Isınan Maddelerde Genleşme Hakkında Bilgi

Isınan Maddelerde Genleşme Hakkında Bilgi
Isınan Maddelerde Genleşme nasıl olur, ısınan maddenin genleşmesi, maddelerde genleşme

Genleşme genişleme anlamından gelir Sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır Katıları, sıvıları ya da gazları oluşturan
tanecikler, ortalama konumları cevresinde surekli calkalanma halindedirler Bu cisimlerden birine ısı biciminde enerji verilirse, bu enerji kinetik enerji ye donuşur; dolayısıyla, kinetik enerjisi artan tanecikler daha şiddetle calkalanır ve daha geniş alana yayılmaya calışırlar; yani sıcaklığı yukselen cisim (katı,sıvı, gaz) aynı zamanda genleşir

KATILARDA GENLEŞME

Dışarıdan ısı alan maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı artar Tanecikler birbirinden uzaklaşmaya başlar Bu olay genleşme adı ile anılır Tersine olarak madde dışarıya ısı verdiğinde (madde soğutulduğunda) maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı azalır ve maddenin hacmi kuculur

Maddelerin genleşmesi ya da tersine buzulmesi sırasında buyuk kuvvetlerin ortaya cıkması, tren raylarında, kopru gibi yapılarda hasarlara neden olmaktadır Bu yuzden tren yaylarının eklenti yerlerinde boşluklar bırakılır, kopruler demir makaralar uzerine oturtulur Cevremizdeki bu tur yapıları gozlemleyerek genleşme ile ilgili bir cok ornekler bulabiliriz

BOYCA UZAMA Bir metal cubuğun ısıtılmadan onceki ilk boyu, l0 olsun Bu metal cubuğu ısıttığımızda boyu uzayarak son boyu l olur Boyca uzama miktarı (Δl);

ΔL ll0 L0λΔt bağıntısıyla bulunur

Burada, l0 :Metalin ilk boyu
λ:Metalin boyca genleşme katsayısı
Δt tsontilk:Metalin ısıtılmadan onceki sıcaklığı ile ısıtıldıktan sonraki sıcaklığının farkıdır

YUZEYCE GENLEŞME Bir metal levhanın ısıtılmadan onceki ilk yuzeyi S0 olsun Bu metal levhayı ısıttığımızda, yuzey artarak son yuzeyi S olur

ΔS SS02 λΔt bağıntısıyla hesap edilir

Burada;
S0:Metalin ilk yuzu
2λ:Yuzeyce genleşme katsayısı (Boyca genleşmenin iki katıdır)
Δt tsontilk ıcaklık farkıdır

HACİMCE GENLEŞME Metal bir kurenin ısıtılmadan onceki ilk hacmi V0 olsunBu metal kureyi ısıttığımızda son hacmi V olur Hacimce genleşme miktarı ΔV,

ΔV VV0 V03λΔt bağıntısıyla hesap edilirBurada;
V0:Metal kurenin ilk hacmi
3λ:Hacimce genleşme katsayısı (Dikkat edilirse boyca genleşme katsayısının uc katıdır)
Δt tsontilk : Sıcaklık farkıdır


SIVILARDA GENLEŞME

Katı maddelerin genleşmelerini gorduk, benim aklıma şu soru geldi, peki sıvı maddelerde de genleşme olur mu? Tabi ki olur şimdi birlikte bu konuyu işleyelim Oncelikle şu sorulara cevap bulmaya calışalım

Ağzına kadar dolu bir caydanlık ısıtıldıkca neden taşar?

Termometrelerde cıva veya alkol seviyesi sıcaklık değişmelerinde neden yukselip alcalır?

Bu ve bunun gibi sorulara, bilimsel alarak daha iyi cevaplar verebilmemiz icin, sıvıların davranışlarını incelememiz gerekir Ama bir sorunumuz var Sıvıların ısıtılmadaki davranışlarını, katılarda olduğu gibi inceleyemeyiz Cunku, sıvıları katılar gibi şekillendirmek, orneğin boru haline getirmek imkansızdır Bu yuzden, sıvıların, bir kap icinde incelenmeleri gerekir

Sıvıların genleşmesinden sıvılı termometrelerde, sıcak su kazanlarında, termosifonlarda ve kalorifer sistemlerinde yararlanılır Sıvıların genleşme miktarı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır

ΔV V a Δt

Bağıntıda ΔV sıvının hacimce genleşme miktarı, V sıvının ilk hacmi, a sıvının hacimce genleşme katsayısıdır


GAZLARDA GENLEŞME

Şimdi de gazların ısı etkisiyle genleşmelerini ele alalım Şu soruları cevaplamaya calışalım Soba uzerinde tutulan şişirilmiş bir balon nicin buyur ve hatta patlar? 1783 yılında Montgolfier kardeşler, balonlarını ucurabilmek icin, balonun acık alt kısmında ateş yakmışlardır Nicin? Bu sorulara bulacağımız cevaplar bize, gazlarda da hacmin, katı ve sıvılarda olduğu gibi sıcaklıkla arttığı kanısını vermekte
Sıcaklıkla genleşme, gazdan gaza değişmemektedir