Sorunun Çözümü
K ve L metal çifti, 20°C'de düzdür. 40°C'ye ısıtıldığında, K metali dış bükey (dış) tarafta, L metali ise iç bükey (iç) tarafta olacak şekilde bükülür.
- Genleşme Katsayıları Karşılaştırması: Bir bimetal şerit ısıtıldığında, genleşme katsayısı daha büyük olan metal daha fazla uzar ve dış bükey tarafta yer alır. Şekilde 40°C'de K metali dışta olduğuna göre, K'nin genleşme katsayısı L'ninkinden büyüktür (\(\alpha_K > \alpha_L\)).
Şimdi öncülleri değerlendirelim:
- I. 40°C sıcaklıkta K'nin hacmi, L'nin hacminden büyüktür.
- 20°C'den 40°C'ye ısıtıldığında, K metali L metalinden daha fazla genleşir. Bükülme sonucunda K metali dış tarafta kalır. Dış taraftaki metalin uzunluğu (ve dolayısıyla hacmi, başlangıçtaki kesit alanları eşit kabul edilirse) iç taraftaki metalden daha büyük olur. Bu nedenle, 40°C'de K'nin hacmi L'nin hacminden büyüktür. Bu ifade doğrudur.
- II. 0°C sıcaklıktaki ortamda L'nin hacmi, K'nin hacminden büyük olur.
- 20°C'den 0°C'ye soğutulduğunda, metaller büzülür. Genleşme katsayısı büyük olan metal (K) daha fazla büzülür. Bu durumda şerit, L metali dış bükeyde, K metali iç bükeyde olacak şekilde bükülür. Dış bükeyde kalan metalin (L) hacmi, iç bükeyde kalan metalin (K) hacminden daha büyük olur. Bu ifade doğrudur.
- III. 60°C sıcaklıktaki ortamda L, K'den daha fazla genleşir.
- Genleşme katsayıları karşılaştırmamızda \(\alpha_K > \alpha_L\) olduğunu belirlemiştik. Bu, K metalinin L metalinden her zaman daha fazla genleşeceği anlamına gelir (sıcaklık artışı durumunda). Dolayısıyla, L'nin K'den daha fazla genleşmesi mümkün değildir. Bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, I ve II numaralı ifadeler doğrudur.
Cevap B seçeneğidir.