İç enerji, ısı ve sıcaklık, termodinamiğin temel kavramlarıdır ve maddenin ısıl özelliklerini anlamak için kullanılır. 9. sınıf fizik müfredatında, bu üç kavram arasındaki ilişkiyi öğrenmek, maddenin enerji değişimlerini ve ısıl davranışlarını anlamak açısından önemlidir.

İç Enerji (E)

Maddeleri oluşturan taneciklerin toplam kinetik ve potansiyel enerjilerine iç enerji denir. Kinetik enerji, taneciklerin öteleme, dönme veya titreşim hareketlerinden kaynaklanır. Potansiyel enerji ise tanecikler arası bağlar ve tanecikleri bir arada tutan kuvvetlerden doğar. Bir maddenin iç enerjisi, madde miktarı ve sıcaklıkla doğrudan ilişkilidir.

• Bir sisteme enerji verildiğinde ya da sistem üzerinde iş yapıldığında sistemin iç enerjisi artar.
• Sistem dışarıya enerji verdiğinde ise iç enerji azalır.
• İç enerji maddenin cinsine ve miktarına bağlıdır.
• İç enerji sıcaklığa bağlı olarak değişir. 0 Kelvin (K), yani mutlak sıfır sıcaklıkta, maddelerin iç enerjisi sıfırdır.
• Birimi enerji birimlerinden biridir.

Sıcaklık (T)

Sıcaklık, bir maddenin her bir taneciğinin ortalama kinetik enerjisinin bir göstergesidir ve maddeye bağlıdır. Maddenin tanecik başına düşen ortalama kinetik enerjisinin ölçüsü olan büyüklüğe sıcaklık denir

• Temel bir büyüklüktür.
• SI birimi kelvin (K) olup, termometre ile ölçülür.
• Bir enerji türü değildir, ölçüm sonucunda elde edilen bir değerdir.
• Sıcaklık, maddenin cinsine ve miktarına bağlı değildir.

Isı (Q)

Isı, farklı sıcaklıklardaki iki sistem arasında sıcaklığın yüksek olandan düşük olana doğru aktarılan bir enerjidir. Bir maddenin ısısı, maddenin sıcaklık değişimi sırasında sisteme verdiği veya sistemden aldığı enerji miktarını ifade eder. Isı akışı, her zaman sıcak olandan soğuk olana doğrudur.

• Türetilmiş bir büyüklüktür.
• Enerji çeşitlerinden biridir ve farklı enerji türlerine dönüştürülebilir.
• SI birimi joule (J) olup, genellikle kalori (cal) birimiyle de ifade edilir. 1 cal = 4,18 J’dür.
• Kalorimetre, ısı ölçümünde kullanılan bir alettir.

Sıcaklık ve Isının Karşılaştırılması

• Isı bir enerji biçimidir, sıcaklık ise enerji biçimi değil, kinetik enerjinin bir ölçüsüdür.
• Isı maddeden maddeye geçebilir, sıcaklık ise maddeden maddeye geçemez.
• Isı kalorimetre ile, sıcaklık ise termometre denen aletlerle ölçülür.
• Isı miktarının ölçülmesinde oransal, sıcaklığınkinde ise aralık ölçekli birim kullanılır. Örneğin, 80 cal ısı 20 cal ısının 4 katı iken, 80 °C sıcaklık, 20 °C sıcaklığın 4 katı denilemez. 80 °C sıcaklık, 20 °C sıcaklıktan 60 °C daha fazla denilir.
• Bir cisme dokunulduğunda algılanan şey ısı değil, sıcaklıktır.