Güneşten ısınan tren raylan genleşerek birkaç milimetre uzarlar. Bundan ötürü de, demiryolu döşerken iki ray arasında, sıcak havalarda genleşip uzayabilmesi için birkaç milimetrelik bir aralık bırakılır.
Genleşme, genişleme anlamından gelir. Sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır. Bu olay devam ederse genleşme sürekli olur. Tekrar belirtmek gerekirse, Sıcaklığın etkisi ile maddenin boyunda veya hacmindeki değişmeye genleşme denir. Isı enerjisi artan bir maddenin, molekülleri arasında kinetik enerji de artarak hareketliliğe sebep olur. Birbirinden uzaklaşan moleküller maddenin genişlemesine sebep olarak genleşmeyi meydana getirir.
Cisimlerin, sıcaklığın etkisiyle genleşmesi olayı, çok eskiden beri bilinen ve çeşitli yollarla yararlanılan bir fizik olayıdır. Meselâ termometre tüpünün içindeki cıva, sıcaklıkla orantılı olarak genleşerek yükselir. Ateşte ısıtılmış perçin çivileri soğudukları zaman bağlı bulundukları parçaları daha kuvvetle sıkıştırırlar. Bunun gibi İçten patlayarak motorların silindirlerinin içine, sıvı hayayla soğutulmuş madeni gömlekler geçirilir. Bu gömlekler ısının etkisiyle yeniden ısınırlarken bulundukları silindirin iç yüzüne daha iyi uyup yerleşirler.
Genleşme katı ve sıvılarda da görülür. Katılarda genleşme üç şekildedir. Boyca, yüzeyce ve hacimce genleşme görülür. Sıvılarda genleşme ise katılardaki gibi incelemez. Sıvı genleşmesi hacme bağlıdır.
Katılarda genleşme, ısı enerjisi alan katı bir maddenin boyunda, yüzeyinde, hacminde olan genişlemedir. Bu genişleme genleşme katsayılarına bağlıdır. Genleşme katsayısı her maddeye göre değişir.
Boyca genleşme, maddenin ilk boyu, boyca genleşme katsayısı ve ilk – son sıcaklığın çarpılmasıyla oluşan değişim miktarıdır.
Yüzeyce genleşme, maddenin yüzey alanı, genleşme katsayısının iki katı, ve ilk – son sıcaklık değişiminin çarpılmasıyla oluşan değişim miktarıdır.
Hacimce genleşme, maddenin hacmi, genleşme katsayısının üç katı, ilk – son sıcaklık değişiminin çarpılmasıyla oluşan değişim miktarıdır.
Sıvılarda genleşme, madde miktarına ve madde hacmine bağlıdır. Bunların sıvıya özel bir katsayı ile çarptığımızda açığa çıkan değişimdir.
Genleşme katsayıları daha önceden belirlenmiş sabitlerdir. Bu nedenle sadece ilgili madde için kullanılması durumunda formülü bilip işlem yapmak, genleşmeyi ortaya çıkarır.
Genleşmeye Örnekler
– Topun sıcak havada şişmesi
– Kavanoz kapağının sıcak su içerisinde genleşerek açılması
– Yazın tren raylarının genleşerek uzaması (Rayların arasındaki boşlukların azalması)
– Termometre içindeki sıvının sıcak havada genleşerek yükselmesi
– Yazın otomobil lastiklerinin şişkin olması
– Sıcak havada balonun fazla şişerek patlaması
– Deodorant şişelerinin sıcakta patlaması
– Şimşek çakarken havanın genleşerek gök gürültüsünü oluşturması
– Sıcak hava balonunun içindeki ateş yandığında, balonun şişerek yükselmesi
– Sıcak havada gözlük camının düşmesi