Maddelerin ısındıklarında genişlemesine genleşme, soğuduklarında daralmasına ise büzülme denir. Bu, hemen hemen tüm maddelerin (katı, sıvı, gaz) ortak bir özelliğidir. Günlük hayatımızda bu olayı pek çok yerde gözlemleyebiliriz.
Özetle: Genleşme ve büzülme etrafımızdaki pek çok aletin çalışma prensibini, yapıların güvenliğini ve hatta hava olaylarını doğrudan etkileyen çok önemli fiziksel olaylardır.
Soru 1: Bir inşaat mühendisi, uzun ve düz bir demir köprü yapacaktır. Köprünün uçları beton ayaklar üzerine sabitlenmiştir. Mühendis, yazın sıcak havalarda köprünün genleşerek eğilip bükülmemesi için aşağıdaki önlemlerden hangisini almalıdır?
a) Köprüyü daha kalın demirlerle yapmak.
b) Köprüyü daha kısa parçalar halinde yapıp, bu parçaların arasına boşluk bırakmak.
c) Köprüyü beton ayaklara daha sıkı bir şekilde monte etmek.
d) Köprüyü boyamak.
Cevap: b) Köprüyü daha kısa parçalar halinde yapıp, bu parçaların arasına boşluk bırakmak.
Çözüm: Katı maddeler sıcakta genleşir. Uzun köprülerde bu genleşme ciddi hasarlara yol açabilir. Parçalar arasında bırakılan boşluklar, genleşen metalin bu boşluğu kullanarak uzamasını sağlar ve köprünün yapısını korur.
Soru 2: Tamamen dolu ve ağzına kadar kapaklı bir cam kavanoz dolaptan çıkarılıp sıcak su dolu bir kabın içine konuluyor. Bir süre sonra kavanoz kapağının dışarı doğru bombelendiği gözlemleniyor. Bu olayı aşağıdaki ifadelerden hangisi en iyi açıklar?
a) Cam kavanoz ısınınca büzüşmüştür.
b) Kavanozun içindeki hava ısınınca genleşmiş ve basınç oluşturmuştur.
c) Kavanozun kapağı ısınınca erimiştir.
d) Kavanozdaki sıvı soğuyarak büzülmüştür.
Cevap: b) Kavanozun içindeki hava ısınınca genleşmiş ve basınç oluşturmuştur.
Çözüm: Gazlar ısıtıldığında diğer halere göre daha çok genleşir. Kavanozun içindeki hava ısındığında genleşerek daha fazla yer kaplamak ister ve kapak üzerinde bir basınç oluşturur. Bu basınç, kapağın dışarı doğru bombelenmesine neden olur.
Soru 3: Kışın soğuk bir günde, dışarıda bırakılan metal bir kapı tokmağının, aynı ortamdaki tahta kapıya göre daha soğuk hissedilmesinin temel nedeni nedir?
a) Metal, tahtadan daha hızlı ısı iletir ve elin ısısını çok çabuk uzaklaştırır.
b) Tahta, metalden daha soğuktur.
c) Metal, ısındığında tahtadan daha fazla genleşir.
d) Tahta, ısıyı hiç iletmez.
Cevap: a) Metal, tahtadan daha hızlı ısı iletir ve elin ısısını çok çabuk uzaklaştırır.
Çözüm: Bu bir genleşme değil, ısı iletimi ile ilgili bir olaydır. Metaller iyi bir ısı ileticisidir. Elle temas edildiğinde, elin ısısı metale hızla iletilir ve el soğukluk hisseder. Tahta ise kötü bir ısı ileticisi olduğu için aynı his oluşmaz.
