Sıvılarda Genleşme ve Örnekleri

Genleşme 5. sınıf müfredatından itibaren karşımıza çıkan çok temel bir konudur. Aynı zamanda lisede fizik dersinde de yine genleşmeyi görürüz. Katı, sıvı ve gaz maddeler genleşir. Bu yazıda sıvılarda genleşme örnekleri üzerinde duracağız. Öncelikle genleşme denir onu öğrenelim.

Isınan maddelerde sıcaklığın yükselmesinden dolayı maddenin hacminin artmasına genleşme denir. Genleşme hem katılarda, hem sıvılarda hem de gazlarda görülmektedir.

Soğutulan maddeler de hacim kaybeder. Buna da büzülme denir. Genleşme oranı yüksek maddelerin ayrıca büzülme oranı da yüksektir.

Sıvılarda genleşme örnekleri şöyle sıralanabilir:

• Cıva içeren termometrede sıcaklığın artmasının bir sonucu olarak cıva genleşir ve sıcaklık artışı fark edilir.
• Araçlarda motorun soğutulmasını sağlayan radyatörler sıvılarda genleşme mantığıyla çalışmaktadır.
• Su dolu tencere ısıtıldığında taşar. Bunun nedeni suyun genleşmesidir.
• Termostatlar tamamen genleşme mantığı üzerine kurulmuştur.
• Birçok motorda suyun ısıtılması sonucu genleşme miktarı hesaplanır ve motor tasarımı ona göre yapılır.

Sıvılarda büzülme örnekleri isterseniz de yine aynı örnekler verilebilir. Çünkü genleşme ve büzülme ters işleyen aynı mantıktır. Örneğin sıcaklık düştükçe termometredeki sıvı büzülür ve sıcaklığın düştüğünü fark ederiz.

İlgili yazı: Sıcaklık nedir?

Sıvılarda Genleşme Nasıl Gerçekleşir?

Genleşmenin ana sebebi sıcaklığın artmasıdır. Bu katı sıvı ve gazlarda aynıdır. Sıcaklık yükseldiği zaman maddedeki moleküllerin kinetik enerjisi artar ve moleküller birbirine daha çok çarpar. Bu da moleküllerin birbirinden uzaklaşmasına neden olur. Bu durumda genleşme ortaya çıkar.

Katılarda moleküller oldukça düzenli ve sıkışıktır. Sıvılarda biraz daha esneklik vardır. Gazlarda ise moleküller arası mesafe oldukça fazladır.

Katı sıvı gaz genleşme sıralaması gaz > sıvı > katı şeklinde olmalıdır.

Genleşme ve büzülme nedir kabaca öğrendik. Bunun faydaları ve zararları bulunmaktadır. Faydalarını ele alırsak yukarıda bahsettiğimiz cihazları yapabiliyoruz. Zararlarına da değindiğimizde örneğin tren raylarının veya elektrik tellerinin mevsimden mevsime boyca değişiklik göstermesi döşeme yaparken işimizi zorlaştırmaktadır.

Sıvılarda Genleşme Formülü

Sıvılarda boyca uzama veya yüzey büyümesi görülmez. Sıvılardaki genleşmeyi hacim artışından değerlendirebiliriz. Elbette genleşmeye neden olan ana faktör sıcaklık değişimidir. Bununla birlikte cismin hacmi ne kadar çoksa hacim artışı da onunla orantılı olacaktır.

Yine her sıvının genleşme katsayısı da farklıdır. Kimi sıvılar kolay genleşirken kimi sıvılar daha zor genleşir.

Sıvılarda genleşme ΔV = V. a. Δt formülüyle ifade edilir. Burada a sıvının hacimce genleşme katsayısıdır. Sıvıdan sıvıya farklılık gösterir.

Suyun Genleşmesi

Yukarıda sıcaklığı artan maddelerin genişlediğini ve sıcaklığı azalan maddelerin ise büzüldüğünü anlattık. Peki öyleyse su donduğu zaman neden hacmi artıyor? Bu soru doğal olarak aklınıza gelebilir.

Aslında su da soğudukça büzülür. Sıcak suyun hacmi daha fazladır. Hacmi en düşük yani yoğunluğu en düşük su ise +4 derecedeki sudur. Bu noktadan sonra suyu soğutursak hacmi artar. Bu istisna bir durumdur. Aynı zamanda antimon ve bizmut da benzer davranış gösterir.

Suyun dondukça hacimce artması özkütle azalmasına neden olur. Bu nedenle göllerde donan su yüzeye çıkar. Böylece su alttan değil de yüzeyden donmaya başlar. Kışın üstü donan göl ve nehirlerde alttaki balıklar böylece hayatta kalmayı başarır.