Isı ile sıcaklık arasındaki fark nedir?

Isı ile sıcaklık, kütle ile ağırlık, kuvvet ile güç gibi bazı ölçüm birimleri çok yaygın olarak birbirleriyle karıştırılır. Günlük konuşmalarda ısı ile sıcaklık bazen beraberce, bazen de birbirlerinin yerine kullanılır. Hatta gazetelerde, televizyonda hava ısısının yükselerek 40 dereceye varacağı, vücut ısısının 36,5 derece olduğu rahatlıkla söylenmektedir. Belki de çoğumuz “ısı” kelimesini, “sıcaklık” kelimesinin öztürkçesi olduğunu sanıyoruz. Sıcaklığın artmasına ısınma denmesinin de bu iki kavramın birbirine karıştırılmasında payı vardır.

Günlük söyleyişte bir şey ne kadar ısınmış ise sıcaklığı da o kadar fazladır, ha ısı denilmiş, ha sıcaklık pek fark etmez; ısı 30 derece denildiğinde herkes anlar. Sobanın üzerine bir kap su konulduğunda ısındığı görülür ama artan ısı mıdır, sıcaklık mıdır, kimse için pek önemli değildir. Ne var ki fizik bilimi bu iki kavram arasındaki çok ince farkı izah edebilmek için karmaşık tanımlara ihtiyaç duyar.

Kısaca özetlemek gerekirse, bedenimizle, elimizle hissettiğimiz, termometre ile ölçtüğümüz şey sıcaklıktır. Isı ise bir enerjidir, elle ölçülemez ancak deney yapılarak bulunabilir. Sıcaklık bir cismin ne kadar ısısal enerji sahibi olduğunun bir ölçüsüdür, ısının şiddet derecesinin bir göstergesidir.

Isı ile sıcaklık arasında bir ilişki vardır ama orantılı bir ilişki yoktur. Bir cisme ısı verildiğinde sıcaklığı artar ama aynı ısı verildiğinde hacimce büyük bir cismin ısısı küçüğünkinden daha az olabilir. Isıdaki aynı değişime, farklı materyaller çok farklı ve alakasız sıcaklık değişimleri gösterebilir.

Bir cismin ısısı şu kadardır demek doğru da değildir, mümkün de. Isı bir enerji şekli olduğundan, iki madde arasında sıcaklık farkı olması şartıyla, birinden diğerine iletilebilir. Isı alışverişi daima yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğru olur, ısı verenin sıcaklığı düşerken, ısı alan cismin sıcaklığı yükselir.

Elimize bir buz parçası aldığımızda elimizi soğuttuğunu söyleriz. Halbuki bu ifade yanlıştır. Isı, sıcak olan elden soğuk olan buza doğru hareket etmiştir. Elimiz ısı enerjisi kaybettiğinden sıcaklığı düşmüş, biz de elimizde soğukluk hissetmişizdir. Buzdan çıkıp da elimizi soğutan bir şey yoktur. Hareket eden tek şey ısı enerjisidir. İçkiye konulan buz bilimsel olarak onu soğutmaz. İçkinin ısısı buza geçtiği için buzun sıcaklığı artar ve erir. Bu arada içkinin ısı enerjisi azaldığından sıcaklığı düşer.

Sıcaklık bulunduğu cisme ait bir özelliktir, cisimle doğrudan ilişkilidir. Isı ise bir enerji olduğundan değerlendirmede cisimden tamamen bağımsızdır. Isı ile sıcaklık arasındaki ilişki para ile zenginlik arasındaki ilişkiye benzer. Örneğin, 50 liranın, kimin cebinde olduğuna bağlı olmaksızın bağımsız bir maddi değeri vardır. Ancak kişinin zenginliği o 50 liranın kimin cebinde olduğuna bağlıdır. Bir çocuğun cebindeki 50 lira onu mahallenin diğer çocuklarının gözünde erişilemez bir zengin konumuna getirebilir ama cebinde aynı miktarda para bulunan bir aile reisinin akşam evi için yeterli bir alışveriş yapabileceği bile şüphelidir.

Aynı miktardaki para nasıl farklı kişilere verildiğinde bazılarını zengin yapıyor bazılarına ise yetmiyorsa, ısı da benzer özellik gösterir. Güneş, deniz kenarında yan yana duran kuma da, suya da aynı miktarda ısı enerjisi verir, her ikisi de aynı ısısal enerjiye sahip olurlar ama fiziksel farklılıklarından dolayı kum daha sıcak olur, su ise daha soğuk.

Sıcaklık bir ölçüdür, elle dokunarak hissedilir veya termometre ile ölçülür. ABD’de “fahrenheit” (fahrenayt) diğer ülkelerde “celcius” (santigrad), bilimsel olarak da “kelvin” birimleri ile ölçülür. Bu üçü arasındaki fark, suyun donma noktasının santigradda 0 derece, fahrenaytda 32 derece, kelvinde ise 273 derece kabul edilmesidir.

Isı, enerji olduğundan birimi “kalori”dir. Bu birim çoğunlukla gıdalar için kullanılan “kaloro” birimi ile karıştırılır. Kalori bilimsel olarak “1 gram suyun ısısını 1 derece yükseltmek için gerekli enerji miktarıdır.” Gıda uzmanlarının kullandıkları kalori bu bilimsel kalorinin 1000 katıdır ve büyük “C” harfi ile gösterilir.