GenleŞme
GENLEŞME Bir cisim ısıtıldığında sıcaklığı artıyorsa, genelde cismin (L) boyunda, (S) yüzeyinde , (V) hacminde artış gözlenir. Buna genleşme denir. Genleşmenin nedeni, ısıtılan cismin moleküllerinin kinetik enerjilerinin artması sonucu moleküller arası ortalama uzaklığın artmasıdır. Katıların Genleşmesi : Katı bir madde ısıtıldığında , genleşmeyi etkileyecek bir dış kuvvet yoksa, maddenin her boyutu (varsa içindeki boşluklar dahil) , aynı oranda genleşir. Bu nedenle , ısıtılan bir katı maddenin genleştikten sonraki durumu , çekilen bir fotoğrafın büyütülmesi durumuna benzer. Örneğin , üzerinde delikler bulunan metal bir levha ısıtıldığında , levhanın her boyutu (üzerindeki delikler dahil) aynı oranda büyür. Isıtılan katı bir maddenin boyutlarının artması , katı maddenin yüzeyinde ve hacminde artış meydana getirir. Bu nedenle katı maddelerde genleşmeyi boyut, yüzey ve hacim olarak ayrı ayrı incelemek kolaylık sağlar. a) Boyca Genleşme : Sıcaklığı artan bir katı cismin genleşmesi her doğrultuda olur. Önce boyca genleşmeyi inceleyelim. L = Lo••t bağıntısı ile verilir. Lo = ilk boy L = son boy L= boyca uzama = Boyca uzama katsayısı t = sıcaklık değişimi ( C) Boyca uzama katsayısı : Birim uzunluktaki bir katı maddenin sıcaklığı 1C arttırıldığında oluşan uzama miktarıdır. Maddenin ayırt edici özelliklerinden biridir. Birimi 1/C ‘dir. L = Lo + L bağıntısı ile de son boy bulunur. Lo L L b) Yüzeyce Genleşme : Bir metal levha ısıtılırsa hem enine hem boyuna uzar, yani boyutları değişir. Yüzeyi So olan bir levhanın sıcaklığı t C değiştirildiğinde levhanın yüzeyindeki artış S ise , S = So • • t dir. S = yüzeyce genleşme miktarı So = ilk yüzey alanı = yüzeyce genleşme katsayısı t = sıcaklık artışı S = son yüzey alanı Burada , levhanın yüzeyce genleşme katsayısıdır. Yüzeyce genleşme katsayısı , bir katı maddenin sıcaklığını 1C değiştirdiğimizde levha yüzeyindeki değişme miktarıdır. Yüzeyce genleşme katsayısı , boyca uzama katsayısı nın yaklaşık 2 katıdır. 2 şeklinde gösterilir. Ayrıca ; S = So + S ile de son yüzey bulunur. c) Hacimce Genleşme : Hacmi Vo olan katı bir cismin sıcaklığı tC değiştirildiğinde , cismin hacmindeki artış V ise, V = Vo • • t dir. V = hacimce genleşme miktarı Vo = ilk hacim V = son hacim = hacimce genleşme katsayısı t = sıcaklık artışı Burada , cismin yapıldığı maddenin hacimce genleşme katsayısıdır. Hacimce genleşme katsayısı, birim hacimdeki bir cismin sıcaklığını 1C değiştirdiğimizde , cismin hacmindeki değişme miktarıdır. Hacimce genleşme katsayısı , boyca uzama katsayısı ‘nın yaklaşık 3 katıdır. 3 olarak gösterilir. V = V0 + V ile de son hacim hesaplanır. Sıvıların Genleşmesi : Sıvıların uzunluklarından ve yüzeylerinden söz edilemeyeceği için ancak hacimce değişmeleri incelenebilir. Hacmi Vo olan bir sıvının sıcaklığı t C değiştiğinde sıvının hacmindeki artış : V = Vo • • t olur. V = hacimdeki genleşme miktarı Vo = ilk hacim V = son hacim = sıvının genleşme katsayısı t = sıcaklık artışı V = Vo + V ile de son hacim bulunur. Vo V Suyun Genleşmesi : 0 C ‘deki bir miktar suyun sıcaklığı arttırıldığında +4 C değerine kadar hacim azalır. Bu sıcaklıktan sonra hacim artar.
