Sıcaklık, Isı ve Isıl Genleşme

Sıcaklık, bir madde içindeki parçacıkların
ortalama kinetik enerjilerinin bir ölçüsüdür ve
duyularımızla hissedilebilen bir fiziksel olaydır. Sıcaklık
bir enerji değildir. Nasıl ki bir cismin hızı onun kinetik
enerjisinin bir ölçüsüyse sıcaklık da benzer şekilde madde
içindeki parçacıkların kinetik enerjilerinin bir ölçüsüdür.
Maddeyi oluşturan moleküllerin sürekli hareketleri
sıcaklık olayını doğurmaktadır. Katıların molekülleri
hareketsiz kabul edilirken, gazlarınki daha serbest ve her
yöne hareket halindedir. Çevremizdeki belirli cisimlere
temas ettiğimizde, X cismi başka bir Y cisminden daha
soğuk veya sıcak diyerek cisimlerin birbirlerine göre farklı
sıcaklıklarda olduğunu ifade ederiz. Sıcaklığın fiziksel
etkileri vardır. Örneğin cisimlerde sıcaklık artınca
genleşme olayı gözlenir. Bu özellik yardımıyla bir metal
çubuğun uzunluğunda ya da bir sıvının hacmindeki
genleşme yardımıyla da sıcaklığı belirleyebiliriz.

Sıcaklığı yüksek olan bir cisimle sıcaklığı düşük
olan bir cisim birbirleriyle temas ettirildiğinde cisimler
belirli bir süre sonunda aynı sıcaklık değerine
ulaştıklarında ısıl denge oluşur.
Isıl denge oluşurken, cisimlerde belirli değişiklikler
meydana gelecektir; Katı cisimler uzar veya kısalır,
akışkanların da hacimlerinde büyüme veya küçülme
olmaktadır. Cisimlerin fiziki yapılarındaki bu değişme ısıl
denge kurulunca biter.

Sıcaklık termometre ile ölçülür. Bir fiziksel
niceliğin ölçülmesinde o niceliğin iki miktarının eşitliği ve
toplanabilmesinin tanımlanması önemlidir. Sıcaklıkta bu
özellikleri sorgulayacak olursak, iki sıcaklığın eşitliği
tayini için, cıvalı bir termometre kullandığımızı
düşünelim. Eğer iki farklı yerde bu sıvı aynı hacme
sahipse, yani cıva seviyesi hacimsel olarak aynı
bölmelerde hizalanıyorsa, bu iki yerin sıcaklıkları eşit
olacaktır. Bunun yanı sıra, iki sıcaklığın toplamının
mümkün olmadığını görürüz, çünkü ayrı iki odanın
sıcaklığı bir termometrede toplanamaz.
Sıcaklığın herkes tarafından anlaşılabilecek şekilde
ölçülebilmesi için termometreler geliştirilmiştir. İlk
başlarda sıcaklık, sıvının gözle görünür genleşmesiyle
belirlenirken artık sıcaklığın bilimsel tanımı ideal gazın,
sabit hacim altında, basıncının artması yardımıyla
tanımlanmaktadır. Buna göre santigrat bölmesi
belirlenirken, sıcaklıkların tayininde buzun erime sıcaklığı
0 ve 1 atmosfer basınç altında suyun kaynama sıcaklığı
100 kabul edilmiştir. 0 ve 100 noktaları arasındaki
bölmeyi 100’e ayarlamak için de ideal gazın basıncı
kullanılır. Yani, bir birim derece sıcaklık değişimi, ideal
olan ve hacmi sabit tutulan bir gazın; 0 noktasından, 100
noktasına ulaşıldığında basıncını 1/100 ü oranında artırır.
İdeal gazın pratikte kullanılmasının çok zor olması
sebebiyle bunun yerine sıcaklık cıvalı termometrelerle
belirlenir olmuştur.
Aslında bunlardan herhangi birine rastgele bir sayı değeri
atanıp termometre için sonsuz sayıda bir derecelendirme
oluşturulabilir. Bu durumun olmaması için genel kabul
görmüş ölçeklendirme birimleri; uluslararası kullanımlar,
çalışmalar ve araştırmalar için kabul edilmiştir.

Sıcaklığın ölçeklendirme birimlerinden en çok
kullanılanları ise santigrat-Celsius ve Kelvin’dir. Bir
maddenin sıcaklığını belirlemek için kullanılan
ölçeklendirmede, uygun iki sıcaklık değeri arasındaki
bölümlendirme oluşturmak için erimiş buza ve normal
basınç altında kaynamakta olan suya atanan sayı değerleri
değiştirilirse çeşitli ölçeklendirmeler ortaya çıkar. Buna
göre:
• Erimiş buza 0 ve kaynayan suya 100 sayıları
karşılık getirilerek santigrat-Celsius,
• Erimiş buza yine 0, fakat kaynayan suya 80 sayısı
denk getirilerek Reamur,
• Erimiş buza 32, kaynayan suya 212 sayıları eşit
alınarak Fahrenheit dereceleri elde edilir,
• Mutlak sıcaklık veya Kelvin ölçeğinde, erimiş
buzun sıcaklığı için 273, kaynayan suyun
sıcaklığı için ise 373 sayıları alınır.

Bir maddenin sıcaklığı, moleküllerin kinetik
enerjilerinin bir ölçüsüdür. Kinetik enerjinin sıfıra düştüğü
bir durumda, maddenin sıcaklığının da mutlak olarak sıfıra
düşeceği açıktır. Moleküllerin hareketleri yavaşladıkça
sıcaklık da azalacaktır. -273 °C’de moleküller hareketsiz
kabul edilmektedirler, bu durumda mutlak sıfır noktası
santigrat sıfırın 273 °C altında bir değer olacaktır. Mutlak
sıfır noktasından itibaren sayılan mutlak sıcaklık T harfi
ile gösterilir, Kelvin derecesi de denir, °K işareti ile
gösterilir.
Bir ölçülendirmede tanımlanan sıcaklık derecesinin
belirtilen diğer ölçülendirmelerdeki değerleri bulunurken
şu yol izlenir:
Celsius (C) olarak verilen sıcaklık değerleri:
• Reamur (R)’e 0,8 çarpanı ile dönüştürülür:
R = 0.8 C
• Fahrenheit (F) değerine dönüştürmek için verilen
sayı l,8 ile çarpılıp, 32 ilave edilir: F = 1.8 C + 32
• t Celsius olarak verilen sıcaklığın mutlak sıcaklık
(T) olarak karşılığı: t = T – 273

Sıvıların sıcaklıklarının değişimi hacimlerinin de
değişmesine sebep olacağından cıva ve alkol kullanılan bu
termometrelerde sıvı, çok dar kılcal boru ile bağlı olan bir
hazne içindedir. Kılcal boruda yükselme ısınan sıvı ile
sağlanmaktadır. Cıvalı termometreler -33°C ile 330°C
değerleri arasında geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Alkollü olanlarda ise hazneye cıva yerine alkol
konulmuştur ve kolay okunur ucuz ve kullanışlıdır.
Alkolün donma ve kaynama noktası göz önüne alınırsa,
-80 °C ile 78 °C arasındaki sıcaklık değerlerinin
okunmasında kullanılabilecektir.

Vücut sıcaklığını -33 °C ile 45 °C belirlemek için
geliştirilmiştir. Cıva haznesinin üstünde kıvrımsal bir
kılcal boru bulunur. Termometre dil veya koltuk altına
yerleştirilir. Termometrede cıva genleşerek, kıvrımsal
bölgeden geçer ve bir yerde kalır. Böyle bir sistemde
yüzey geriliminin bir rolü vardır yani soğuma olurken
cıvanın kıvrımdan hazneye dönmesini engeller. Değeri
okuma esnasında cıva düzeyinin düşmesi bu şekilde
engellenmiş olacaktır. Yeniden sıcaklık tayini için ise,
termometre silkelenerek cıva hazneye geri döndürülür.

Farklı iki maden veya alaşımın birbirine
lehimlenmesinden ibarettir. Bu sayede yüksek sıcaklıkları
belirleyebiliriz. Canlıların derisinin veya bir duvarın
yüzünün sıcaklığı da termoelektrik çift ile belirlenebilir.
İki ayrı madenin birer uçları kadranına santigrat dereceleri
bölmelenmiş galvanometreye tutturulmuştur. Maddelerin
diğer uçlarıyla oluşturulmuş eklenme yeri, sıcaklığı
ölçülecek yere saplanır ve tabi ki bu durumda diğer uçlar
soğuk kalacaktır. Mevcut uçlar arasındaki oluşan sıcaklık
farkı sebebiyle belirli bir potansiyel fark oluşur ve bu
sırada galvanometreden akım geçer ve daha önce
bölmelenmiş olan galvanometre sıcaklığı direkt olarak
gösterir. Termoelektrik çift ile 1000 °C’ye kadar
sıcaklıklar tayin edilebilir.

Gazların hacim ve basınçları sıcaklıkla
değişmektedir. Bu temele dayanılarak gazlı termometreler
yapılmıştır. En çok hidrojen veya helyum gazı kullanılan
gazlı termometrelerde, herhangi bir sıcaklıkta gazın
basıncı onun hacmi ile ilişkilidir. Eğer hacim sabit
tutulursa basınç sıcaklığa bağlı kalacaktır ve sıcaklıkla da
sürekli olarak artacaktır.

Maddelerin sıcaklıkla genleşip farklı uzama
göstermelerine bağlı olarak termostatlar üretilmiştir.
Bunlar günlük hayatımızda kullandığımız ütü, buzdolabı
gibi elektrikli ev aletlerinde belli sıcaklıkta elektrik
devresini kesip kapatırlar.

Yüksek sıcaklık fırınlardan güçlü ışık salınması
prensibine dayanılarak, fırınların sıcaklığını ölçmek için
üretilmişlerdir. Sıcaklığı tayin edilecek fırının ağız
kısmının görüntüsü bir mercek yardımıyla bir lamba
üzerine gönderilir. İkinci bir başka mercek, lambanın bu
gerçek görüntüsünü bir perde üzerine düşürür. Bu perde
üzerinde parlak bir daire içerisinde lâmbanın kızgın telinin
görüntüsü görülür. Kızgın telin sıcaklığına göre görüntü
parlak veya donuk olmaktadır. Burada asıl teori ise fırının
gönderdiği ışığın lambanın gönderdiği ışık miktarına eşit
olmasıdır. Pirometre kalibre edilerek, bir ampermetre
yardımıyla ölçtüğü akım şiddetine göre fırının sıcaklığı
tayin edilebilir. 2000 °C veya 3000 °C değerindeki
sıcaklıklar optik pirometreler yardımıyla tayin
edilebilmektedir.

Maddeyi oluşturan atom ve moleküllerin rastgele
hareketlerine bağlı mekanik enerji olarak ısı, tutulamaz,
saklanamaz ve hal değiştirme süreçleri dışında maddelerin
sıcaklığını arttırır. Ancak bir cisimden diğerine geçtiğinde
ikincisinde ortaya çıkan değişiklik ile belirlenebilir. Isı
geçişi daima sıcaklığı büyük olandan küçük olana
doğrudur.
Isının iletimi tek yönlüdür, maddenin sıcaklığını
değiştirmesi özelliğinden dolayı ısı birimi olarak kalori
kullanılmaktadır.
İki ısı farkının eşitlik ve toplamı tarif edilebilir. Isı
farkının bulunması için kullanılan yöntemler için şunlar
geçerlidir:
1. Bir yerde farklı sıcaklıklardaki maddeler
bulunuyorsa, bu maddelerin hepsi aynı sıcaklık
değerine ulaşıncaya kadar, sıcaklığı yüksek
olandan sıcaklığı düşük olana ısı geçişi olacaktır,
2. Yüksek sıcaklıktaki maddelerin verdiği ısı, düşük
sıcaklıktaki maddelerin aldıkları ısıya denktir,
3. Bir maddenin bir değişim esnasında aldığı ısı
miktarı, aksi durumda da verdiği ısı miktarına
denktir,
4. m gram madde üzerinde bir etkiyi oluşturabilmek
için gereken ısı, 1 gram üzerinde aynı etkiyi
gösteren ısının m katı olmaktadır.
Bir ortamda bulunan iki maddenin aynı sıcaklığa gelmesi
olayı ısıl denge olarak tanımlanır. Isıl dengeye,
termodinamiğin sıfırıncı yasası denilmektedir.
Isı farkını ölçmek için kalorimetre kabı kullanılmaktadır.
Kalorimetre kabının sıcaklığı, çevre sıcaklığından farklı
ise kalorimetre kabı ve çevresi arasında bir ısı alışverişi
olacaktır. Bunun olmaması için kalorimetre kabının içi ve
dışı parlatılır. Ayrıca kalorimetre kabı ısıyı iletmeyen ya
da iletkenliği çok çok az olan bir cisim örneğin strafor
parçalarıyla yalıtılır. Aynı durum, aralarındaki hava
vakumlanmış olan çift cidarlı kaplarla da elde edilebilir.
Bir cismin 1 gramının sıcaklığını, 1 °C yükseltebilen ısı
miktarına o cismin öz ısısı adı verilir.

Katıyı oluşturan atom ve moleküller güçlü
kuvvetlerle birbirlerine bağlıdırlar. Bu parçacıklar denge
konumu etrafında titreşim hareketi yaparlar. Isı enerjisi
verildiği durumlarda, sıcaklığın artmasıyla, titreşimin
genliği arttığı için parçacıklar arasındaki mesafe artar,
bunun sonucunda katı cismin hacmi artmış olur. Bu olay,
genleşme olarak bilinir.

Bir katı maddenin; boyu, eni ve yüksekliği gibi
veya üzerinde belirlenmiş iki nokta arasındaki uzunluk
gibi herhangi bir doğrusal (lineer) boyutundaki
genişlemelere lineer genleşme denilmektedir. Artan veya
azalan sıcaklıkta bir katı maddenin boyutlarındaki
değişimler az olmakla beraber bu durum birçok konuda
önemli bir problemdir. Bu genleşmeleri göz önünde
tutarak, örneğin, demir yolu raylarının eklem yerlerine
küçük aralıklar yani genleşme payı bırakılır. Çelik
malzemeden yapılmış köprülerde, köprünün genleşmesi ve
daralması göz önünde tutularak, bir veya iki ucundaki
tespit noktalarının altına yerleştirilen ve sıcaklıkla
genleşme karşısında köprünün küçük hareketlerini
sağlayan silindirik yatakların montajı yapılmaktadır. Eğer
köprü her iki başından sabitlendiyse, genleşme ve sıkışma
esnasında çok ciddi zor ve zorlanmalara maruz kalacaktır.
Bir metal çubuğun, t₀ °C sıcaklığındaki uzunluğu L₀ ve
t °C sıcaklığındaki uzunluğu L olsun. Sıcaklıktaki
Δt = (t - t₀) değişimi, L₀ uzunluğu ile orantılı olacaktır ve
bu durum;

 L = L₀ (1 + α Δt)
ΔL = L - L₀ = α L₀ Δt
α = ΔL / L₀ Δt

eşitlikleriyle verilir. Bu eşitlikteki α metal çubuğun boyca
uzama katsayısı adını almaktadır. Bu katsayı farklı
maddeler için farklı değerdedir. Birimi, 1/ °C ile verilir.
Boyca uzama katsayıları arasındaki farktan yararlanılarak
termoelektrik çift termometreler ve özel olarak
termostatlar yapılmaktadır. Bu maksatla eşit boyda bir
pirinç şerit ile çelik şeridin perçinlenmesinden ibaret bir
çift metalli şerit kullanılır. Pirincin daha büyük boyca
uzama katsayısı nedeni ile ısıtıldığında şerit eğilir ve
termostat olarak bir elektrik kontağını açıp kapatırken bir
ısıtma sistemi kontrol altına alınmış olur.
Ayrıca betonarme binalarda, beton ve demirin birlikte
kullanılabilmesinin altında bu iki maddenin uzama
katsayılarının birbirine yakın değerde olması yatmaktadır.
Homojen katı malzemeden yapılmış düzlem bir tabaka
için y yüzeyce genleşme katsayısıdır ve boyca uzama
katsayısının iki katıdır. (y = 2α) t₀ °C sıcaklığındaki yüzey
alanı S₀ olan bir düzlem levhanın, t °C sıcaklığındaki
yüzey değişimi;

 ΔS = yS₀Δt

yüzeyinin 1 °C ısıtılmasında yüzeydeki artma miktarıdır.
Bu genişleme tam da bir fotoğrafın iki boyutlu
büyütülmesi gibidir.
Bir katı maddenin hacimce genleşmesi de benzer şekilde
olmaktadır. t₀ °C’de bir cismin hacmi V₀ olsun. Bu cismin
t °C’ye kadar ısıtılmasıyla oluşan hacim değişimi;

ΔV = βV0Δt

denklemiyle verilir. Burada, β hacimce genleşme
katsayısıdır ve boyca uzama katsayısının üç katıdır (β =
3α).Sıvılarda sadece hacim genleşmesi göz önüne
alınabilecektir ve genleşme katsayısı katı cisimlerde
olduğu gibi ΔV = βV0Δt denklemiyle verilir. Sıvılar için
genleşme katsayısının değeri katılarındakinden oldukça
büyüktür.
ΔV = βV0Δt denklemi, 4 °C civarında, su için doğru
olmamaktadır. Genleşme çizgisel olmadığından, hacminin
en küçük olduğu sıcaklık 4 °C de yoğunluğu en büyüktür.
Suyun sıcaklığının 4 °C’den düşük değerlerinde hacmi
büyüyüp, yoğunluğu küçülür. Bu sebeple, buzlu su ve buz
üst tarafta toplanır. Suyun yüzeyden donmaya
başlamasının sebebi de bu şekilde açıklanabilir.

Erime, katı bir haldeyken dışarıdan bir enerji
alarak sıvı hale geçme durumudur. Her madde sabit basınç
altında uygun bir sıcaklık derecesi değerinde erimeye
başlar ve bütün erime süresince sıcaklık değeri aynı kalır.
İşte bu sıcaklık değerine erime noktası denir ve basınçla
çok az değişim gösterir. Erimede daima hacim değişimi
olmaktadır.
Buzun erime ısısı 80 kalori/gram’dır (cal/g). Donma olayı
ise erimenin tersi bir olaydır. Yukarıda tarif edilen tüm
gerekli koşullar donma olayında da geçerlidir.
Genelde katı cisimler erirlerken hacimleri büyür ve
dolayısıyla yoğunlukları küçülür. Fakat buz ve birkaç
madde daha erirken hacimleri küçülür. Suda ise durum
farklıdır. Su donarken hacmi artar.
Sıvı halden (fazdan) gaz haline geçme olayı buharlaşma
olarak adlandırılmaktadır. Kaynamadan buharlaşma bir
sıvıda görülebilir. Bir sıvı kapalı bir ortamda
buharlaştığında oluşan buhar arttıkça o buharın basıncı da
artacaktır. Yeterli miktarda sıvı ile sonuçta sıcaklığa bağlı
olarak, buhar basıncının belirli bir değerinden sonra
sıvının buharlaşması duracaktır. Düdüklü tencerede yemek
pişirilmesi bu duruma iyi bir örnek teşkil eder.
Kaynama ise, buharlaşmanın özel bir halidir. Kaynama
esnasında sıvının içerisinde kabarcıklar meydana gelir.
Sabit basınçta, her sıvı belirli bir sıcaklığa ulaşıldığında
kaynamaya başlar ve devamında sabit bir değerde
kaynama noktasına ulaşıldığında artık sıcaklık değişmez
hale gelir.
Kaynama noktası ve buharlaşma ısısı, basınçla değişen
değerlerdir. Bir sıvının kaynama noktası sıvı üzerindeki
basınçla doğru orantılı değişmektedir. Hal değişikliği için
gerekli olan ısı miktarı Q, madde miktarına (m) ve
özellikle cinsine bağlı olarak şöyle yazılabilir: Q = mL
Burada L maddenin hal değişimi için alınan veya verilen
ısı miktarıdır ve hal değiştirme ısısı adını alır.
Buharlaşmanın tersi ise yoğunlaşma olarak bilinir. Gaz
halindeki madde sabit bir basınç altında sıcaklığının
düşürülmesiyle sıvı hale geçiyorsa yoğunlaşma meydana
gelmiş demektir. Maddelerin yoğunlaşma ısıları ile
buharlaşma ısıları aynıdır. Buharlaşmada madde sabit
basınç altında ısı alıyorken yoğunlaşmada aynı basınç
altında ısı vermektedir.

Katı halde bulunan bir maddenin sıvı haline
geçmeden doğrudan gaz haline geçme olayına
süblimleşme (uçunum) adı verilir. Birim zamanda
süblimleşen katı miktarına süblimleşme hızı adı verilir. Bu
hız, sıcaklıkla doğru orantılıdır. Bu olay sınırlı hacim için,
bu hacim miktarının doyum noktasına kadar devam
etmektedir. Çünkü bu sınırda, katı ve onun buharı denge
noktasında bulunurlar. Yalnız bu olay tüm katılar için
geçerli değildir. İyot, naftalin gibi bazı özel maddeler oda
sıcaklığında süblimleşirken, kuru buz (CO2 buzu) 0 °C’de,
karbon ise 3800 °C’de süblimleşme göstermektedir.
Günlük hayatta bu olaya en iyi örnek; özellikle sıcak yaz
günlerinde evlerimizde yünlü giysilerin güve zararlısı
tarafından tahribini önlemek için kullanılan naftalindir.
Naftalin kullanıldığında kokusu, her yere yayılır.
Süblimleşmenin tersine, yani gaz halindeki bir maddenin
doğrudan katı hale geçmesi olayına ise desüblimleşme
(depozisyon) denir. İlkbahar veya sonbaharda kırağı
oluşması buna iyi bir örnektir. Ani sıcaklık düşmesi
sonucu havadaki su buharı katı hale geçer ve kırağı olarak
yağar.

Isı üç yolla yayılır:
1. Konveksiyon: Isının, hareketli madde parçacıkları
yardımıyla yayılmasıdır. Kalorifer petekleri
üzerinde ısınan havanın yukarı doğru yükselmesi
buna örnek verilebilir. Bir kap içinde bulunan
sıvıyı üstten ısıtmaya kalktığınızda, kabın dibinde
bulunan sıvı ya ısınmaz ya da ısınması ihmal
edilebilecek seviyede kalır. Buradan diyebiliriz ki
sıvı iletimle çok az ısınmaktadır. Alttan ısıtılan
sıvı ise hacimce genişler ve yoğunluk
küçülmesiyle yüzeye doğru hareketlenir. Bu
durum, konveksiyonla ısının yayılmasına bir
örnektir. Sıcak rüzgâr akımlarının ısı getirerek,
soğuk rüzgârların ısı alıp götürmesi de
konveksiyon olayından ibarettir. Giyilen
giysilerin vücut sıcaklığını koruması, ısıyı iyi
iletmemelerinden değil konveksiyon akımlarını
engellemelerindendir.
2. İletim: Isının madde içinde fakat maddenin
parçacıklarından bağımsız hareketi sonucunda
yayılması olarak bilinir. Bir metal çubuğun bir
ucu ısı kaynağına tutulursa, diğer ucuna temas
edildiğinde giderek ısındığı görülür. Sıcak uçtan
diğer soğuk olan uca doğru ısının cismin içinden
iletimi gerçekleşmiştir. Isı iletimi ancak ve ancak
bir cismin belirli yerlerinde sıcaklık farkı olduğu
zaman ortaya çıkmaktadır ve daima bu iletim
sıcaklığı yüksek olan noktadan sıcaklığı düşük
olan noktaya doğrudur. Maddenin iletkenliği göz
önüne alındığında moleküller arası gerçekleşen
bu olay ısının yayılmasıdır. Isının bir madde
üzerinde iletilmesi, sıcak yani molekül enerjisinin
yüksek olduğu yerden, molekül enerjisinin küçük
olduğu soğuk kısma doğru meydana gelir. Burada
madde iletilmemiştir, iletilen enerjidir. Termos
şişeler, sıcak cisimleri sıcak ve soğuk cisimleri de
soğuk olarak tutabilmek için bu esasa göre
yapılmıştır. Isı iletimi ile elektrik iletimi arasında
bir benzerlik vardır yani iyi elektrik iletkenleri
aynı zamanda iyi ısı iletirler. Sıcaklık, ısı
iletkenlik katsayısını değiştirir. Isıl iletkenlik
metallerde sıcaklıkla azalan bir özelliktir. Bazı
maddeler de ısı iletimini her doğrultuda aynı
değerde göstermezler.
3. Işıma (veya radyasyon): Isının herhangi bir
maddeye ihtiyaç duymadan yayılmasıdır.
Örneğin boş uzayda hava olmaksızın güneş
ışınlarıyla ısının dünyamıza kadar ulaşması buna
bir örnektir. Boşluk ısının konveksiyon ve
iletimle yayılmasına izin vermez. En büyük ısı
enerjisi kaynağı olan güneş, etrafına ısıyı ışıma
ile yayar. Güneş ışınlarının en küçük birimdeki
bir bölümü bile yeryüzüne gelirken milyonlarca
kilometre boşluktan geçerken hava tabakalarına
ve yeryüzüne çarpmasıyla ışınım ısıya
dönüşmektedir.

Daha sıcak olan yerlerden düşük sıcaklık olan
bölgelere doğru akan ısı enerjisinin bu akışını durdurmak
veya minimumda tutmak isteyebiliriz. İşte bu ısı akış
hareketi ancak ısıl yalıtım yoluyla kontrol edebilir. Tüm
yapılan yalıtımlar ısı enerjisinin saatlerce bu akışını
durdurması içindir. Böylece ısı enerjisi kaybı önlenecektir.
Sıcak bir yaz gününde termos şişe içinde soğuk içecekleri
uzun süreli muhafaza edilebiliriz. Binalarda da yapılan
yalıtım, enerji tasarrufu içindir. Bu sayede binaların
sıcaklığının sabit değerde tutulması sağlanabilir. İklimi
çok soğuk ya da sıcak olan bölgelerde binalarda yalıtım
yapmanın bir yolu, duvarlar ve çatıda inşaat çalışmaları
esnasında yalıtım malzemeleri kullanılmasıdır. Örneğin
cam yünü denilen malzeme, birbirine çok sıkı şekilde
paketlenmiş olan lifli maddeden üretilmektedir. Aralarında
hava boşlukları bulunur ve ayrıca da hava ve camın ısıl
iletkenlikleri de çok düşüktür. Duvarların ve çatının
yalıtılmasıyla binalardaki ısıl denge maksimumda
sağlanabilir. Çatı ve duvarlar haricinde kapılar ve
pencerelerin yalıtılması da ısıl yalıtım için zorunludur.
Bunları yalıtmanın amacı, dış hava ile taşınım yapabilecek
hava akımının kesilmek istenmesidir.