Genleşme Katsayısı Nedir?

Genleşme Katsayısı

Bir maddenin ısı etkisiyle genleştiği miktarın belirlenmesi için kullanılan katsayıdır. Yani birim hacimdeki bir maddenin, birim sıcaklık değişiminde hacmindeki değişme miktarıdır. Katı ve sıvı her maddenin farklı bir genleşme katsayısı vardır. Fakat gazların genleşme katsayısı aynıdır.

Genleşme katsayısı, bir maddenin ısı etkisiyle genleştiği miktarın belirlenmesi için kullanılan katsayıdır. Birim hacimdeki bir maddenin birim sıcaklık değişiminde hacmindeki değişme miktarı olarak tanımlanır.

Isı değişikliği etkisi altında kalan bir malzemeyi oluşturan atomların, enerji düzeylerinin değişmesi ile moleküler bağ uzunlukları değişir. Dolayısıyla atomlar arası mesafelerin değişmesi maddenin hacmini de değiştirir.

Katı ve sıvı her maddenin farklı bir genleşme katsayısı vardır. Aynı şartlar altında eşit hacimdeki iki gaz örneği özdeş ısıtıcılarda aynı sürede ısıtıldıklarında hacimleri eşit miktarda artar. Bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır.

Hacimce genleşme katsayısı mühendislik uygulamalarında genellikle az kullanılır. Birçok uygulamada ısı etkisi ile hacimde meydana gelebilecek değişiklikler boyca değişikliğin yanında ihmal edilebilir. Daha sık kullanılan boyca uzama katsayısı α aşağıdaki şekilde hesaplanır.

Burada; L cismin boyu,  boydaki değişim,  sıcaklık değişimidir.

Katılarda Genleşme 

Dışarıdan ısı alan maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı artar Tanecikler birbirinden uzaklaşmaya başlar Bu olaya genleşme adı verilirTersine olarak madde dışarıya ısı verdiğinde (madde soğutulduğunda) maddenin taneciklerinin kinetik enerjilerinin azalmasına neden olur
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

Sıvılarda Genleşme

Sıvıların ısıtılmadaki davranışlarını, katılarda olduğu gibi inceleyemeyiz Çünkü, sıvıları katılar gibi şekillendirmek, örneğin boru haline getirmek imkânsızdır Bu yüzden, sıvıların, bir kap içinde incelenmeleri gerekir Ayırt edici bir özelliktir

Sıvıların genleşmesinden sıvılı termometrelerde, sıcak su kazanlarında, termosifonlarda ve kalorifer sistemlerinde yararlanılır Sıvıların genleşme miktarı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır
Bağıntıda ΔV sıvının hacimce genleşme miktarı, V sıvının ilk hacmi, a sıvının hacimce genleşme katsayısıdır

Gazlarda Genleşme :

Gazlarda genleşme her gazda aynıdır Gazlar en çok genleşen maddelerdir