İklimlendirme İle İlgili Tanımlar – Termometre Sıcaklığı

Termometre sıcaklığı, mutlak nem, özgül nem, bağıl nem, duyulu ısı, gizli ısı, yoğunluk ve entalpi gibi bir çok kavram açıklanmıştır.

Kuru termometre sıcaklığı (T)

Havanın, içindeki su buharı ve radyasyonun tesiri altında kalmaksızın herhangi bir şekilde ölçülen sıcaklığa kuru termometre sıcaklığı denir. Bildiğimiz termometrelerden okunan sıcaklıktır.

Yaş termometre sıcaklığı (Tyaş)

Belirli bir su kütlesinin doygun olmayan hava tarafından etkilendiğini varsayalım. Suyun sıcaklığı doygun olmayan havanın sıcaklığından daha büyük olursa sudan havaya ısı akımı başlar ve su yavaş yavaş buharlaşarak sıcaklığı düşer. Suyun sıcaklığı havanın sıcaklığına eşit olunca sudan havaya ısı akımı son bulur. Ancak hava doygunlaşmadığı için buharlaşma devam eder ve buharlaşmanın devam etmesi, suyun sıcaklığının havanın sıcaklığının altına düşmesine neden olur. Bu durumda havadan suya doğru bir ısı akımı başlar. Buharlaşan suyun kaybettiği ısı miktarı havadan suya iletilen ısı miktarından büyük olursa suyun sıcaklığı düşmeye devanı eder ve bir süre sonra öyle bir noktaya gelinir ki, artık buharlaşan suyun kaybettiği ısı miktarı, havadan suya iletilen ısı miktarına eşit olur. İşte bu sıcaklığa yaş termometre sıcaklığı denir.

Bu sıcaklığı ölçmek için özel termometreler kullanılır. Pratikte haznesi ıslak pamuk ile sarılmış bir termometrenin üzerinden 5 m/s hızındaki hava akımı geçirilmesi durumunda termometrenin gösterdiği sıcaklık yaş termometre sıcaklığına çok yakındır. Üzerinden hava akımı geçirilen su ancak yaş termometre sıcaklığına kadar soğutulabilir. Bu sıcaklık öyle bir sıcaklıktır ki su buharlaşmak suretiyle havayı aynı sıcaklıkta adyabatik olarak doymuş hale getirir.

Yoğuşma noktası sıcaklığı (Çiğ Noktası Sıcaklığı) (Tyoğ)

Bir nemli havanın yoğuşma noktası, su buharına doymuş hale gelene kadar soğutulması gerekli sıcaklık derecesidir. Ancak bu soğutmada havanın bileşiminin ve basıncının sabit kalması koşulu vardır. Bir başka deyişle şartları verilmiş olan bir havanın aynı barometrik şartlar altında bulunan ve aynı miktar su buharı ihtiva eden doymuş hava sıcaklığına o havanın yoğuşma noktası sıcaklığı denir. Nemli hava içindeki su buharının kısmi basıncı (PH2O) Su buharının nemli hava içindeki kısmi basıncıdır.
P=PH + PH2O PH2O=P – PH
PH : Kuru havanın kısmi basıncı
PH2O: Su buharının kısmi basıncı

Mutlak nem (dv, gr/m3)

1 m3 nemli havanın içerdiği su buharı kütlesine mutlak nem denir. Bir başka deyişle birim hacim içindeki su buharının kütlesine mutlak nem denir.
dv = mH2O / V

Mutlak nemi belirlemek için 1 m3 nemli hava, nem tutucu bir madde olan CaCl2 üzerinden geçirilir. CaCl2 nemli havanın içerdiği su buharını tutar. CaCl2’nin nemli hava geçirilmeden önceki ağırlığı ile nemli hava geçirildikten sonraki ağırlığı arasındaki fark, nemli havanın içerdiği su buharı miktarını yani mutlak nemi ifade eder.

Özgül nem (x, kgnem / kgkuru hava)

Nemli hava içindeki su buharı kütlesinin kuru hava kütlesine oranı özgül nem olarak ifade edilir. Birim ağırlıktaki kuru hava içinde bulunan su buharının ağırlığıdır.
x = mH2O / mH

Bağıl nem (φ)

Nemli havanın içindeki su buharı ağırlığının aynı şartlardaki havanın içinde bulunması mümkün olan maksimum su buharı ağırlığına oranıdır. Bir başka deyişle havanın içindeki su buharının kısmi basıncının o havanın çiğ noktasındaki nemin doyma basıncına oranıdır.
φ = mH2O / mD
φ = PH2O / PD
mH2O : Nemli hava içindeki su buharının ağırlığı, kg
mD : Havanın içinde bulunması mümkün olan maksimum su buharı ağırlığı, kg
PH2O : Herhangi bir sıcaklık ve nemdeki havanın içindeki su buharının kısmi basıncı, Pa
PD : Mevcut havadaki doyma noktasındaki (çiğ noktası) suyun kısmi basıncı, Pa

Doyma derecesi (μ)

Nemli havanın özgül neminin o havanın doymuş haldeki özgül nemine oranıdır.
μ= x / xD

Duyulur ısı

Herhangi bir cismin sıcaklığını yükseltmek için verilmesi gereken lüzumlu ısı miktarına duyulur ısı denir. Burada sıcaklık değişikliği söz konusu olduğundan, bu ısıyı duyularımızla anlayabiliriz. Herhangi bir cismin duyulur ısı miktarındaki değişme;

Kuru termometre sıcaklıklarındaki fark ile bu cisme ait ortalama özgül ısı biliniyorsa aşağıdaki şekilde tayin edilebilir.
QD = m CP (ΔT)
QD: Duyulur ısı, kcal/kg
m : Kütle, kg
CP : Ortalama özgül ısı, kcal/kg°C
ΔT : Kuru termometre sıcaklıkları farkı (°C)

Gizli Isı

Herhangi bir cismin sıcaklığı değişmeksizin faz durumunu değiştirmek için verilen veya alınan ısı miktarına gizli ısı denir. Gizli ısı sıcaklığın bir fonksiyonudur. Bir açık kapta kaynayan su, 760 mmHg basınç altında 100 °C de buharlaşmaya başlar. Bütün kaptaki su tamamen buharlaşana kadar sıcaklığı sabit ve 100 °C de kalır. Buharlaşmak için gerekli ısı ise, kabı kaynatan ısı kaynağından alınır. 1 kg suyun 100 °C de buhar olması için gerekli gizli ısı r = 538.9 kcal/kg’dir. Aynı şekilde, kaynama noktası altında normal sıcaklıklarda, hava içersinde buharlaşmada da bu ısıya ihtiyaç vardır. Mesela, yaş termometre sıcaklığının ölçümünde keçe sathından buharlaşan su, gerekli ısıyı havadan almıştır ve hava bu ısıyı vererek kendisi soğumuştur. Havanın soğutmak suretiyle verdiği duyulur ısı, suyun buharlaşması için gerekli gizli ısıya dönüşmüştür ve bu işlemde gizli ısı duyulur ısıya eşittir, dolayısıyla işlem adyabatiktir. Suyun 760 mmHg basınç altında 0 °C de buharlaşma gizli ısısı r0 = 597.2 kcal/kg’dir.

Özgül Hacim (v)

Hava ve su buharı karışımı bakımından 1 kg havanın işgal ettiği hacimdir Birimi m3 / kg’dır.

Yoğunluk (ρ)

1 m3 maddenin kütle miktarıdır. Birimi kg/m3’tür. Yoğunluk ile özgül hacim birbirlerinin tersidir (ρ=1/v).

Entalpi (h)

Hava ve nem karışımının ısıtılırken verilmesi gereken veya soğutulurken alınması gereken ısı miktarıdır (kj/kg). Gizli ve duyulur
ısıların toplamından oluşur.

İllere Göre Yaş/Kuru Termometre Sıcaklığı