Isı Transferi #01 | Derse Giriş: Isı Transferi Nedir? Isı, Isı Akısı ve Enerji Dengesi

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Isı Transferi serisine hoş geldiniz! Bu ilk derste dersin kapsamını ve ilk on dersin yol haritasını görüyor, sonra temel soruyu soruyoruz: termodinamik bir hal değişiminde ne kadar enerji aktarıldığını söyler; ısı transferi ise bu aktarımın ne hızla olduğunu ve sıcaklığın nasıl dağıldığını inceler. Açılışta 3D animasyonda masada bir fincan çay var: termal kamera görünümünde ısının üç yoldan kaçtığını görüyoruz; masaya iletim, yükselen hava ve buharla taşınım, bir de ışınım. Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Termodinamik ve ısı transferi: 0.3 kg çay 90 °C'den 60 °C'ye soğuyor; m c = 0.3 · 4.18 = 1.254 kJ/°C, Q = 1.254 · 30 = 37.62 kJ. Fincan 25 W ile ısı kaybederse süre 37620 / 25 = 1504.8 s, yaklaşık 25 dakika; hız iki katına çıkarsa yaklaşık 12.5 dakika. Isıyı yürüten sıcaklık farkıdır - Isı Q (J), ısı transfer hızı Q̇ (W) ve ısı akısı q̇ (W/m²); iç enerji: duyulur ve gizli. Örnek: 6 W şarj adaptörü, 60 cm² = 0.006 m² dış yüzey → 1000 W/m²; 2 saatte, yani 7200 saniyede 43.2 kJ - Birinci yasa: giren enerji − çıkan enerji = sistemin enerjisindeki değişim; kapalı sistemde Q = m c ΔT, sürekli akışta Q̇ = ṁ c_p ΔT - Örnek: 2 kW elektrikli su ısıtıcısı, 1.2 kg su 15 °C'den 100 °C'ye: 426.36 kJ; kayıpsız 213.18 s; ölçülen 240 s → 480 kJ elektrik, 53.64 kJ kayıp (ortalama 223.5 W), enerjinin yaklaşık %89'u suya - Sürekli akış: anlık duş ısıtıcısı 0.1 kg/s, 15 → 40 °C: ṁ c_p = 0.418 kW/°C, Q̇ = 10.45 kW. Yüzey enerji dengesi: gelen 150 W = taşınımla 110 W + ışınım → ışınım 40 W - Üç klasik tuzak: ısıyı sıcaklıkla, ısıyı ısı transfer hızıyla, kilojoule'ü vatla karıştırmak Bölümler: 0:00 Derse hoş geldiniz: kapsam ve yol haritası 0:58 Bir fincan çay: ısı üç yoldan kaçar 1:31 Termodinamik ne kadar, ısı transferi ne hızla 2:39 Isı, ısı transfer hızı ve ısı akısı 3:39 Birinci yasa: enerji dengesi 4:24 Örnek: elektrikli su ısıtıcısı 5:42 Sürekli akış ve yüzey enerji dengesi 6:33 Üç tuzak 6:59 Özet ve sıradaki ders Sıradaki derste ısının üç yoluna ve ilk olarak iletime bakıyoruz: Fourier yasası, ısıl iletkenlik ve ısıl yayınım. Kaynak kitap: Yunus A. Çengel, Heat Transfer: A Practical Approach, 2. baskı — Bölüm 1-1…1-4 (konu sırası ve problem tipleri). Örnekler özgündür. Makine, Kimya, Enerji, Uçak ve Mekatronik Mühendisliği öğrencileri için Isı Transferi serisinin ilk dersi.