6. sınıf genleşme ve büzülme konusu, maddelerin ısı etkisiyle hacim değiştirerek genleşip büzülmesini açıklayan önemli bir fen bilimleri konusudur. Bu bölümde genleşme ve büzülme ile ilgili kazanım ve açıklamaları yer almaktadır.

 FB.6.5.1.1. Isı etkisiyle maddelerin genleşip büzüleceğine yönelik bilimsel gözleme dayalı tahmin edebilme
a) Ön bilgi ve deneyimiyle maddelerin genleşip büzüleceğine yönelik önerme oluşturur.
b) Gözleme dayalı olan ve olmayan günlük yaşam ile ilişkili önermeleri karşılaştırır.
c) Tahminlerini temellendirmek için gözlem verilerinden sonuç çıkarır.
ç) Günlük yaşam ile ilişkili gözlemlenmemiş duruma ilişkin tahminde bulunur.
d) Tahminlerin geçerliğini sorgular.

Isı ve Madde Etkileşimi

• Maddeler çevreleriyle sürekli ısı alışverişi yapar.
• Isı alışverişi sonucunda maddelerin tanecikleri arasındaki boşluk değişebilir.
• Bu ısı alışverişi sonucunda maddeler hal değiştirebilir.
• Hal değişimi konusunu öğrenmek için buraya tıklayabilirsiniz.

• Isı alışverişi gerçekleşen maddelerde, madde hâl değiştirmese bile madde tanecikler arasındaki mesafe az da olsa değişebilir. Buna bağlı olarak maddenin hacminde değişiklikler olur.

• Maddenin ortak özelliklerinden biri olan hacim, maddenin boşlukta kapladığı yerdir.
• Bir madde ısı alarak ısınır, ısı vererek soğur.
• Isınan maddeler genleşirken, soğuyan maddeler büzülür.

Genleşme

• Maddeler ısı aldığında hacmi artar buna genleşme denir.
• Genleşen maddenin yüzeyi genişler, boyu uzar.
• Yazın sıcak havada elektrik telleri uzar, tren raylarının ve köprülerdeki metal parçaların hacmi artar, araba lastiklerindeki hava ve metal kapaklar genleşir.

Büzülme

• Maddeler ısı verdiğinde hacmi azalır, buna büzülme denir.
• Büzülen maddenin yüzeyi daralır, boyu kısalır.
• Kışın soğuk havada elektrik tellerinin kısalması, buzdolabına konulan balonun küçülmesi, soğuyan metal kapağın daralması ve soğuk havada araç lastiğinin biraz inik görünmesi büzülmeye örnektir.

Günlük Hayatta Genleşme ve Büzülme

Günlük yaşamda genleşme ve büzülme olaylarına pek çok yerde rastlarız. Maddeler ısı aldığında genleşir, ısı verdiğinde büzülür.

1) Elektrik Telleri

• Yaz aylarında hava sıcaklığının artmasıyla elektrik telleri genleşerek uzar.
• Kış aylarında ise sıcaklık düştüğü için elektrik telleri büzülür ve kısalır.

2) Tren Rayları

• Tren raylarında sıcaklık değişimine bağlı olarak genleşme ve büzülme görülür.
• Bu nedenle raylar zarar görmesin diye bağlantı noktalarında genleşme payı bırakılır.
• Yaz aylarında raylar genleşip hacimleri arttığı için aralarındaki boşluk azalır.
• Kış aylarında raylar büzülüp hacimleri azaldığı için aralarındaki boşluk artar.
  • Not: Test sorularında mevsim ile raylar arasındaki boşluk sorulabilir. Rayların hacmi ile aralarındaki boşluk ters orantılıdır. Örneğin soru boşluğu soruyorsa, yaz denildiğinde “hacim artar” diye düşünerek “boşluk artar” seçeneğini işaretlemeyin; yazın rayların hacmi artar ama raylar arasındaki boşluk azalır.

3) Sıkışan Kavanoz Kapağı

• Sıkışan kavanoz kapağı sıcak suda bekletilince genleşir ve hacmi arttığı için daha kolay açılır.
• Örneğin, sıcak ortamda açılan kavanoz kapağı soğudukça büzülür ve yeniden sıkışabilir.

4) Termometreler

• Sıcaklık arttığında termometre içindeki sıvı (civa) genleşir, hacmi artar ve sıvı seviyesi yükselir.
• Sıcaklık azaldığında ise sıvı büzülür, hacmi küçülür ve sıvı seviyesi düşer.

5) Kaya ve Çöl Kumları

• Kayaların zamanla ufalanarak çöl kumlarına dönüşmesinin nedenlerinden biri de genleşme ve büzülme olaylarıdır.
• Gündüz ve gece arasındaki sıcaklık farkı, kayaların çatlayıp parçalanmasına neden olur.

6) Metal Çerçeveli Gözlükler

• Gözlük ustaları metal çerçeveli gözlüklere camlar yerleştirilirken genleşme ve büzülme özelliğinden faydalanılır.
• Çerçeve ısıtılarak genleşmesi sağlanır ve cam çerçeveye yerleştirilir.
• Çerçeve soğudukça büzülür ve gözlük camını sıkıca tutar.
• Ancak metal çerçeveler, yüksek sıcaklığa maruz kaldığında camdan daha fazla genleştiği için gözlük camları çerçeveden düşebilir.

7) Araç Lastikleri

• Kış aylarında soğuk havanın etkisiyle lastikteki hava büzülür ve hacmi azalır.
• Yaz aylarında sıcak havanın etkisiyle lastikteki hava genleşir ve hacmi artar.

8) Toplarda Genleşme ve Büzülme

• Sıcak ortama bırakılan toplarda içindeki hava genleşir ve topun hacmi artar.
• Soğuk ortama bırakılan toplarda ise hava büzülür ve top küçülür.
• Sıcaklığı artan gazlarda genleşir. Sıcak hava da balonlar çok genleşerek patlayabilir.

9) Çaydanlıktaki Su

• Sıvılar ve gazlar, katılar gibi genleşip büzülebilir.
• Çaydanlıktaki su ısındığında genleşir ve hacmi arttığı için taşabilir.
• Soğuyan sıvılar ise büzülür ve hacimleri azalır.
• Sıvılar, katılara göre daha fazla genleşir.

Genleşme ve Büzülme Örnekleri

• Sıcak çay konulan bardağın çatlaması genleşme ile ilgilidir.
• Metal kalorifer radyatörlerinin ısınırken ses çıkarması genleşme ile ilgilidir.
• Soğuk ortamda bekletilen balonun küçülmesi büzülme ile ilgilidir.
• Deodorant kutusunun yüksek sıcaklıkta patlaması genleşme ile ilgilidir.
• Sıcak hava balonunun şişirilmek için ısıtılması genleşme ile ilgilidir.
• Metal köprünün kış aylarında kısalması büzülme ile ilgilidir.
• Güneşte bırakılan plastik su şişesinin şişmesi genleşme ile ilgilidir.
• Buzdolabına konulan plastik şişenin içe doğru çökmesi büzülme ile ilgilidir.
• Sıcak fırına konulan metal tepsinin biraz genişlemesi genleşme ile ilgilidir.
• Soğukta kalan metal kapı kolunun kısalması büzülme ile ilgilidir.

Maddenin Ayırt Edici Özelliği

• Bir maddenin diğer maddelerden farklı olduğunu anlamaya yarayan özelliklere maddenin ayırt edici özellikler denir.
• Ayırt edici özelliklere erime noktası, kaynama noktası, özkütle ve genleşme miktarı örnek verilebilir.
• Genleşme ve büzülme, maddelerin ayırt edici özelliklerinden biridir.
• Eşit uzunluk ve kalınlıktaki farklı saf katı çubuklar aynı süre ısıtıldığında farklı miktarda genleşir.
• Bu durum, her maddenin genleşme miktarının farklı olduğunu gösterir.
• Not: Genleşen ve büzülen maddelerin kütlesi ve ağırlığı değişmez. Sadece hacmi değişir.

Metal Çiftleri (Bimetal)

• Farklı genleşme miktarına sahip iki metal birleştirildiğinde metal çifti oluşur.
• Metal çiftleri ısıtıldığında veya soğutulduğunda bükülme meydana gelir.

• Isıtıldığında daha fazla genleşen metal, soğutulduğunda daha fazla büzülür.
• Örneğin, alüminyum ısıtıldığında demirden daha fazla genleşir.
• Soğutulduğunda ise alüminyum demire göre daha fazla büzülür.

Termostat ve Genleşme–Büzülme

• Termostatlar, maddelerin genleşme ve büzülme özelliğinden yararlanarak sıcaklığı kontrol eden araçlardır.
• Termostatlar, sıcaklık değişimlerine duyarlı çalışan düzeneklerdir. Sıcaklık belirli bir değere ulaştığında devreyi açıp kapatarak cihazın çalışmasını kontrol ederler.
• Günlük hayatta birçok araçta termostat bulunur. Ütü, fırın, buzdolabı ve elektrikli ısıtıcılar bunlardan bazılarıdır. Ayrıca otomobil gibi motorlu taşıtlarda da motor sıcaklığını ayarlamak için termostat kullanılır.

Termostatın Çalışma Prensibi

• Termostatın içinde iki farklı metalden oluşan metal çifti (bimetal) bulunur.
• Bu metaller ısıtıldığında farklı miktarlarda genleşir.
• Farklı genleşme nedeniyle metal şerit bükülür.
• Metal bükülünce elektrik devresi açılır ve cihazın ısınması durur.
• Ortam soğuduğunda metaller büzülür ve eski hâline döner.
• Devre tekrar kapanır ve cihaz yeniden çalışır.
• Böylece sıcaklık istenilen değerde sabit tutulur.

Eiffel (Eyfel) Kulesi ve Genleşme

• Metalden yapılmış olan Eiffel (Eyfel) Kulesi, yaz aylarında sıcaklığın artmasıyla genleşerek yaklaşık 15 santimetre kadar uzayabilir.
• Bu durum, metallerin sıcaklık değişimlerinden etkilendiğini gösteren önemli bir örnektir.
• Bu nedenle metal yapılar tasarlanırken genleşme ve büzülme olayları mutlaka dikkate alınır.
• Yapılarda özel bağlantı elemanları ve esneme payı bırakılan bölümler kullanılır.
• Böylece yaz ve kış aylarında oluşan sıcaklık farklarının neden olduğu boyut değişiklikleri yapıya zarar vermez.

Gravzant Halkası Deneyi

• Gravzant halkası deneyinde metal küre ve halka kullanılır.
• Deneyin başında, küre halkadan rahatça geçer.
• Küre ısıtıldığında genleşir ve hacmi artar.
• Bu nedenle ısınan küre halkadan geçemez.
• Daha sonra küre su içinde soğutulur.
• Soğuyan küre büzülür ve eski boyutuna yaklaşır.
• Bu durumda küre tekrar halkadan geçebilir.
• Bu deney, maddelerin sıcaklık değişimine bağlı olarak genleşip büzüldüğünü gösterir.

Gazların Genleşmesi Deneyi (Balonlu Şişe Deneyi)

• Balonlu Şişe deneyinde şişe ve balon kullanılır.
• Deneyin başında balon, şişenin ağzında sönük hâlde durur.
• Şişe sıcak suya yerleştirildiğinde, içindeki hava ısınır.
• Isınan hava genleşir ve hacmi artar.
• Genleşen hava balonu şişirir.
• Şişe soğuk suya alındığında ise içindeki hava soğur.
• Soğuyan hava büzülür ve hacmi azalır.
• Bu durumda balon tekrar küçülür veya söner.
• Bu deney, gazların sıcaklık değişimine bağlı olarak genleşip büzüldüğünü gösterir.

Genleşme ve büzülme kazanımlarının yer aldığı resmi müfredata buradan ulaşabilirsiniz.