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.
Katılarda genleşme
Dışarıdan
ısı alan maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, 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, dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı azalır ve maddenin
hacmi küçülür. Ayırt edici özelliktir.
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 bir çok örnekler bulabiliriz.
Boyca Genleşme
Bir
metal çubuğun ısıtılmadan önceki ilk boyu, l0 olsun. Bu metal çubuğu
ısıttığımızda boyu uzayarak son boyu l olur. Boyca uzama miktarı (Δl);
ΔL =l-l0 = L0.λ.Δt bağıntısıyla bulunur.
Burada,
l0 :Metalin ilk boyu. λ:Metalin boyca genleşme katsayısı. Δt =
tson-tilk : Metalin ısıtılmadan önceki sıcaklığı ile ısıtıldıktan
sonraki sıcaklığının farkıdır.
Yüzeyce genişleme
Bir metal levhanın ısıtılmadan önceki ilk yüzeyi S0 olsun. Bu metal levhayı ısıttığımızda, yüzey artarak son yüzeyi S olur.
ΔS = S-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
Metal
bir kürenin ısıtılmadan önceki ilk hacmi V0 olsun.Bu metal küreyi
ısıttığımızda son hacmi V olur. Hacimce genleşme miktarı ΔV,
ΔV
= V-V0 =V0.3λ.Δt bağıntısıyla hesap edilir.Burada; V0:Metal kürenin ilk
hacmi. 3λ:Hacimce genleşme katsayısı (Dikkat edilirse boyca genleşme
katsayısının üç katıdır.) Δt = tson-tilk : Sıcaklık farkıdır.
Sıvılarda genleşme
Sıvıların
ısıtılmadaki davranışlarını, katılarda olduğu gibi inceleyemeyiz.
Çünkü, sıvıları katılar gibi şekillendirmek, örneğin boru haline
getirmek imkansızdır. Bu yüzden, sıvıların, bir kap içinde
incelenmeleri gerekir. Ayırt edici özelliktir.
Sıvıların
genleşmesinden sıvılı termometrelerde, sıcak su kazanlarında,
termosifonlarda ve kalorifer sistemlerinde yararlanılır. Sıvıların
genleşme miktarı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.
ΔV = V. a. Δt
Bağıntıda
ΔV sıvının hacimce genleşme miktarı, V sıvının ilk hacmi, a sıvının
hacimce genleşme katsayısıdır.Suların %1,7 side yag icermektedir.
Gazlarda genleşme
Gazlarda
da hacmin, katı ve sıvılarda olduğu gibi sıcaklıkla arttığı kanıtını
vermekte. Sıcaklıkla genleşme, gazdan gaza değişmemektedir. Ayırt edici
özellik değildir.
Konu: Genleşme 
C.tesi Ekim 25, 2008 3:02 pm