Nasıl kullanılır?
- Parçanın Malzeme seçimini yapın, örneğin Alüminyum.
- Değişimden önceki Uzunluk, m ve Hacim, L değerlerini yazın, örneğin 10 ve 1.
- Sıcaklık değişimi, °C kutusuna yazın; 50 derecelik artış için 50.
- Uzunluk değişimi, mm ve Hacim değişimi, mL sonuçlarını, ardından adımları okuyun.
Genleşme nasıl hesaplanır
Bir katı ısıtıldığında büyür; çünkü atomları daha geniş titreşir ve birbirini daha uzağa iter. Sıcaklık değişimi, sıcaklığın kendisine göre küçük olduğunda uzunluk ve hacim değişimi sıcaklık değişimiyle orantılıdır (OpenStax, University Physics Volume 2, Bölüm 1.3).
ΔL = α × L × ΔT
ΔV = β × V × ΔT
ΔL = uzunluk değişimi, m
ΔV = hacim değişimi, V'nin biriminde
α = doğrusal katsayı, °C başına
β = hacimsel katsayı, °C başına
L = değişimden önceki uzunluk, m
V = değişimden önceki hacim
ΔT = sıcaklık değişimi, °C- Değişim uzunlukla orantılıdır: iki kat uzunluk, iki kat değişim verir.
- Her malzemenin kendi katsayısı vardır. Aynı sıcaklık değişiminde invar, alüminyuma göre uzunlukta yaklaşık 28 kat daha az değişir.
- Sıcaklık düşerse değişim eksi çıkar ve parça küçülür.
Kullanılan katsayılar
Değerler, OpenStax bölümünün katılar için verdiği Tablo 1.2'dedir; birimi 10⁻⁶ bölü santigrat derecedir. Bölüm, tablonun referans sıcaklığını belirtmez.
| Malzeme | α, 10⁻⁶ /°C | β, 10⁻⁶ /°C |
|---|---|---|
| Alüminyum | 25 | 75 |
| Pirinç | 19 | 56 |
| Bakır | 17 | 51 |
| Altın | 14 | 42 |
| Demir veya çelik | 12 | 35 |
| İnvar (nikel-demir alaşımı) | 0,9 | 2,7 |
| Kurşun | 29 | 87 |
| Gümüş | 18 | 54 |
| Sıradan cam | 9 | 27 |
| Pyrex cam | 3 | 9 |
| Kuvars | 0,4 | 1 |
| Beton veya tuğla | 12 | 36 |
| Mermer | 2,5 | 7,5 |
Araç neleri kapsamaz
- Sıvılar ve gazlar. Kaynak bunları yalnızca hacimsel katsayıyla verir; aynı tabloda suyunki 210 × 10⁻⁶ /°C'dir.
- Büyük sıcaklık değişimleri; bu durumda katsayının kendisi sıcaklıkla değişir.
- Genleşmesine izin verilmeyen bir parçadaki gerilme. Bu, malzemenin rijitliğini ve bağlantının tasarımını gerektirir.
Çalışılmış örnek: 50 °C ısıtılan 10 m alüminyum
Uzunluk değişimi ΔL = 25 × 10⁻⁶ /°C × 10 m × 50 °C = 0,0125 m, yani 12,5 mm'dir; yeni uzunluk 10,0125 m olur. Aynı metalden 1 L için hacim değişimi ΔV = 75 × 10⁻⁶ /°C × 1 L × 50 °C = 0,00375 L, yani 3,75 mL'dir.
| Değer | Sonuç |
|---|---|
| Uzunluk değişimi | 12,500 mm |
| Yeni uzunluk | 10,0125 m |
| Hacim değişimi | 3,750 mL |
Sık sorulan sorular
Isıtılan bir metal çubuk neden uzar?
Isınınca atomlar daha geniş titreşir ve ortalama olarak birbirinden daha uzakta durur. Her derece için değişim küçüktür, ama çubuğun boyu boyunca toplanır.
Hacimsel katsayı her zaman doğrusal katsayının üç katı mıdır?
OpenStax tablosunda hacimsel değerler yuvarlama dışında doğrusal değerlerin üç katıdır. Araç yazılı değerleri olduğu gibi kullanır, bu yüzden sonuç tabloyu izler.
Araç suyun genleşmesini verebilir mi?
Bir malzeme olarak hayır. Su kaynakta yalnızca hacimsel katsayısıyla yer alır, araç ise katıları kapsar. Su için hacmi, 210 × 10⁻⁶ /°C ile sıcaklık değişiminin çarpımıyla elle hesaplayabilirsiniz.
Sıcaklık değişimi ne kadar olursa küçük sayılır?
Kaynak sabit katsayıyı küçük sıcaklık değişimleri için oldukça doğru bulur ve kesin bir sınır vermez. Büyük değişimlerde ya da hassas bir tasarımda çalışma sıcaklığında ölçülmüş bir katsayı kullanın.
Verilerim bir sunucuya gönderiliyor mu?
Hayır. Hesaplama tarayıcınızda yapılır; yazdığınız hiçbir şey bize gönderilmez ya da saklanmaz.
Kaynaklar
Rakamlar ve metin en son 11 Kasım 2026 Çarşamba tarihinde kontrol edildi.