6. Sınıf Genleşme ve Büzülme (Isı ve Madde Etkileşimi) Test 5

Soru 13 / 13
Sorunun Çözümü

Verilen problemde K ve L metal çifti, farklı sıcaklık değişimlerine maruz kaldığında bükülmektedir. Bimetal şeritlerin bükülme prensibi şöyledir:

  • Bir bimetal şerit ısıtıldığında, genleşme katsayısı (\(\alpha\)) daha büyük olan metal dış bükey tarafta (daha uzun) kalacak şekilde, genleşme katsayısı daha küçük olan metale doğru bükülür.
  • Bir bimetal şerit soğutulduğunda, büzülme katsayısı (genleşme katsayısı ile aynıdır) daha büyük olan metal iç bükey tarafta (daha kısa) kalacak şekilde, genleşme katsayısı daha büyük olan metale doğru bükülür.

Şimdi verilen işlemleri inceleyelim:

1. İşlem: Metal çifti sola doğru bükülmüş, K metali dış bükeyde, L metali iç bükeyde kalmıştır.

  • K metali dış bükeyde olduğuna göre, K metali L metalinden daha fazla uzamış veya L metali K metalinden daha fazla kısalmıştır.
  • Eğer bu bir ısıtma işlemiyse: K metali L metalinden daha fazla genleşmiştir, yani K'nin genleşme katsayısı L'den büyüktür (\(\alpha_K > \alpha_L\)).
  • Eğer bu bir soğutma işlemiyse: L metali K metalinden daha fazla büzülmüştür, yani L'nin genleşme katsayısı K'den büyüktür (\(\alpha_L > \alpha_K\)).

2. İşlem: Metal çifti sağa doğru bükülmüş, L metali dış bükeyde, K metali iç bükeyde kalmıştır.

  • L metali dış bükeyde olduğuna göre, L metali K metalinden daha fazla uzamış veya K metali L metalinden daha fazla kısalmıştır.
  • Eğer bu bir ısıtma işlemiyse: L metali K metalinden daha fazla genleşmiştir, yani L'nin genleşme katsayısı K'den büyüktür (\(\alpha_L > \alpha_K\)).
  • Eğer bu bir soğutma işlemiyse: K metali L metalinden daha fazla büzülmüştür, yani K'nin genleşme katsayısı L'den büyüktür (\(\alpha_K > \alpha_L\)).

K ve L metalleri aynı malzemeler olduğundan, genleşme katsayıları arasındaki ilişki sabittir. Ayrıca, 1. ve 2. işlemler zıt yönlerde bükülmeye neden olduğuna göre, bu işlemlerden biri ısıtma, diğeri soğutma olmalıdır.

Bu tutarlılığı sağlayacak tek durum şudur:

  • Eğer \(\alpha_K > \alpha_L\) ise:
    • 1. işlemde K dış bükeyde kalır, bu durumda 1. işlem ısıtmadır.
    • 2. işlemde L dış bükeyde kalır (K iç bükeyde), bu durumda 2. işlem soğutmadır.

Bu senaryo her iki işlemi de tutarlı bir şekilde açıklar. O halde, kesin olarak \(\alpha_K > \alpha_L\) olduğunu, 1. işlemin ısıtma ve 2. işlemin soğutma olduğunu söyleyebiliriz.

Şimdi seçenekleri değerlendirelim:

  • A) 1. işlem soğutma, 2. işlem ısıtmadır.
    Bizim sonucumuz 1. işlem ısıtma, 2. işlem soğutmadır. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
  • B) K ve L metalleri farklı cins maddelerdir.
    Bükülme gerçekleştiğine göre genleşme katsayıları farklıdır (\(\alpha_K \neq \alpha_L\)). Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
  • C) K metalinin genleşme miktarı, L metalinin genleşme miktarından fazladır.
    Bizim sonucumuz \(\alpha_K > \alpha_L\)'dir. Bu da K'nin genleşme miktarının L'den fazla olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
  • D) L metalinin büzülme miktarı, K metalinin büzülme miktarından fazladır.
    Büzülme miktarı da genleşme katsayısı ile doğru orantılıdır. Bu ifade \(\alpha_L > \alpha_K\) anlamına gelir. Ancak bizim sonucumuz \(\alpha_K > \alpha_L\)'dir. Yani K metali L metalinden daha fazla büzülür. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.

Hem A hem de D seçeneği yanlış çıkmaktadır. Ancak, genellikle bu tür sorularda malzeme özellikleriyle ilgili doğrudan çelişen ifade asıl yanlış cevap olarak kabul edilir. D seçeneği, metallerin genleşme/büzülme katsayıları arasındaki ilişkiyi yanlış belirtmektedir.

Cevap D seçeneğidir.

  • Cevaplanan
  • Aktif
  • Boş