SIVILARIN GENLEŞMESİ

Fizik dersi genleşme konusu. Sıvıların genleşmesi. Suyun özel durumları. Suyun +4 °C nin üzerinde ve 0 °C nin altındaki davranışı. Sıvı genleşmesi ile ilgili örnek sorular.


Sıvılar içine konuldukları kabın şeklini alırlar. Bu nedenle sıvıların sadece hacimce genleşmesinden bahsedilebilir. Bir sıvının genleşmesi denildiğinde bu genleşmenin hacimce genleşme olduğu anlaşılır.

Sıvıların genleşme bağıntısı aşağıdaki gibidir.

ΔV = V0 . a . Δt

ΔV: Hacimdeki artış miktarı

V0: Sıvının ilk hacmi

a : Sıvının hacimce genleşme katsayısı

Δt : Sıcaklık farkı (tson – tilk)


Örnek:

1 cm3 ’lük aralıklarla bölmelendirilmiş bir kapta 10 °C de su bulunmaktadır ve su seviyesi 500. bölmededir.

Suyun sıcaklığı 90 °C ye çıkarılırsa su seviyesi hangi bölmede olur?

(asu = 500 . 10-6)

Çözüm:

Suyun genleşme bağıntısı;

ΔV = V0 . a . Δt

Şeklindedir. Değerleri yerine koyalım,

ΔV = 500 . 500.10-6 . 80

ΔV = 250000 . 80 . 10-6

ΔV = 20 cm3

ΔV = Vs – Vilk

20 = Vs – 500

Vs = 520

Su seviyesi 520. Bölmede olur.



Örnek:

İki kaptan 1. sinde 400 dL X sıvısı, diğerinde 600 dL Y sıvısı bulunmaktadır. Kaplardaki sıvıların sıcaklıkları eşit ve 20 °C dir.

X kabındaki sıvının sıcaklığı 80 °C ye, Y kabındaki sıvının sıcaklığı 40 °C ye çıkarıldığında, sıvıların hacimlerindeki artış miktarı arasındaki ilişki,

ΔVX 
= 4
5
ΔVY



olduğuna göre, bu sıvıların genleşme katsayıları arasındaki ilişki aX/aY nedir?


Çözüm:

Her bir sıvı için genleşme bağıntısını ayrı ayrı yazalım.

ΔVX = 400 . ax . (80 – 20)

ΔVX = 400 . 60 . ax

ΔVX = 24000.ax


ΔVY = 600 . ay . (40 – 20)

ΔVY = 12000.ay


Bu iki genleşme miktarını birbirine oranlarsak,


ΔVX 
= 4 ise,
5
ΔVY




4 
24000.ax
12000.ay
5




4 
= 24 
. ax
ay
12
5




1 
= 1 
.ax
ay
2
5




ax 
= 2
5
ay




Örnek:

Sivigenlesme_s9r1



Yukarıda görülen X, Y ve Z sıvılarının sıcaklıkları eşittir. Bu sıvıların herbirinin sıcaklığı eşit miktarda artırıldığında X, Y ve Z sıvılarının kaplardaki yükseklikleri sırasıyla 3h, 3h/2 ve 5h/2 olmaktadır.

Buna göre sıvıların genleşme katsayılarını büyükten küçüğe sıralayınız.


Çözüm:

Sıvıların ilk hacmini bulalım.

V0x = S.2h = 2Sh

V0y = 2S.h = 2Sh

V0z = 2S . 3h/2 = 3Sh


Sıvıların son hacmini bulalım. Sıvıların son durumdaki hacimleri, son durumdaki yükseklikleri ile taban alanlarının çarpımından bulunur.

Vx = 3hS

Vy = 3hS

Vz = 5hS


Hacimlerindeki artış miktarı,

ΔVx = 3hS – 2hS = hS

ΔVy = 3hS – 2hS = hS

ΔVz = 5hS – 3hS = 2hS


Genleşme bağıntısı aşağıdaki gibidir.

ΔV = V0.a.Δt

hS = 2hS.ax.Δt

ax = 1
2Δt



hS = 2hS . ay . Δt

ay = 1
2Δt




2hS = 3hS . az . Δt

az = 2
3Δt




Buna göre genleşme katsayıları arasında,

az > ax = ay 

İlişkisi vardır.



Suyun Özel Halleri

Suyun yoğunluğu +4 °C de maksimum değerdedir. Su sıcaklığı +4 °C nin üzerine çıktıkça hacmi büyür ve yoğunluğu azalır. Suyun sıcaklığı +4 °C nin altına düştükçe yine hacmi artar ve yoğunluğu azalır. Tersi durumda yani +4 °C nin altındaki sıcaklık +4 °C ye yaklaştıkça suyun hacmi azalır, yoğunluğu artar. Suyun sıcaklığı +4 °C nin üzerindeyse, suyun sıcaklığı düşürüldükçe hacmi azalır ve yoğunluğu artar. Suyun yoğunluğu +4 °C de maksimum olur.

Suyun bu özelliği içinde canlı hayatının mümkün olmasını sağlamaktadır.

Suyun yüzeyi soğudukça yoğunluğu artan su molekülleri dibe inerken, dipteki daha sıcak moleküller yüzeye çıkar. Su yüzeyindeki moleküllerin sıcaklığı +4 °C nin altına düşerse bu moleküllerin hacmi tekrar artar ve yoğunlukları düşer. Bu nedenle bu soğuk moleküller suyun dibine inemez. Suyun yüzeyi donarken derinliklerinde sıcaklık +4 °C civarında olur.

Eğer suyun bu özelliği olmasaydı deniz ve göller dipten donmaya başlayacağından canlı hayatının sürmesi mümkün olmazdı.


Hacim ve Yüzeyce Genleşme

Boyca Genleşme



SANATSAL BİLGİ

17/03/2018

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI