Genleşme

Reklam Alanı 4
Reklam Alanı 6

Genleşme

Genleşme, genişleme anlamını taşımaktadır. Sıcaklığı artan cisimlerin uzunluk veya hacminin değişmesi olayına genleşme ismi verilir. Uzunluk ve hacmin sıcaklıkla birlikte değişmeye devam etmesi halinde genleşme sürekli hale gelecektir.

Katı, sıvı ve gazları oluşturan tanecikler sürekli çalkalanma halindedir. Katı, sıvı veya gaz halindeki cisimlere enerji verilmesi halinde ortaya çıkan enerji kinetik enerjiye dönüşmekte ve artan kinetik enerjiyle birlikte tanecikler daha şiddetli bir şekilde çalkalanmaya başlamaktadır.

Daha geniş alanlara yayılmaya çalışan taneciklerin sıcaklıklarının artmasıyla birlikte genleşme meydana gelir. Sıcak bir cismin ışınını başka bir maddeye göndermesi halinde o maddenin kaplamış olduğu alan hızla genişler ve yayılmaya başlar.

Genleşme Katsayısı Nedir?

Genleşme katsayısı maddenin ıs etkisi sonucunda genleştiği miktarın bulunabilmesi için kullanılan bir katsayıdır.  Birim hacimde bulunan bir maddenin birim sıcaklık değişim hacminde meydana gelen değişme miktarına oranı genleşme katsayısı ile bulunmaktadır.

Isı değişikliği nedeniyle cisimleri meydana gelen atomların enerji düzeylerinde meydana gelen değişmeler sayesinde moleküler bağ uzunluklarında değişme meydana gelir. Atomlar arası mesafeler değiştikçe maddenin hacminde de değişiklikler meydana gelir.

Katı ve sıvı maddelerin genleşme katsayısı farklıdır. Ancak aynı şartlar altında bulunan eşit hacimdeki iki gazın aynı şekilde ısıtılması halinde hacim aynı oranda artacaktır. Gazların genleşme katsayısı aynı ile katı ve sıvıların genleşme katsayısı farklılık göstermektedir.

Genleşme katsayısı aşağıdaki gibi ifade edilebilmektedir:

Bu formülde “p” genleşme süresince sabit tutulan basıncı ifade etmektedir. “V” terimi ise hacimce gerilmeyi ifade etmektedir. Gaz ortamında basınç sabit tutulmalıdır. Gaz hacminin basınç ve sıcaklık değerleriyle birlikte değişiklik göstermesi nedeniyle gaz basıncının sabit tutulması oldukça önemlidir.

Katılarda Genleşme

Dışarıdan ısı alan katı maddenin taneciklerinin kinetik enerjinin etkisiyle birlikte titreşim hızı artacaktır.  Titreşim hızı artan tanecikler birbirinden uzaklaşarak genleşme meydana gelir. Ancak maddeler dışarıya ısı verdiği zaman maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi azalmaya başlar.

Maddenin genleşmesi büyük yapılarda hasar meydana getirebilmektedir.  Genleşme nedeniyle ortaya çıkan hasarı önlemek için yapıların genleşme olabilme ihtimaline uygun olarak tasarlanması önemlidir. Katılar boyca, hacimce ve yüzeyce genleşebilir.

Boyca Genleşme

Katı maddelerdeki sıcaklığın 1 derece yükseltilmesiyle birlikte boyda meydana gelen uzama miktarına genleşme katsayısı adı verilmektedir. Boyca genleşmenin formülü aşağıda verilmiştir.:

Yüzeyce Genleşme

İnce bir levha şeklindeki maddenin kalınlığında meydana gelen genleşme yüzeyinde meydana gelen genleşmeye göre oldukça küçüktür. Levhada bu şekilde meydana gelen genleşmeye yüzeyce genleşme adı verilmektedir.

Yüzey alanı olan A0 ince metal bir levha ile ısıtıldığında yüzey alanda artış meydana gelir.  Yüzeyde meydana gelen değişimler ve genişlemeler yüzeyce genleşme olarak anlatılabilmektedir.

Hacimce Genleşme

Bütün maddelerin hacimce genleşme özelliği bulunmaktadır. Ancak bazı durumlarda meydana gelen genleşmeler küçük ise boyca uzama veya boyca genleşme durumları meydana gelebilmektedir. Hacimdeki değişmeyi aşağıdaki şekilde yardımıyla daha iyi anlayabiliriz.

İlk hacim V0 ile ifade edilmektedir. Küresel cismin sıcaklığının DT olarak değişmesi halinde hacimde meydana gelen değişim DV bağıntısı ile bulunmaktadır.

A değeri hacimce genişleme katsayısı olup hacimce genleşme üç boyutta meydana gelmesi sebebiyle a = 3a şeklinde ifade edilebilir.

Sıvılarda Genleşme

Sıvılar bulundukları kabın şeklini alma özelliğine sahiptir. Sıvılar ısıtıldıktan sonraki davranışları katılar gibi değerlendirilmemektedir. Katıları şekillendirmenin imkansız olması nedeniyle sıvıların kap içerisinde incelenmesi uygundur.

Sıvılar için ayırt edici bir özellik olan bu durum sıvıların ısıtılması halinde genleşme durumlarının taşma şeklinde ortaya çıkmasına neden olur. Sıvıların genleşme katsayısı katılara göre daha büyüktür. Bu sebeple sıvılar genleştiğinde taşma meydana gelir.

Kap ile sıvıların eşit miktarda genleşmemesi nedeniyle sıvılar genleşirken taşma olayı meydana gelmektedir.

Sıvıların genleşme olayı termometreler, termosifonlar, kalorifer sistemleri ve sıvılı termometrelerde kullanılmaktadır. Sıvılardaki genleşme miktarı aşağıdaki formülle ifade edilmektedir:

Gazların genleşmesi

Gazlarda genleşme miktarı her gaz için aynı oranda seyretmektedir. Gazların en çok genleşen maddeler olduğu düşünüldüğünde ideal gaz için hacimce genleşme oranı sıcaklığı değiştiren sürecin türüne göre farklılık göstermektedir.

Gazlarda genleşme olayında iki temel durum bulunmaktadır. Gazlarda genleşme olayında meydana gelen durumlardan ilki basıncın sabit olduğu izobarik süreç, ikincisi ise ortamda ısı değişiminin meyana gelmediği süreçtir.

Reklam Alanı 5

ÖSYM LYS SINAVI GERİ SAYIM
10 Haziran 2017 Cumartesi

Üye OlŞifremi Unuttum

SOLDA SABİT REKLAM
SAĞDA SABİT REKLAM