Question

Difficulty: MediumKatı ve Sıvılarda Genleşme ve Büzülme

Özdeş ortamlarda bulunan K, L ve M katı metal çubuklarının ilk boyları ve boyca genleşme katsayıları arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir:

* K çubuğu: İlk boyu LL, boyca genleşme katsayısı 3α3\alpha
* L çubuğu: İlk boyu 2L2L, boyca genleşme katsayıları 2α2\alpha
* M çubuğu: İlk boyu 4L4L, boyca genleşme katsayısı 05α0{}5\alpha

Bu çubukların sıcaklıkları eşit miktarda artırıldığında boylarında meydana gelen uzama miktarlarını (ΔLK\Delta L_K, ΔLL\Delta L_L, ΔLM\Delta L_M) en büyükten en küçüğe doğru sıralayınız.

  1. 1L çubuğunun uzama miktarı (ΔLL\Delta L_L)
  2. 2K çubuğunun uzama miktarı (ΔLK\Delta L_K)
  3. 3M çubuğunun uzama miktarı (ΔLM\Delta L_M)

Answer

Uzama miktarlarının büyükten küçüğe doğru sıralaması L çubuğunun uzama miktarı, K çubuğunun uzama miktarı ve M çubuğunun uzama miktarı şeklindedir.
Çubukların boyca uzama miktarları ΔL=L0αΔT\Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T formülüyle hesaplanır. Sıcaklık artışları eşit olduğundan, ilk boy ile genleşme katsayısının çarpımı en büyük olan L çubuğu en fazla, en küçük olan M çubuğu ise en az uzayacaktır. Bu da sıralamanın L, K, M şeklinde olmasını gerektirir.

Step-by-Step Solution

1
Boyca genleşme formülünü belirleme
Katılarda boyca uzama miktarı formülü ΔL=L0αΔT\Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T olarak tanımlanır.
Çubuklardaki uzama miktarlarını hesaplayabilmek için temel fiziksel prensibi ortaya koymak gerekir.
2
Her çubuk için uzama miktarını ayrı ayrı hesaplama
K çubuğu için ΔLK=3LαΔT\Delta L_K = 3L\alpha\Delta T, L çubuğu için ΔLL=4LαΔT\Delta L_L = 4L\alpha\Delta T, M çubuğu için ΔLM=2LαΔT\Delta L_M = 2L\alpha\Delta T bulunur.
Eşit sıcaklık değişimi (ΔT\Delta T) altında boy ve genleşme katsayısı değerlerini formülde yerine koymak gerekir.
3
Uzama miktarlarını karşılaştırma ve sıralama
Bulunan değerler karşılaştırıldığında 4LαΔT>3LαΔT>2LαΔT4L\alpha\Delta T > 3L\alpha\Delta T > 2L\alpha\Delta T ilişkisi elde edilir. Bu da uzama miktarlarının ΔLL>ΔLK>ΔLM\Delta L_L > \Delta L_K > \Delta L_M şeklinde sıralanmasını sağlar.
Elde edilen sayısal katsayıları büyüklüklerine göre dizerek nihai sıralamaya ulaşmak gerekir.

Key Concept

Katılarda boyca genleşme miktarı; ilk boy, boyca genleşme katsayısı ve sıcaklık değişimi ile doğru orantılıdır.
Rate this question