HaZzAn
31 December 2008, 11:35
Genleşme genişleme anlamından gelir. Sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır. Katıları[Only Registered Users Can See Links] sıvıları ya da gazları oluşturan
tanecikler[Only Registered Users Can See Links] ortalama konumları çevresinde sürekli çalkalanma halindedirler. Bu cisimlerden birine ısı biçiminde enerji verilirse[Only Registered Users Can See Links] bu enerji kinetik enerji ye dönüşür; dolayısıyla[Only Registered Users Can See Links] kinetik enerjisi artan tanecikler daha şiddetle çalkalanır ve daha geniş alana yayılmaya çalışırlar; yani sıcaklığı yükselen cisim (katı[Only Registered Users Can See Links]ıvı[Only Registered Users Can See Links] gaz) aynı zamanda genleşir.
KATILARDA GENLEŞME
Dışarıdan ısı alan maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi[Only Registered Users Can See Links] dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı artar. Tanecikler birbirinden uzaklaşmaya başlar. Bu olay genleşme adı ile anılır. Tersine olarak madde dışarıya ısı verdiğinde (madde soğutulduğunda) maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi[Only Registered Users Can See Links] dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı azalır ve maddenin hacmi küçülür.
Maddelerin genleşmesi ya da tersine büzülmesi sırasında büyük kuvvetlerin ortaya çıkması[Only Registered Users Can See Links] tren raylarında[Only Registered Users Can See Links] köprü gibi yapılarda hasarlara neden olmaktadır. Bu yüzden tren yaylarının eklenti yerlerinde boşluklar bırakılır[Only Registered Users Can See Links] köprüler demir makaralar üzerine oturtulur. Çevremizdeki bu tür yapıları gözlemleyerek genleşme ile ilgili bir çok örnekler bulabiliriz.
BOYCA UZAMA Bir m e t al çubuğun ısıtılmadan önceki ilk boyu[Only Registered Users Can See Links] l0 olsun. Bu me ta l çubuğu ısıttığımızda boyu uzayarak son boyu l olur. Boyca uzama miktarı (Δl);
ΔL =l-l0 = L0.λ.Δt bağıntısıyla bulunur.
Burada[Only Registered Users Can See Links] l0 ::-):-):-):-)lin ilk boyu.
λ::-):-):-):-)lin boyca genleşme katsayısı.
Δt = tson-tilk::-):-):-):-)lin ısıtılmadan önceki sıcaklığı ile ısıtıldıktan sonraki sıcaklığının farkıdır.
YÜZEYCE GENLEŞME Bir :-):-):-):-)l levhanın ısıtılmadan önceki ilk yüzeyi S0 olsun. Bu :-):-):-):-)l levhayı ısıttığımızda[Only Registered Users Can See Links] yüzey artarak son yüzeyi S olur.
ΔS = S-S0.2 λ.Δt bağıntısıyla hesap edilir.
Burada;
S0::-):-):-):-)lin ilk yüzü.
2λ:Yüzeyce genleşme katsayısı (Boyca genleşmenin iki katıdır.)
Δt = tson-tilk :Sıcaklık farkıdır
HACİMCE GENLEŞME :-):-):-):-)l bir kürenin ısıtılmadan önceki ilk hacmi V0 olsun.Bu :-):-):-):-)l küreyi ısıttığımızda son hacmi V olur. Hacimce genleşme miktarı ΔV[Only Registered Users Can See Links]
ΔV = V-V0 =V0.3λ.Δt bağıntısıyla hesap edilir.Burada;
V0::-):-):-):-)l kürenin ilk hacmi.
3λ:Hacimce genleşme katsayısı (Dikkat edilirse boyca genleşme katsayısının üç katıdır.)
Δt = tson-tilk : Sıcaklık farkıdır.
SIVILARDA GENLEŞME
Katı maddelerin genleşmelerini gördük[Only Registered Users Can See Links] benim aklıma şu soru geldi[Only Registered Users Can See Links] peki sıvı maddelerde de genleşme olur mu? Tabi ki olur şimdi birlikte bu konuyu işleyelim. Öncelikle şu sorulara cevap bulmaya çalışalım.
Ağzına kadar dolu bir çaydanlık ısıtıldıkça neden taşar?
Termometrelerde cıva veya alkol seviyesi sıcaklık değişmelerinde neden yükselip alçalır?
Bu ve bunun gibi sorulara[Only Registered Users Can See Links] bilimsel alarak daha iyi cevaplar verebilmemiz için[Only Registered Users Can See Links] sıvıların davranışlarını incelememiz gerekir. Ama bir sorunumuz var. Sıvıların ısıtılmadaki davranışlarını[Only Registered Users Can See Links] katılarda olduğu gibi inceleyemeyiz. Çünkü[Only Registered Users Can See Links] sıvıları katılar gibi şekillendirmek[Only Registered Users Can See Links] örneğin boru haline getirmek imkansızdır. Bu yüzden[Only Registered Users Can See Links] sıvıların[Only Registered Users Can See Links] bir kap içinde incelenmeleri gerekir.
Sıvıların genleşmesinden sıvılı termometrelerde[Only Registered Users Can See Links] sıcak su kazanlarında[Only Registered Users Can See Links] termosifonlarda ve kalorifer sistemlerinde yararlanılır. Sıvıların genleşme miktarı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.
ΔV = V. a. Δt
Bağıntıda ΔV sıvının hacimce genleşme miktarı[Only Registered Users Can See Links] V sıvının ilk hacmi[Only Registered Users Can See Links] a sıvının hacimce genleşme katsayısıdır.
GAZLARDA GENLEŞME
Şimdi de gazların ısı etkisiyle genleşmelerini ele alalım. Şu soruları cevaplamaya çalışalım. Soba üzerinde tutulan şişirilmiş bir balon niçin büyür ve hatta patlar? 1783 yılında Montgolfier kardeşler[Only Registered Users Can See Links] balonlarını uçurabilmek için[Only Registered Users Can See Links] balonun açık alt kısmında ateş yakmışlardır. Niçin? Bu sorulara bulacağımız cevaplar bize[Only Registered Users Can See Links] gazlarda da hacmin[Only Registered Users Can See Links] katı ve sıvılarda olduğu gibi sıcaklıkla arttığı kanısını vermekte.
Sıcaklıkla genleşme[Only Registered Users Can See Links] gazdan gaza değişmemektedir.
:-):-):-):-)L ÇİFTİ
Farklı :-):-):-):-)llerden yapılmış eşit uzunluktaki iki çubuk bir birine perçinlenerek :-):-):-):-)l çifti yapılabilir. Bu iki çubuk[Only Registered Users Can See Links] perçinli oldukları için ısıtıldıklarında bağımsız olarak hareket edemezler. Fakat uzama katsayıları bir birinden farklı oldukları için biri diğeri üzerine bükülür.
M e t al çiftlerinin birçok kullanım alanları vardır. Bunların en önemlisi elektrik termostatlarıdır. Termostat sıcaklığı kontrol altına alarak sabit bir değerde tutmaya yarayan bir alettir. Elektrikli şofben[Only Registered Users Can See Links] elektrikli ütü[Only Registered Users Can See Links] evlerdeki radyatör türü ısıtıcılar termostatlı aletlerdir.
Bu aletlerde sıcaklık arttığında :-):-):-):-)l çifti bükülür ve devreyi keser. Bir süre soğuyunca m e t al çifti soğuyarak eski durumuna gelir ve devreyi tamamlar. Isıtıcı çalışmaya başlar. Böylece aletin sabit sıcaklıkta çalışması sağlanır.
Yangın alarmlarında sıcaklık arttığında :-):-):-):-)l çifti yukarı bükülerek elektrik devresini kapatır ve zil çalar. Aynı zamanda m e t al termometrelerde ve flaşörlerde m e t al çiftleri kullanılarak yapılan araçlardır.
tanecikler[Only Registered Users Can See Links] ortalama konumları çevresinde sürekli çalkalanma halindedirler. Bu cisimlerden birine ısı biçiminde enerji verilirse[Only Registered Users Can See Links] bu enerji kinetik enerji ye dönüşür; dolayısıyla[Only Registered Users Can See Links] kinetik enerjisi artan tanecikler daha şiddetle çalkalanır ve daha geniş alana yayılmaya çalışırlar; yani sıcaklığı yükselen cisim (katı[Only Registered Users Can See Links]ıvı[Only Registered Users Can See Links] gaz) aynı zamanda genleşir.
KATILARDA GENLEŞME
Dışarıdan ısı alan maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi[Only Registered Users Can See Links] dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı artar. Tanecikler birbirinden uzaklaşmaya başlar. Bu olay genleşme adı ile anılır. Tersine olarak madde dışarıya ısı verdiğinde (madde soğutulduğunda) maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi[Only Registered Users Can See Links] dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı azalır ve maddenin hacmi küçülür.
Maddelerin genleşmesi ya da tersine büzülmesi sırasında büyük kuvvetlerin ortaya çıkması[Only Registered Users Can See Links] tren raylarında[Only Registered Users Can See Links] köprü gibi yapılarda hasarlara neden olmaktadır. Bu yüzden tren yaylarının eklenti yerlerinde boşluklar bırakılır[Only Registered Users Can See Links] köprüler demir makaralar üzerine oturtulur. Çevremizdeki bu tür yapıları gözlemleyerek genleşme ile ilgili bir çok örnekler bulabiliriz.
BOYCA UZAMA Bir m e t al çubuğun ısıtılmadan önceki ilk boyu[Only Registered Users Can See Links] l0 olsun. Bu me ta l çubuğu ısıttığımızda boyu uzayarak son boyu l olur. Boyca uzama miktarı (Δl);
ΔL =l-l0 = L0.λ.Δt bağıntısıyla bulunur.
Burada[Only Registered Users Can See Links] l0 ::-):-):-):-)lin ilk boyu.
λ::-):-):-):-)lin boyca genleşme katsayısı.
Δt = tson-tilk::-):-):-):-)lin ısıtılmadan önceki sıcaklığı ile ısıtıldıktan sonraki sıcaklığının farkıdır.
YÜZEYCE GENLEŞME Bir :-):-):-):-)l levhanın ısıtılmadan önceki ilk yüzeyi S0 olsun. Bu :-):-):-):-)l levhayı ısıttığımızda[Only Registered Users Can See Links] yüzey artarak son yüzeyi S olur.
ΔS = S-S0.2 λ.Δt bağıntısıyla hesap edilir.
Burada;
S0::-):-):-):-)lin ilk yüzü.
2λ:Yüzeyce genleşme katsayısı (Boyca genleşmenin iki katıdır.)
Δt = tson-tilk :Sıcaklık farkıdır
HACİMCE GENLEŞME :-):-):-):-)l bir kürenin ısıtılmadan önceki ilk hacmi V0 olsun.Bu :-):-):-):-)l küreyi ısıttığımızda son hacmi V olur. Hacimce genleşme miktarı ΔV[Only Registered Users Can See Links]
ΔV = V-V0 =V0.3λ.Δt bağıntısıyla hesap edilir.Burada;
V0::-):-):-):-)l kürenin ilk hacmi.
3λ:Hacimce genleşme katsayısı (Dikkat edilirse boyca genleşme katsayısının üç katıdır.)
Δt = tson-tilk : Sıcaklık farkıdır.
SIVILARDA GENLEŞME
Katı maddelerin genleşmelerini gördük[Only Registered Users Can See Links] benim aklıma şu soru geldi[Only Registered Users Can See Links] peki sıvı maddelerde de genleşme olur mu? Tabi ki olur şimdi birlikte bu konuyu işleyelim. Öncelikle şu sorulara cevap bulmaya çalışalım.
Ağzına kadar dolu bir çaydanlık ısıtıldıkça neden taşar?
Termometrelerde cıva veya alkol seviyesi sıcaklık değişmelerinde neden yükselip alçalır?
Bu ve bunun gibi sorulara[Only Registered Users Can See Links] bilimsel alarak daha iyi cevaplar verebilmemiz için[Only Registered Users Can See Links] sıvıların davranışlarını incelememiz gerekir. Ama bir sorunumuz var. Sıvıların ısıtılmadaki davranışlarını[Only Registered Users Can See Links] katılarda olduğu gibi inceleyemeyiz. Çünkü[Only Registered Users Can See Links] sıvıları katılar gibi şekillendirmek[Only Registered Users Can See Links] örneğin boru haline getirmek imkansızdır. Bu yüzden[Only Registered Users Can See Links] sıvıların[Only Registered Users Can See Links] bir kap içinde incelenmeleri gerekir.
Sıvıların genleşmesinden sıvılı termometrelerde[Only Registered Users Can See Links] sıcak su kazanlarında[Only Registered Users Can See Links] termosifonlarda ve kalorifer sistemlerinde yararlanılır. Sıvıların genleşme miktarı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.
ΔV = V. a. Δt
Bağıntıda ΔV sıvının hacimce genleşme miktarı[Only Registered Users Can See Links] V sıvının ilk hacmi[Only Registered Users Can See Links] a sıvının hacimce genleşme katsayısıdır.
GAZLARDA GENLEŞME
Şimdi de gazların ısı etkisiyle genleşmelerini ele alalım. Şu soruları cevaplamaya çalışalım. Soba üzerinde tutulan şişirilmiş bir balon niçin büyür ve hatta patlar? 1783 yılında Montgolfier kardeşler[Only Registered Users Can See Links] balonlarını uçurabilmek için[Only Registered Users Can See Links] balonun açık alt kısmında ateş yakmışlardır. Niçin? Bu sorulara bulacağımız cevaplar bize[Only Registered Users Can See Links] gazlarda da hacmin[Only Registered Users Can See Links] katı ve sıvılarda olduğu gibi sıcaklıkla arttığı kanısını vermekte.
Sıcaklıkla genleşme[Only Registered Users Can See Links] gazdan gaza değişmemektedir.
:-):-):-):-)L ÇİFTİ
Farklı :-):-):-):-)llerden yapılmış eşit uzunluktaki iki çubuk bir birine perçinlenerek :-):-):-):-)l çifti yapılabilir. Bu iki çubuk[Only Registered Users Can See Links] perçinli oldukları için ısıtıldıklarında bağımsız olarak hareket edemezler. Fakat uzama katsayıları bir birinden farklı oldukları için biri diğeri üzerine bükülür.
M e t al çiftlerinin birçok kullanım alanları vardır. Bunların en önemlisi elektrik termostatlarıdır. Termostat sıcaklığı kontrol altına alarak sabit bir değerde tutmaya yarayan bir alettir. Elektrikli şofben[Only Registered Users Can See Links] elektrikli ütü[Only Registered Users Can See Links] evlerdeki radyatör türü ısıtıcılar termostatlı aletlerdir.
Bu aletlerde sıcaklık arttığında :-):-):-):-)l çifti bükülür ve devreyi keser. Bir süre soğuyunca m e t al çifti soğuyarak eski durumuna gelir ve devreyi tamamlar. Isıtıcı çalışmaya başlar. Böylece aletin sabit sıcaklıkta çalışması sağlanır.
Yangın alarmlarında sıcaklık arttığında :-):-):-):-)l çifti yukarı bükülerek elektrik devresini kapatır ve zil çalar. Aynı zamanda m e t al termometrelerde ve flaşörlerde m e t al çiftleri kullanılarak yapılan araçlardır.