sıcaklık Nedir? Sıcaklık Birimleri Nelerdir?

Sıcaklık, bir şeyin ne kadar sıcak veya soğuk olduğunu gösteren bir ölçüdür. Fiziksel bir niceliktir. Sıcaklık, parçacıkların kinetik enerjisi cinsinden ölçülebilir. Bir malzemenin içinde hareket eden parçacıkların hareket hızını tanımlar. Ortalama bir ölçü olarak kabul edilir. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, maddeyi oluşturan parçacıkların hareketi o kadar hızlı olur.

Sıcaklık yoğun bir niceliktir ve maddenin enerji durumunu tanımlar. Tüm malzemeler, sürekli hareket halinde olan, titreşen veya dönen atomlara ve moleküllere sahiptir. Bir cismin sıcaklığı, atomlarının ve moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi ile tanımlanabilir. Maddenin genleşmesi termometre kullanılarak ölçülebilir. Sıcaklık, termometre ile ölçülür. Sıcaklığı ölçmek için en yaygın kullanılan sıcaklık birimi santigrattır.

Termometreler, bir cismin sıcaklık veya soğukluk oranını ölçmek için bir ölçeğe güvenir. Maddenin ısıtılmasıyla taneciklerin kinetik enerjisi artar. Sonuç olarak, maddenin hacmi veya kütlesi değişir.

Sıcak ve Soğuk Nedir?

Son yüzyıllarda birkaç farklı sıcaklık ölçeği ve birimi geliştirilmiştir. Dünyanın farklı yerlerinde farklı ölçekler kullanıldığından, halen kullanımda olan birkaç farklı ölçek var. Eski sıcaklık skalalarının bazılarının gerçek özellikleri başlangıçta çok doğru değildi (bir insanın vücut sıcaklığı gibi), ancak daha sonra belirli ve doğru referans noktaları ve spesifikasyonlar oluşturuldu.

Yüksek sıcaklıklar için aslında herhangi bir sınır yoktur ve çok yüksek sıcaklıklara çıkmak mümkündür. Örneğin, güneşin yüzeyindeki sıcaklık 5800 Kelvin iken, güneşin içindeki sıcaklık 13,6 milyon Kelvin’e kadar çıkıyor.

Sıcaklığın alt sınırı için, mümkün olan en düşük sıcaklık olan mutlak sıfır sıcaklık olan çok özel bir sınır vardır. Mutlak sıfır, muhtemelen asla elde edilemeyecek teorik bir durumdur. Teorik olarak, atomların tüm hareketi neredeyse tamamen duracak ve yalnızca kuantum mekanik sıfır noktası enerjisini koruyacaktır. Mutlak sıfır sıcaklık, 0 Kelvin, -273,15 °Santigrat veya -459,67 °Fahrenhayt’a eşittir. Uzayda sıcaklık oldukça soğuktur ve evrenin ortalama sıcaklığı 3 Kelvin’den azdır.

Sıcaklık Birimler

Sıcaklık birimi denildiğinde genel olarak Santigrat (°C) akla gelmektir. Fakat farklı sıcak birimleri vardır. Sıcaklık birimlerinin hepsini inceleyelim.

Kelvin (K)

Kelvin,  SI sisteminde  (Uluslararası Birimler Sistemi) temel sıcaklık birimidir. Kelvin biriminin kısaltması K’dir (derece veya derece işareti yoktur). Kelvin birimi ilk olarak 1848’de William Thomson (Lord Kelvin) tarafından öne sürüldü.

Kelvin şu anda suyun üçlü noktasının termodinamik sıcaklığının 1/273.16 kesri olarak tanımlanır, mutlak sıfır noktası 0 K’dir. Eriyen buzun sıcaklığı 273.15 K’dir.

Kelvin genellikle bilim ve teknolojide kullanılır, günlük hayatta pek kullanılmaz. Kelvin sıcaklığının ITS-90 cinsinden sembolü büyük harf T₉₀’dır.

Santigrat (° C)

Santigrat, SI sisteminde sıcaklık için türetilmiş bir birimdir, Kelvin temel birimdir. Santigratın kısaltması °C’dir. Santigrat, ilk olarak 1742’de İsveçli Anders Celsius tarafından sunuldu. Santigrat ölçeğinin iki ana referans  noktası, suyun  0 °C olarak tanımlanan donma noktası (veya buzun erime noktası) ve  kaynama noktasıydı.

Santigrat, Kelvin’den türetilen bir SI birimi olduğundan, ITS-90 ile de bağlantılıdır ve sembolü küçük harf t₉₀‘dır . ITS-90 açısından, buzun erime noktası 0 °C’nin biraz altındadır ve normal atmosfer basıncında suyun kaynama noktası yaklaşık 99.974 °C’dir.

Santigrat birimi, günlük kullanım için Kelvin’den daha uygundur ve ABD’de pek kullanılmasa da Dünya çapında çok popülerdir. Santigrat derecesine bazen Celcius da denir.

Fahrenhayt (° F)

Fahrenhayt biriminin kısaltması °F’dir. Fahrenhayt, ilk olarak 1724’te Gabriel Fahrenheit adlı bir Hollandalı tarafından tanıtıldı. Ölçeğin iki ana referans  noktası, suyun donma noktasının  32°F ve  insan vücudunun sıcaklığının  96°F olmasıdır.

Günümüzde Fahrenhayt ölçeği, buzun erime noktası tam olarak 32 °F ve suyun kaynama noktası tam olarak 212 °F olacak şekilde yeniden tanımlanmaktadır. İnsan vücudunun sıcaklığı, revize edilmiş ölçekte yaklaşık 98 ° F’dir.

Birçok alanda Fahrenhayt, sıcaklık birimi olarak Santigrat ile değiştirildi, ancak Fahrenhayt hala ABD, Karayipler, Avustralya ve Birleşik Krallıkta Santigrat ile paralel olarak kullanılıyor.

Rankine (° R, ° Ra)

Rankine ölçeği °R veya °Ra olarak kısaltılır. Rankine ölçeği, Kelvin ölçeğinden birkaç yıl sonra, 1859’da İskoç William Rankine tarafından sunuldu. Rankine ölçeğinin referans noktası, Kelvin ölçeğinde olduğu gibi 0 °R olan  mutlak sıfır noktasıdır. Suyun donma noktası 491.67 ° Rankine’ye eşittir.

Rankine yaygın olarak kullanılan bir ölçek değildir. ABD’de teknolojinin bazı alanlarında kullanılıyordu, ancak NIST(Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü ) artık Rankine kullanımını önermiyor.

Réaumur (° Ré, ° Re)

Réaumur terazileri, 1730 yılında Réne de Réaumur tarafından tanıtıldı. Referans noktaları   0 °Ré  suyunun donma noktası ve suyun kaynama noktası  80 °Ré’dir. Réaumur ölçeği, Avrupa ve Rusya’nın bazı bölgelerinde kullanılmış, ancak esas olarak geçen yüzyılda ortadan kalkmıştır.