Genleşme

Genleşme bebeklerde genleşme bebeklerde gerneşme bebekler neden genleşir ile ilgili deneyler elektrik tellerindeki balonlar GENLEŞME Genleşme genişleme anlamından kazanç Sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır Katıları, sıvıları veya gazları oluşturan tanecikler, ortalama konumları çevresinde kesintisiz 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 beden (katı,akıcı, gaz) aynı zamanda genleşir KATILARDA GENLEŞME Dıştan ısı bölge maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, dolayısıyla taneciklerin titreme hızı artar Tanecikler birbirinden uzaklaşmaya başlar Bu durum genleşme adı ile anılır Tersine olarak madde açık havada ısı verdiğinde (madde soğutulduğunda) maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, dolayısıyla taneciklerin titreme hızı azalır ve maddenin hacmi küçülür Maddelerin genleşmesi ya da tersine büzülmesi esnasında büyük kuvvetlerin ortaya çıkması, tren raylarında, köprü gibi yapılarda hasarlara niçin olmaktadır Bu yüzden tren yaylarının eklenti yerlerinde boşluklar bırakılır, köprüler demir makaralar üzerine oturtulur Çevremizdeki bu nesil yapıları gözlemleyerek genleşme ile ilgili bir çok örnekler bulabiliriz BOYCA UZATMA Bir aaaal çubuğun ısıtılmadan önceki birincil boyu, l0 olsun Bu aaaal çubuğu ısıttığımızda boyu uzayarak son boyu l olur Boyca uzama miktarı (Δl); ΔL ll0 L0λΔt bağıntısıyla bulunur Burada, l0 :aaaalin ilk boyu λ:aaaalin boyca genleşme katsayısı Δt tsontilk:aaaalin ısıtılmadan önceki sıcaklığı ile ısıtıldıktan sonraki sıcaklığının farkıdır YÜZEYCE GENLEŞME Bir aaaal levhanın ısıtılmadan önceki ilk yüzeyi S0 olsun Bu aaaal levhayı ısıttığımızda, yüzey artarak son yüzeyi S olur ΔS SS02 λΔt bağıntısıyla hesap edilir Burada; S0:aaaalin ilk yüzü 2λ:Yüzeyce genleşme katsayısı (Boyca genleşmenin iki katıdır) Δt tsontilk: sıcaklık farkıdır HACİMCE GENLEŞME aaaal bir kürenin ısıtılmadan önceki ilk hacmi V0 olsunBu aaaal küreyi ısıttığımızda son hacmi V olur Hacimce genleşme miktarı ΔV, ΔV VV0 V03λΔt bağıntısıyla hesap edilirBurada; V0:aaaal kürenin birincil hacmi 3λ:Hacimce genleşme katsayısı (Dikkat edilirse boyca genleşme katsayısının üç katıdır) Δt tsontilk : Sıcaklık farkıdır SIVILARDA GENLEŞME Katı maddelerin genleşmelerini gördük, benim aklıma şu soru geldi, peki değişken maddelerde de genleşme olur mu? Tabi ama olur şu anda birlikte bu konuyu işleyelim Ilk Önce şu sorulara yanıt bulmaya çalışalım Ağzına kadar doymuş bir çaydanlık ısıtıldıkça neden taşar? Termometrelerde cıva veya içki seviyesi sıcaklık değişmelerinde neden yükselip alçalır? Bu ve bunun gibi sorulara, bilimsel alarak daha iyi cevaplar verebilmemiz için, sıvıların davranışlarını incelememiz gerekir Ama bir sorunumuz var Sıvıların ısıtılmadaki davranışlarını, katılarda olduğu gibi inceleyemeyiz Çünkü, sıvıları katılar gibi biçimlendirmek, mesela boru haline getirmek imkansızdır Bu yüzden, sıvıların, bir kap içinde incelenmeleri gerekir 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 birincil hacmi, a sıvının hacimce genleşme katsayısıdır GAZLARDA GENLEŞME Acilen de gazların ısı etkisiyle genleşmelerini ele alalım Şu soruları cevaplamaya çalışalım Soba üzerinde tutulan şişirilmiş bir balon neden büyür ve hatta patlar? 1783 yılında Montgolfier kardeşler, balonlarını uçurabilmek için, balonun açık daha alçak kısmında ateş yakmışlardır Neden? Bu sorulara bulacağımız cevaplar bize, gazlarda da hacmin, katı ve sıvılarda olduğu gibi sıcaklıkla arttığı kanısını vermekte Sıcaklıkla genleşme, gazdan gaza değişmemektedir aaaaL ÇİFTİ Bambaşka aaaallerden üretilmiş eşdeğer uzunluktaki iki çubuk bir birine perçinlenerek aaaal çifti yapılabilir Bu iki çubuk, perçinli oldukları için ısıtıldıklarında bağımsız olarak hareket edemezler Ama uzama katsayıları bir birinden farklı oldukları için biri diğeri üstüne bükülür aaaal çiftlerinin birçok başvuru alanları vardır Bunların en önemlisi elektrik termostatlarıdır Termostat sıcaklığı yoklama altına alarak sabit bir değerde tutmaya yarayan bir alettir Elektrikli şofben, elektrikli ütü, evlerdeki radyatör türü ısıtıcılar termostatlı aletlerdir Bu aletlerde sıcaklık arttığında aaaal çifti bükülür ve devreyi keser Bir vakit soğuyunca aaaal çifti soğuyarak eski durumuna gelir ve devreyi tamamlar Isıtıcı çalışmaya başlar Böylece aletin değişmez sıcaklıkta çalışması sağlanır Yangın alarmlarında sıcaklık arttığında aaaal çifti yukarı bükülerek elektrik devresini kapatır ve zil çalar bununla beraber aaaal termometrelerde ve flaşörlerde aaaal çiftleri kullanılarak yapılan araçlardır KONU İLE İLGİLİ DENEYLER Deneyin Tanımı: BİRBİRİNE PERCİNLENMİŞ aaaaL LEVHALAR ISI ETKİSİYLE BÜKÜLÜR(aaaaL ÇİFTİ) Deneyin Amacı:Birbirine percinlenmiş aaaallerin ısı etkisiyle büküldüğünü görmek Hazırlık Soruları: 1Yaz ve kış mevsimlerinde elektrik tellerindeki gerilmeler neden ayrı olur? Araştırınız Kullanılan Araç ve Gereçler: 1aaaal çifti 2üç bacak 3sabit çubuk 4bağlama parçası 5mum ve kibrit Deney Düzeneği: Deneyin Yapılışı: 1Üç ayağa durağan çubuğu bağlayınız 2Statik çubuğa bağlama parçasıyla beraber aaaal çiftini tutturunuz 3aaaal çiftinin altından mumu yakarak aaaal çiftinin hareketini gözleyiniz Deney Sonucu: Mumun etkisiyle ısınan aaaal çifti genleşerek yukarıya dürüst bükülür(yani aliminyum levhanın genleşmesi çelik levhadan artı olduğu için aliminyum levha çelik levha üstüne bükülür) Soğutulduğunda ise aliminyum levha çelik levhadan çok kısalır, çelik levha aliminyumun üstüne bükülür Teorik Bilgi: Isınana maddenin tanecikleri hızlanır Hızlanan tanecikler birbirinden uzaklaşmaya çalışır Böylece maddenin hacminde bir artma olur Madde soğutulduğunda ise taneciklerin hareketi yavaşlar Tanecikler birbirine adamakıllı yaklaşır Böylece maddenin hacminde bir azalma olur Maddelerin ısı etkisiyle hacminde bir değiştirme gelmesi olayına GENLEŞME denir Maddelerin eşit ısı karşısındaki genleşmeleri farklıdır Günlük hayatta elektrik direklerindeki teller, demiryollarındaki raylar, demir köprülerin bağlantı yerleri ve köprünün ayakları genleşme olayı göz önüne alınarak yapılır Deneyin tanımı: MADDELERDEKİ FIZIKSEL VE KİMYASAL DEĞİŞMELERİN İNCELENMESİ Deneyin Amacıere şekerinin bedensel ve kimyasal değişimini araştırmak Hazırlık Soruları: 1Fiziki ve kimyasal değişme olaylarını araştırınız Jurnal yaşantınızla ilgili olayların hangileri maddesel ve kimyasal değişmedir? Tartışınız 2Mumun erimesi, mumun yanması, sütün yoğurda dönüşümü, çivinin paslanması, üzümden sirke oluşması olaylarından hangileri kimyasal değişmedir? Kullanılan Vasıta Ve Gereçler: 1deney tüpü 2 adet 4su 7bunzen kıskacı 2 ad 10cam çubuk 2küp şeker 6 adet 5üç but 2 adet 8bağlama parçası 11çekiç 3ispirto ocağı 6statif çubuk 2 adet 9kibrit 12beherglas Deney Düzeneği: Deneyin Yapılışı 1Deney tüplerinin içine 3 ‘er tane küp şeker atarak şekildeki düzeneği kurunuz 2Deney tüplerinden birinin içine birazcık su koyarak şekerin erimesini sağlayınız Diğer tüpü ispirto ocağında ısıtınız 3İspirto ocağını kapatıp bir müddet bekleyiniz Sonra deney tüpünü çekiçle kırarak içindeki maddeyi inceleyiniz Oluşan madde şeker özelliği taşıyor mu? Deneyin Sonucu: I düzenekte şeker suda çözünerek gözünüzle göremeyeceğiniz değin minik parçalar halinde suyun içinde dağılmıştır Suyun tadına baktığınızda şeker tadını algılarsınız O halde şekerin yapısı değişmemiş olup yalnızca şekli ve tanecik büyüklüğü değişmiştir *ÇÖZÜNME OLAYLARI BEDENSEL DEĞİŞMEDİR II düzenekte şekerin yakılması sonucu, siyahlaşarak kömür haline geldiğini görürsünüz Şeker yanma sonucu kimyasal yapısı değişmiş ve kömür haline gelmiştir *YANMA OLAYLARI KİMYASAL DEĞİŞMEDİR Teorik Bilgi: Basınç, sıcaklık gibi dağıtılmış etkiler sonucu maddelerde gözlemlenen değişmelerde o maddenin yapısı değişmiyorsa maddeye etkiyen bu cins olaylara “fiziki durum denir Bedensel durum neticesinde maddenin maddesel özelliklerinde ve şeklinde meydana gelen değişmelere “bedensel değişme denir fiziksel değişmeler şunlardır: 1Yoğunluk 2Çözünürlük 3İletkenlik 4Hacim 5Genleşme 6Setlik 7Parlaklık 8Renk 9koku 10Tad 11Kaynama noktası 12Erime noktası 13Buharlaşma ısısı 14Erime ısısı Ortam koşullarına yan olarak yanma, bozulma, paslanma, pişme, fermantasyon gibi etkilerle maddenin görünümünü, şeklini değiştirdiği gibi iç yapısını da değiştiren olaylara “kimyasal durum denir Kimyasal durum neticesinde maddede gözlenen değişmelere “kimyasal değiştirme denir