Katılarda,Sıvılarda ve Gazlarda Genleşme

Herkese merhabalar değerli öğrenciler.Bu yazımızda sizlere Fizik dersinin önemli bir konusu olan katılarda, sıvılarda ve gazlarda genleşme konusunun anlatımını yapacağız.Şimdiden herkese iyi çalışmalar ve iyi dersler dileriz.

Genleşme

Katı, sıvı ve gazlarda tanecikler ortalama konumları çevresinde sürekli çalkalanma halindedir. Bu cisimlerden birine ısı biçiminde enerji verilirse bu enerji kinetik enerjiye dönüşür. Dolayısıyla kinetik enerji tanecikler arasındaki mesafeyi artırır ve tanecikler daha geniş alana yayılmaya çalışırlar. Bu olaya genleşme denir.

Katı cisimlerde maddenin yapısından dolayı, genleşme boyca, alanca ve hacimce olurken sıvı ve gazlarda ise yalnızca hacimce genleşme olur.

Her maddenin sıcaklık farklılıklarında boylarının ne kadar değişeceği maddeler için ayırt edici özelliklerden biridir.Maddelerin bu özellikleri genleşme katsayısı olarak tanımlanır.

1-) Katılarda Genleşme

Dışarıdan ısı alan maddenin kinetik enerjisi artar ve genleşir, dışarıya ısı veren maddenin ise kinetik enerjisi azalır ve büzülür.Katılarda genleşmeyi boyca, alanca ve hacimce olmak üzere 3 farklı biçimde inceleriz.

1.1-) Boyca Genleşme

${L_0}$ boyundaki bir cismin sıcaklığı $\Delta T$ kadar değiştirildiğinde cismin boyunda $\Delta L$ kadar değişim meydana geliyorsa,

Burada λ maddenin boyca genleşme katsayısıdır.Bir maddenin birim uzunluktaki bir parçasının sıcaklığı birim derece değiştirildiğinde gerçekleşen değişimdir.

1 metre uzunluğundaki çubuğun sıcaklığı 1°C arttırıldığında boyunda meydana gelen artış, λ: boyca genleşme katsayısı olarak tanımlanır.

Metal Çifti;

Oda sıcaklığında farklı cinsten aynı uzunluktaki iki metal çubuğun birbirine yapıştırıldıktan(perçinlendikten) sonra sıcaklık arttığında genleşme katsayısı büyük olan çubuk daha çok yer değiştireceğinden metal çifti genleşme katsayısı büyük olan metal küçük olanın üzerine doğru bükülecektir.

Metal çiftini, güncel yaşamımızda sabit sıcaklık isteğimiz elektronik ütü,fırın,kombi gibi aletlerde kullanırız.Bu tür metal çiftlerine termostat denir.

Bazı termometrelerde(katı termometreler) sıcaklık değerini göstermek için metal çiftleri kullanılır.Çeşitli mekanik saatlerde sıcaklık etkisi ile sapmalar meydana gelir.Bu sapmaları önlemek için de metal çiftleri kullanılır.

1.2-) Alanca Genleşme

S alanındaki bir cismin sıcaklığı $\Delta T$ kadar değiştirildiğinde cismin alanında $\Delta S$ kadar değişim meydana gelir.Maddenin yüzeyce genleşme katsayısı (2λ) ise bu değişim,

bağıntısı ile hesaplanır.

NOT=İçlerinde boşluk olan bazı cisimlerin sıcaklıkları değiştirildiğinde boyutlarında gerçekleşen değişim fotokopi makinesinde büyüterek ya da küçülterek fotokopi çekmeye benzer.Boyutlarda gerçekleşecek değişimler aynı oranda olacaktır.

1.3-) Hacimce Genleşme

V hacmindeki bir cismin sıcaklığı $\Delta T$ kadar değiştirildiğinde cismin hacminde $\Delta V$ kadar değişim meydana gelir.Maddenin hacimce genleşme katsayısı (3λ) ise hacimdeki bu değişim,

bağıntısı ile hesaplanır.

2-) Sıvılarda Genleşme

V hacminde bir sıvının sıcaklığı $\Delta T$ kadar değiştirildiğinde sıvının hacminde $\Delta V$ kadar değişim meydana geliyorsa ve sıvının genleşme katsayısı (α) ise bu değişim,

bağıntısı ile hesaplanır.

3-) Gazlarda Genleşme

Sıcaklıktan dolayı katı ve sıvılarda olduğu gibi gazlarda da hacim artar ve genleşir.Ancak genleşme gazdan gaza değişmektedir.Genleşme gazlar için ayırt edici bir özellik değildir.Bütün gazların genleşme katsayısı 1/273°C dir.