Katı sıvı ve gazların genleşme özelliklerini karşılaştırınız.

Sıcaklığı artırılan bir maddenin hacminin yada uzunluğunun değişmesine genleşme denir. Genleşme kelime olarak genişlemeden gelmektedir.

Katıları, gazları ve sıvıları  meydana getiren tanecikler, konumları etrafında sürekli çalkalanma halindedirler. Katı, sıvı yada gaz maddelerine ısı biçiminde enerji verilirse, bu verilen enerji kinetik enerji ye dönüşür; böylece, tanecikler kinetik enerjileri arttığı için daha şiddetle hareketlenirler ve daha geniş alanda yayılma gösteririler. Sıcaklığı yükselen cisimler, genleşmektedir.

Katılarda genleşme özellikleri

Dışarıdan sıcaklık alan cisimlerin taneciklerinin kinetik enerjisi artar. Bu sebeple tanecikler birbirinden uzaklaşır ve  titreşim hızları artar. Bu olay genleşme olayıdır. 

Maddelerin genleşmesi veya büzülmesi esnasında büyük kuvvetler ortaya çıkmaktadır. Bu genleşme köprülerde ve tren raylarında büyük hasarlara sebep olmakta, bu hasarı önlemek için rayların eklenti noktalarında boşluklar bırakılmakta, köprülerde demir makaralar kullanılmaktadır.

Katılarda genleşme 3 şekilde olmaktadır.

Yüzeyce genleşme

So bir metal levhanın ısıtılmadan önceki ilk yüzeyidir. Isıttığımızda bu metal levhanın, yüzeyi artarak son yüzeyi,

ΔS = S-S0=S0.2 λ.Δt formülüyle hesap edilir.

Burada;

S0: Metalin ilk yüzü.

2λ: Yüzeyce genleşme katsayısı (Boyca genleşmenin iki katıdır.)

Δt = t_son-t_ilk :Sıcaklık farkıdır

Boyca genleşme

Katı bir maddenin sıcaklığının 1ºC arttırışlması ileo katı cisimin birim boyundaki uzama miktarına boyca genleşme katsayısı veya boyca genleşme(uzama) katsayısı adı verilir.

Bir metal çubuğun önceki ilk boyu, olsun. Bu metal boyu uzayarak son boyu l olur. Boyca uzama miktarı (Δl);

ΔL =l-l0 = L0.λ.Δt bağıntısıyla bulunur. Burada,

l0 : Metalin ilk boyu.900000 cm dir bu :Δt = t_son-t_ilk : Metalin ısıtılmadan önceki sıcaklığı ile ısıtıldıktan sonraki sıcaklığının farkıdır.

Hacimce genişleme

Isıtılmadan önceki ilk hacmi metal kürenin V1 olsun. Isıttılan metal kürenin son hacmi V olur. Hacimce genleşme miktarı ΔV, bağıntısıyla hesap edilir. Formül: ΔV=V1.3λ.Δt

Burada;

V0: Metal kürenin ilk hacmi.

3λ: Hacimce genleşme katsayısı (Dikkat edilirse boyca genleşme katsayısının üç katıdır.)

Δt = t_son-t_ilk : Sıcaklık

Sıvılarda genleşme özellikleri

Isıtılan sıvıların durumunu Katılarda olduğu incelek mümkün değildir. Çümkü sıvıları katılar gibi şekillendirmek mümkün değildir. Bu sebeple sıvıları bir kap içinde incelenmesi sıvıların genleşme özelliklerini izlememize imkan verir.

Sıvılarda genleşme özelliğinden faydalandığımız alanlar, termometreler, kalorifer sistemleri, sıcak su kazanlarıdır. Sıvıların genleşme miktarı şu formül ile hesaplanır.

Formülde ΔV sıvının hacimce genleşme miktarı, V sıvının ilk hacmi, a sıvının hacimce genleşme katsayısıdır.

Gazlarda genleşme her gazda aynıdır. Gazlar en çok genleşen maddelerdir.

Hadi Paylaş!