Genleşme

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara

Genleşme, genişleme anlamından gelir. Sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır.

Katıları, sıvıları ya da gazları oluşturan tanecikler, ortalama konumları çevresinde sürekli çalkalanma halindedirler. Bu cisimlerden birine ısı biçiminde enerji verilirse, bu enerji kinetik enerji ye dönüşür; dolayısıyla, kinetik enerjisi artan tanecikler daha şiddetle çalkalanır ve daha geniş alana yayılmaya çalışırlar; yani sıcaklığı yükselen cisim (katı, sıvı, gaz) aynı zamanda genleşir. Net olarak:sıcak bir cisim ışınını başka bir maddeye gönderirse o maddenin kapladığı alan (hacmi) genişler ve yayılır.

Katılarda genleşme[değiştir | kaynağı değiştir]

Dışarıdan ısı alan maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı artar. Tanecikler birbirinden uzaklaşmaya başlar. Bu olaya genleşme adı verilir. Tersine olarak madde dışarıya ısı verdiğinde (madde soğutulduğunda) maddenin taneciklerinin kinetik enerjilerinin azalmasına neden olur.

Maddelerin genleşmesi ya da tersine büzülmesi sırasında büyük kuvvetlerin ortaya çıkması, tren raylarında, köprü gibi yapılarda hasarlara neden olmaktadır. Bu yüzden tren raylarının eklenti yerlerinde boşluklar bırakılır, köprüler demir makaralar üzerine oturtulur. Çevremizdeki bu tür yapıları gözlemleyerek genleşme ile ilgili birçok örnekler bulabiliriz.

Boyca genleşme[değiştir | kaynağı değiştir]

Katı bir maddenin sıcaklığının 1ºC yükseltilmesiyle birim boyundaki uzama miktarına boyca genleşme katsayısı veya boyca genleşme(uzama) katsayısı denir.

Bir metal çubuğun önceki ilk boyu, L0 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.
Δt = tson-tilk : Metalin ısıtılmadan önceki sıcaklığı ile ısıtıldıktan sonraki sıcaklığının farkıdır.

Yüzeyce genleşme[değiştir | kaynağı değiştir]

Bir metal levhanın ısıtılmadan önceki ilk yüzeyi S0 olsun. Bu metal levhayı ısıttığımızda, yüzey artarak son yüzeyi

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

Burada;

S0: Metalin ilk yüzü.
2λ: Yüzeyce genleşme katsayısı (Boyca genleşmenin iki katıdır.)
Δt = tson-tilk :Sıcaklık farkıdır

Hacimce genişleme[değiştir | kaynağı değiştir]

Metal bir kürenin ısıtılmadan önceki ilk hacmi V0 olsun. Bu metal küreyi ısıttığımızda son hacmi V olur. Hacimce genleşme miktarı ΔV, bağıntısıyla hesap edilir. Formül: ΔV=V0.3λ.Δt

Burada;

V0: Metal kürenin ilk hacmi.
3λ: Hacimce genleşme katsayısı (Dikkat edilirse boyca genleşme katsayısının üç katıdır.)
Δt = tson-tilk : Sıcaklık

Sıvılarda genleşme[değiştir | kaynağı değiştir]

Sıvıların ısıtılmadaki davranışlarını, katılarda olduğu gibi inceleyemeyiz. Çünkü, sıvıları katılar gibi şekillendirmek, örneğin boru haline getirmek imkânsızdır. Bu yüzden, sıvıların, bir kap içinde incelenmeleri gerekir. Ayırt edici bir özelliktir.

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

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

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

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons'ta
Genleşme ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunmaktadır.