İletim Nedir? Isı İletimi (Kondüksiyon) ve Kelimenin Bütün Anlamları

İletim, en genel anlamıyla bir şeyi bir yerden başka bir yere geçirme, ulaştırma işidir; yapı ve fizik dilinde ise ısının, maddenin kendisi yer değiştirmeden, bir cismin içinden ya da birbirine değen cisimler arasında tanecikten taneciğe aktarılması demektir. Bu ikinci anlama ısı iletimi ya da yabancı kökenli adıyla kondüksiyon denir.

Kelime tek başına söylendiğinde anlamsız gelebilir, çünkü yalnızca "geçirme" bildirir: neyin geçtiği bağlamdan anlaşılır. Bu kelime 6 anlamda kullanılır: (1) genel olarak iletmek işi (haber, sinyal, veri iletimi), (2) fizikte ısı iletimi yani kondüksiyon, (3) fizikte elektrik iletimi, (4) enerji sektöründe elektriğin yüksek gerilim hatlarıyla taşınması (iletim hattı), (5) makinede ve otomotivde gücün motordan tekerleğe aktarılması (güç iletimi, transmisyon), (6) tıpta sinir iletimi. Bu sayfa ağırlıkla ikinci anlamı, yani pencere, duvar ve yalıtımı doğrudan ilgilendiren ısı iletimini anlatır.

İletim ne demek? Anlamlar tablosu

Tanımların kaynağı TDK Güncel Türkçe Sözlük. "Kondüksiyon" kelimesi TDK sözlüğünde madde olarak yer almaz; fizikte ve tıpta İngilizce conduction karşılığı olarak kullanılır. Bir ayrıntı kafa karıştırabilir: TDK'nın "ısı yayımı" maddesi iletimi ve konveksiyonu aynı tanımda toplar. Fizik kaynaklarında ise ikisi ayrıdır: iletimde madde bir bütün olarak hareket etmez, taşınımda (konveksiyonda) akışkanın kendisi yer değiştirir.

Isı iletimi (kondüksiyon) nedir?

Isı iletimi, sıcaklık farkı olan iki bölge arasında enerjinin madde içinden geçmesidir. Isı her zaman sıcak taraftan soğuk tarafa akar. Madde yerinde kalır, yalnızca enerji ilerler. Georgia State Üniversitesi'nin fizik başvuru kaynağı HyperPhysics bunu "malzemenin bir bütün olarak hareketi olmadan, malzeme içinde enerji aktarımı" diye tanımlar.

İletim nasıl gerçekleşir?

• Metal olmayan katılarda (cam, beton, taş, plastik): daha sıcak bölgedeki atomlar daha güçlü titreşir ve bu titreşimi komşu atomlara aktarır. Enerji, kafes titreşimleriyle ilerler.
• Metallerde (alüminyum, bakır, çelik): titreşime ek olarak serbest elektronlar enerjiyi taşır. Elektriği iyi ileten metallerin ısıyı da iyi iletmesinin sebebi aynı serbest elektronlardır.
• Gazlarda: ısı moleküllerin birbirine çarpmasıyla geçer. Gazlar seyrek ortam olduğu için ısıl iletkenlikleri katılara göre düşüktür. Bu yüzden hareketsiz tutulan hava iyi bir yalıtkandır.

İletimin olması için iki şart yeterlidir: bir sıcaklık farkı ve arada kesintisiz bir madde yolu. Birbirine değen iki cisim arasında da aynı yolla ısı geçer; kışın metal bir pencere koluna dokunmak eli, aynı sıcaklıktaki ahşaptan daha çabuk soğutur, çünkü metal ısıyı elden daha hızlı çeker. Isı ile sıcaklık arasındaki farkı ayrıca ısı ve sıcaklık arasındaki fark sayfası anlatır.

Fourier yasası: iletimle ne kadar ısı geçer?

Düz bir katmandan iletimle geçen ısı, Fourier yasasıyla hesaplanır:

q = −λ · ΔT / d

• q: birim alandan geçen ısı akısı (W/m²)
• λ: malzemenin ısıl iletkenliği (W/(m·K))
• ΔT: katmanın iki yüzü arasındaki sıcaklık farkı (K veya °C)
• d: katman kalınlığı (m)

Eksi işareti yalnızca yönü gösterir: ısı sıcaklığın azaldığı yöne akar. Yasadan iki pratik sonuç çıkar: geçen ısı λ ile doğru, kalınlıkla ters orantılıdır. Aynı sıcaklık farkında yalıtım kalınlığını iki katına çıkarmak, o katmandan geçen ısıyı yarıya indirir.

Örnek: iki yüzü arasında 20 °C fark olan 5 cm'lik bir EPS levha (TS 825 hesap değeri λ = 0,040 W/(m·K)) için q = 0,040 × 20 / 0,05 = 16 W/m² olur. Aynı farkta 20 cm'lik donatılı beton (λ = 2,50 W/(m·K)) için q = 2,50 × 20 / 0,20 = 250 W/m² çıkar. Bu hesap yalnızca malzeme katmanını kapsar; gerçek bir duvarda iç ve dış yüzeydeki hava filmi dirençleri de eklenir. Katmanın ısıl direnci R = d / λ bağıntısıyla bulunur; bir duvarın ya da pencerenin U değeri bu dirençlerin toplamından türetilir. Pencere için adım adım hesap pencerelerde ısı iletim katsayısı hesabı sayfasındadır.

Isıl iletkenlik (λ): hangi malzeme ısıyı ne kadar iletir?

Bir malzemenin ısıyı ne kadar kolay ilettiğini gösteren sayı lambda (λ) değeri, yani ısıl iletkenliktir. Değer büyüdükçe malzeme iyi iletken, küçüldükçe iyi yalıtkandır. Tablodaki değerler iki kaynaktan alınmıştır: metaller ve hava için HyperPhysics ısıl iletkenlik tablosu, yapı malzemeleri için TS 825 hesap değerleri (İZODER TS 825 Ek E tablosu).

Alüminyum için verilen aralığın sebebi alaşımdır: saf alüminyumun ısıl iletkenliği 237 W/(m·K) olarak verilir ve alaşım elementleri bu değeri düşürür (alüminyum alaşımlarının ısıl iletkenliği derlemesi). Profilde kullanılan alaşım ne olursa olsun alüminyum, camdan yüzlerce, yalıtım malzemelerinden binlerce kat daha iletkendir. Hangi malzemenin iletken, hangisinin yalıtkan sayıldığı iletken ve yalıtkan maddeler sayfasında ayrıca anlatılıyor. Taş yünü ve EPS gibi malzemelerin düşük λ değeri, gözeneklerinde hareketsiz tuttukları havadan gelir.

Pencerede iletim: alüminyum çerçeve ve ısı bariyeri

Bir pencerede ısı üç yoldan birden kaybedilir, ama çerçevede baskın yol iletimdir. Alüminyum çok iyi bir iletken olduğu için iç ve dış yüzü tek parça metalle birbirine bağlı bir çerçeve, içerideki ısıyı doğrudan dışarı taşır. Bu, bir ısı köprüsü örneğidir: çevresine göre ısıyı daha kolay geçiren yerel bir yol.

Çözüm, iletim yolunu kesmektir. Isı yalıtımlı alüminyum profilde iç ve dış alüminyum kabuk birbirine değmez; aralarına düşük iletkenlikli poliamit çubuklar yerleştirilir. Bu parçaya ısı yalıtım bariyeri denir. Bariyer üreticileri, örneğin Technoform'un ısı bariyeri sayfası ve insulbar poliamit yalıtım profilleri, bu parçaların alüminyum pencere, kapı ve cephelerde ısı ile soğuğun doğrudan geçişini önlemek için kullanıldığını anlatır.

Aynı mantık camda da geçerlidir. Isıcam ünitesinde iki camı ayıran kenar çıtası metal olursa cam kenarı iletimle soğur; sıcak kenar cam çıtası bu yolu zayıflatır. Soğuyan yüzeyin önemi yalnızca enerji değildir: iç yüzey sıcaklığı çiy noktası altına düşerse orada yoğuşma başlar. Çerçevenin ve camın birlikte değerlendirildiği performans değerleri için pencere ısıl performansı Uf ve Uw sayfasına, pencere türleri için pencere ve ürünler sayfalarına bakılabilir.

İletim, taşınım ve ışınım farkı

Isı üç yolla yayılır: iletimde madde yerinde kalır ve enerji tanecikten taneciğe geçer; taşınımda (konveksiyon) ısınan akışkanın kendisi hareket eder; ışınımda ise enerji elektromanyetik dalgalarla taşınır ve madde gerekmez. Bu yüzden boşlukta (vakumda) iletim olmaz. Üç yolun karşılaştırması, günlük örnekleri ve termos örneği ısının yayılma yolları sayfasında bir arada anlatılıyor; vakumun iletimi nasıl kestiği ise termos nasıl çalışır sayfasında.

İletimin öteki anlamları

Elektrik iletimi ve iletim hattı

Fizikte iletim, elektrik akımının iletken bir maddeden geçmesini de anlatır; TDK'nın fizik tanımı ısı ile elektriği birlikte sayar. Enerji sektöründe ise kelimenin yasal bir tanımı vardır: 6446 sayılı Elektrik Piyasası Kanunu iletimi, elektrik enerjisinin gerilim seviyesi 36 kV üzerindeki hatlar üzerinden nakli olarak tanımlar; 36 kV ve altındaki hatlarla nakil ise "dağıtım"dır. Türkiye'de iletim şebekesini TEİAŞ (Türkiye Elektrik İletim A.Ş.) işletir. Şehirler arası yüksek gerilim direkleri "iletim hattı" diye bu anlamdan adlanır.

Güç iletimi (transmisyon)

Makine ve otomotiv dilinde güç iletimi, motorun ürettiği hareketin dişli, mil ve kavrama gibi parçalarla tekerleğe aktarılmasıdır. TDK "transmisyon" maddesini elektrikli taşıtlar için, dingilin motora göre dikey ve yatay düzende hareket etmesini sağlayan organ diye tanımlar. Günlük dilde aynı sisteme aktarma organları ya da şanzıman denir.

Sinir iletimi

Tıpta iletim, elektrik sinyalinin sinir boyunca ilerlemesidir. Sinir iletim hızı testi, sinyalin sinirde ne kadar hızlı ilerlediğini ölçer ve kas incelemesi olan EMG ile birlikte yapılır (MedlinePlus).

Haber, sinyal ve veri iletimi

TDK'nın ilk anlamı olan "iletmek işi" en geniş kullanımdır: bir haberin, belgenin, sinyalin ya da verinin bir yerden başka yere ulaştırılması da iletimdir. Bu kullanımda kelime ısı ya da elektrikle ilgili değildir.

Sık sorulan sorular

İletim nedir, kısaca?
Isı için kullanıldığında iletim, ısının madde yer değiştirmeden bir cismin içinden ya da birbirine değen cisimler arasında sıcaktan soğuğa geçmesidir. Genel dilde ise bir şeyi bir yerden başka bir yere ulaştırma işidir.

Kondüksiyon ne demek?
Kondüksiyon, ısı iletiminin (ve fizikte elektrik iletiminin) yabancı kökenli adıdır; İngilizce conduction karşılığıdır. TDK sözlüğünde ayrı madde olarak yer almaz, Türkçe karşılığı "iletim"dir.

İletim en çok hangi maddelerde görülür?
En belirgin olarak katılarda, özellikle metallerde. Sıvı ve gazlarda da iletim olur, ama onlarda ısı çoğunlukla akışkanın hareketiyle, yani taşınımla yayılır.

Isıl iletkenlik düşük mü iyi, yüksek mi?
Amaca göre değişir. Yalıtım için düşük λ istenir; tencere tabanı ya da ısı değiştirici gibi ısının hızlı geçmesi gereken yerlerde yüksek λ istenir.

Alüminyum pencere neden ısı bariyerli yapılır?
Alüminyumun ısıl iletkenliği camdan ve yalıtım malzemelerinden çok yüksek olduğu için, iç ve dış yüzü tek parça olan bir çerçeve ısıyı iletimle doğrudan dışarı taşır. Aradaki poliamit bariyer bu metal yolu keser.

İlgili sayfalar

• Isının yayılma yolları: iletim, taşınım, ışınım
• Lambda (λ): ısıl iletkenlik
• İletken ve yalıtkan maddeler
• Isı köprüsü nedir, nerelerde oluşur?
• Isı yalıtım bariyeri
• Termal kamera ve termografi
• Pimapen
• Cam balkon