Genleşme nedir?

Bu konuda neler öğreneceksin?

• Katı, sıvı ve gaz hâlinde genleşmenin ortak nedenini açıklar.
• Çizgisel, yüzeysel ve hacimsel genleşme bağıntılarını doğru seçip uygular.
• Genleşme katsayısını kullarak bir cismin uzama ya da hacim artışını hesaplar.
• Bimetal şerit, genleşme payı ve şilte sıkma gibi uygulamaları gerekçesiyle açıklar.
• Isıtma ile direnç, yoğunluk ve termometre ölçümü arasındaki ilişkiyi yorumlar.

Anahtar fikirler

• Genleşme, madde miktarını değiştirmediği için kütleyi değiştirmez; hacmi büyütür.
• Sıcaklık değişimi, uzunluğun ya da hacmin kendisi değil farkıdır; işaret yönü önemlidir.
• Gazlarda genleşme bağıntısında mutlak sıcaklık kullanılır, celsius ölçeği kullanılamaz.
• Katıların genleşmesi küçük, sıvılarınki belirgin, gazlarınki çok büyüktür.
• Termometrede yükselen sütun, sıvının kabın genleşmesinden fazla büyümesinden kaynaklanır.
• Yapı ve makine tasarımında uzama payı bırakılmazsa gerilim oluşur ve parça kırılabilir.

Konunun özeti

Isıtılan her madde genleşir; nedeni parçacıkların titreşim genliğinin artması ve ortalama uzaklığın büyümesidir. Uzunluk için çizgisel katsayı, yüzey için bunun iki katı, hacim için üç katı yaklaşık bir değer kullanılır. Sıcaklık mutlaka fark olarak alınır ve birimler baştan sona denetlenir. Genleşme madde eklemediği için kütle sabit kalır, yoğunluk azalır; buna karşılık metal iletkenlerin direnci artar. Mühendislikte ray, köprü ve yapı bağlantılarında pay bırakılır, sıvıların genleşmesi termometre gibi ölçüm araçlarını mümkün kılar.

Sık yapılan hatalar

• Sıcaklık yerine sıcaklığı kullanmak: Genleşmede kullanılan değer, sıcaklığın kendisi değil sıcaklık değişimidir. 5 °C ile 45 °C arasında 40 birimlik bir değişim vardır.
• Hacim katsayısını çizgisel katsayı saymak: Uzunluk için kullanılan katsayı, hacim için doğrudan kullanılamaz. Hacimsel katsayı çizgelisinin yaklaşık üç katıdır.
• Genleşmeyle kütlenin arttığını düşünmek: Isıtma sırasında madde girip çıkmaz. Bu yüzden kütle değişmez; değişen büyüklük hacim ve yoğunluktur.

İlgili konular

• Basınç
• Akışkanlar
• Isı ve Sıcaklık
• Hal Değişimleri
• Ses
• Optik