7 esimerkkiä yläasteen laajennuskysymyksistä
1. Miksi rautatien raiteiden liitoksissa on rakoja?
A. Vähennä kitkaa junan kanssa.
B. Kun rauta laajenee, kisko ei taivu.
C. Kun rauta laajenee, kisko ei irtoa puisista ratapölkkyistä.
D. Kun juna kulkee sen yli, kiskot eivät taivu.
Keskustelu
Yleisesti ottaen kappaleet laajenevat lämmetessään ja supistuvat jäähtyessään. Tämä pätee myös rautateissä käytettävään rautaan. Rautatiekiskoissa käytetään etäisyyttä toisiinsa nähden, joten metallin lämmetessä joko auringosta tai ohi ajavasta junasta metallille on edelleen tilaa laajentua. Jos liitokset eivät ole etäällä toisistaan, metalli laajenee, jolloin metallin laajenemiselle ei jää tilaa, jolloin kappaleen kaksi päätä taipuvat.
Oikea vastaus on B.
2. Lasikupit voivat rikkoutua, jos ne täytetään äkillisesti kuumalla vedellä. Tämä johtuu siitä, että…
A. Ulkopuoli on laajentunut, sisäpuoli ei ole laajentunut
B. Sisäpuoli on laajentunut, ulkopuoli ei ole laajentunut
C. Lasin laajenemisnopeus on hyvin pieni, joten se rikkoutuu nopeasti.
D. Lasin laajenemisnopeus on erittäin suuri, joten se rikkoutuu nopeasti.
Keskustelu
Oikea vastaus on B.
3. Kokeessa kaksi bimetallia I ja II koostuvat kolmesta metallityypistä 1, 2 ja 3. Kuumennettaessa kaksi bimetallia taipuu kuvassa esitettyyn suuntaan. Näiden tietojen perusteella neljä ihmistä
Opiskelijat antoivat seuraavat mielipiteet:
Opiskelija ilmaisi oikean mielipiteen…
A. A ja B
B. A ja D
C. B ja C
D. C ja D
Keskustelu
Useimmat kappaleet laajenevat lämmetessään (lämpötilan noustessa) ja supistuvat jäähtyessään (lämpötilan laskiessa). Samalla lämpötilan muutoksella erityyppiset kappaleet laajenevat tai supistuvat kuitenkin eri määrin. Kappaleen kokema laajeneminen tai supistuminen riippuu kappaleen laajenemiskertoimesta. Laajenemiskerroin on suoraan verrannollinen laajenemisen suuruuteen. Mitä suurempi laajenemiskerroin on, sitä suurempi on laajeneminen, ja mitä pienempi laajenemiskerroin on, sitä pienempi on kappaleen laajeneminen.
Bimetalli I:
Bimetallissa I metalli 2 on pidempi kuin metalli 1, koska metalli 2 laajenee enemmän pituussuunnassa kuin metalli 1. Niinpä metallin 2 laajenemiskerroin on suurempi kuin metallin 1 laajenemiskerroin.
Bimetalli II:
Bimetallissa II metalli 3 on pidempi kuin metalli 2, koska metalli 3 kokee suuremman pituuslaajenemisen kuin metalli 2. Niinpä metallin 3 laajenemiskerroin on suurempi kuin metallin 2 laajenemiskerroin.
Jos metallit lajitellaan, niiden lineaarinen laajenemiskerroin suurimmasta pienimpään on metalli 3, metalli 2 ja metalli 1.
Oikea vastaus on C.
4. Katso seuraavaa kuvaa kaukosähkön siirrosta!
Sähkökaapelit asennetaan päivän aikana löyhästi, jotta...
A. Sähkökaapelit eivät katkea kylmällä säällä.
B. Kuumana sähköjohdon voi irrottaa.
C. Ei kutistu, kun sähkövirta kulkee sen läpi
D. Päivän aikana sähkökaapelit laajenevat nopeasti.
Keskustelu
Sähkökaapelit on valmistettu kuparista, joka laajenee (pitenee) kuumennettaessa (korkeissa lämpötiloissa) ja supistuu (pitenee) jäähtyessään (matalissa lämpötiloissa). Kaapelit asennetaan löyhästi päivällä, kun ilma on kuumempaa kuin yöllä. Yöllä ilma jäähtyy, mikä jäähdyttää kaapelia ja aiheuttaa sen kutistumisen. Kaapeli asennetaan löyhästi, jotta kutistuessaan se ei rasitu liikaa eikä voi vaurioitua.
Yön lisäksi ilma kylmenee myös sadekauden aikana, mikä viilentää sähkökaapeleita. Jos kaapelit asennetaan jännityksen alaisina, ne jäähtyessään ja supistuessaan kiristyvät ja voivat vaurioitua.
Oikea vastaus on A.
5. Aamulla isä keitti kahvia. Hän kaatoi kiehuvaa vettä lasiin, jossa oli kahvia. Yhtäkkiä lasi rikkoutui, kuten alla olevassa kuvassa näkyy. Tämä johtui…
A. Lasin sisä- ja ulkopinnan ominaislämpötiloista tulee epätasapainoisia.
B. Sisäseinän lämmönabsorptiokyky on suurempi kuin ulkoseinän.
C. Lasin sisäseinä on laajentunut, kun taas lasin ulkoseinä ei ole laajentunut.
D. Kuuman veden ja ilman paine lasin sisä- ja ulkoseinään tulevat yhtä suuriksi.
seimbang
Keskustelu
Mikä tahansa kappale laajenee (tilavuus kasvaa) kuumennettaessa ja supistuu (tilavuus pienenee) jäähtyessään. Lasin rikkoutuminen liittyy lasin laajenemiseen sen saatua lisälämpöä kiehuvasta vedestä.
Oikea vastaus on C.
6. Katso kuvaa!
Liian tiukasti kiinni oleva metallinen pullonkorkki voi helposti avautua, jos se kaadetaan kuumalla vedellä. 
voi johtua pullonkorkin laajenemiskertoimesta…
A. Suurempi kuin lasipullon suun laajenemiskerroin
B. Pienempi kuin lasipullon suun laajenemiskerroin
C. Suurempi kuin pullon ilman laajenemiskerroin
D. Pienempi kuin pullon ilman laajenemiskerroin
Keskustelu
Kun rautaa ja lasia kaadetaan yhteen kuuman veden kanssa, rauta laajenee nopeammin kuin lasi. Tämä johtuu siitä, että raudan laajenemiskerroin on suurempi kuin lasin.
Laajeneminen on tilavuuden kasvua, joten jos metallisen pullonkorkin tilavuus kasvaa, myös pullonkorkin halkaisija kasvaa. Pullonkorkin halkaisijan kasvu on suurempi kuin lasipullon suun halkaisijan kasvu, minkä seurauksena pullonkorkki löystyy ja on helppo avata.
Oikea vastaus on A.
7. Katso seuraavia kuvia ja taulukoita!
Kokeellisen havainnollistamisen ja metallien lineaarisen laajenemiskertoimen tietojen perusteella teräs-, kupari- ja alumiinitankojen oikea järjestys on...
A. P, Q, R
B. Q, P, R
C. Q, R, P
D. R, Q, P
Keskustelu
Mitä suurempi kappaleen laajenemiskerroin on, sitä suurempi on kappaleen kokema laajeneminen.
Yllä olevan taulukon metallien laajenemiskerrointietojen perusteella teräksellä on pienin laajenemiskerroin ja alumiinilla suurin. Laajenemisjärjestys pienimmästä suurimpaan on siis teräs, kupari ja alumiini.
Laajenemisen ilmaisinkuvan perusteella laajenemisen järjestys pienimmästä suurimpaan on Q, P, R.
Oikea vastaus on B.
Kysymyksen lähde:
Yläasteen/islamilaisen yläasteen luonnontieteiden kansalliset koekysymykset
