• 0

    Buzluktan buz gibi bir bira aldık, şişe içinde sıvı halde bulunduğunu gördüğümüz yada hissettiğimiz halde kapağı açtığımız anda birden donup katı hale geçtiğini gözlemledik.

    Origin 15 Mart 2017
  • 0
    Bu olayı basınç, moleküler yapı ve faz göz önünde bulundurarak nasıl yorumlarız ?
    Origin 15 Mart 2017
  • +3
    Atomların ya da moleküllerin durumunu gözlemlerken bilimciler çok ilginç bazı durumlarla karşılaştılar.

    Örneğin bir maddenin aşırı derece soğutulmuş ve ısıtılmış hallerinin moleküler düzeyde fiziksel özelliklerinin birbirine çok benzer olduğu saptanıyor.

    Olayın özünde, moleküller arasındaki homojenlik ve denge var.

    Örneğin: Bir bardak saf suyu mikrodalgada ısıtıp, suyun kaynama derecesini aşabilirsiniz. (Buradaki ana şart, suyun aşırı derece dingin-sakin -beklemiş olması ve hiç hareket olmaması)
    Bu durumda su molekülleri o kadar enerji yükleniyorlar ki, bu enerjiyi atmak için titreşmeye çalışıyorlar.
    Ancak su en baştan durgun ise ve herhangi bir etki yok ise, moleküllerin titreşimi, diğer moleküllerin titreşimi ile kesiliyor.
    Yani su molekülleri aşırı enerji yüklemesinden dolayı, homojen enerji birikimi ile birbirlerini engelliyorlar.
    Bu durumda su kaynamıyor. Hatta buharlaşma bile olmuyor.
    Ancak bu kısa bir süre geçerli, eninde sonunda entropi işe giriyor ve bir -iki molekülün durumu değiştirince, zincirleme olarak tüm moleküllerin pozisyonları bozuluyor. Bardaktaki su bir anda kaynamaya başlıyor.

    Ya da aynı suya ufak bir tını, kabına bir vuruş ile moleküller arası dengeyi bozuyor.
    Veya suya düşen bir kum tanesi, yüksek sesli bir radyodan çıkan bir ses dalgası da aynı işi görebiliyor.

    Soğutulan sıvılarda da benzer durum var. Örneğini verdiğiniz, bira, kola, gazoz gibi şişelerde zaman zaman hepimizin başına geliyor.
    Tabii burada koşullar biraz farklı.
    İlk önce, kapalı bir ortam. Bunun anlamı ortamdaki enerji koşullarını belirleyen etmenleri saptayabiliriz.
    İkincisi ısı kaybı ile tüm moleküllerde, enerji talebi var.
    Etmenlerimiz:
    a) Eğer cam şişe ise, hacim sınırlı, esneme payı çok az.
    b) Pet şişe ise hacim değişken ama hacimdeki değişim aynı zamanda pet şişenin pvc malzemesinin esnemesinden dolayı çeperden içeri doğru bir basınç uygulaması var.
    c) Buzlukta bekleyen içecek uzun bir süre orada kalıyor.
    d) Basınç altındaki sıvıların donma ve kaynama sıcaklıkları daha da düşer-artar.

    Sıvıyı kapalı kapta soğuttuğumuzda, ilk önce içindeki su +4 'nin altına indikçe genişlemeye başlıyor. Buz olabilemesi için 1/10 hacim artışı gerektiği için, bu hacim artışı için gerekli alan engellenirken bu basınç olarak sıvıya aktarılıyor.
    Ayrıca içine köpürtücü olarak basılmış karbondioksitten kaynaklanan bir ekstra iç basıncı da var.

    Bu durumda bu soğutulmuş sıvının, normalde daha yüksek basınç altında olduğunu söyleyebiliriz. Ki bu da donma sıcaklığını da düşürüyor.
    Bu basınç, içeceğin moleküllerine eşit olarak dağılmış durumda,
    Eğer şişe çalkalanmazsa, basınç ve dış çeper dayanaklılığı birbirini karşılayacak düzeyde ise içindeki içecek sıvı halde kalır. Hatta şişe kırılmaz (pet) ise, sıvı bir miktar çalkantı durumunda bile akışkan durumunu korur.

    Ancak şişeyi açtığımız anda, koşullar değişmiş oluyor. Basınç kalkınca, içecek molekülleri arasındaki denge bozuluyor. Dengesi bozulan moleküller, basınçtan kaynaklanan enerjiyi kaybettikleri için, (dışarıya daha fazla ısı vermeden-soğumak demek dışarıya ısı vermektir.) hızla katı hale dönüşüyorlar. (Tabii donma ısısı sırasına göre, önce su başlıyor. Diğer akışkanlarda donma derecelerine göre takip ediyor.)

    Mikrodalga ile ısıtma yerine benzer bir teknoloji ve şartlarda soğutma imkanı olsaydı, bir bardak saf suya da yukarıdaki gibi etkiler (ses, darbe, toz) yapıldığında, suyun aynı zincirleme reaksiyon ile donduğunu görürdük.
    Aslında doğa da bunu benzeri, sanırım kutuplarda, deniz altında oluyor. Bazen bir buz nüvesi, kutup buzlarının altından deniz zeminine inip, kendisine aşırı hızlı donma ile bir donmuş sudan yol açabiliyor. (You tube'da videoları vardı)

    Not: Eğer benzer deneyi pet şişe ve su ile yaparsanız, pet şişedeki su buza dönüşürken (bu arada genişliyor ve pet şişeye basınç uyguluyor , o da direnç) gece karanlıkta, donan buz bölgeleri arasındaki minik elektron atlamalarını, şimşekler olarak görebilirsiniz.
    Yalnız şimdiye kadar defalarca (özellikle yazın, dipfrize su koyduğumda) denememe rağmen, bu görüntüyle 2 defa karşılaşabildim. Tam olarak gerekli olan tüm koşulları bilmiyorum. (Zaman, ısı, pet şişe büyüklüğü, doluluk oranı, bekleme süresi, vs.)
  • 0
    Evet bu soruyu sormamın nedenlerinden biri büyük patlama sonrası bir aşamada evrenin yeteri kadar soğumasına rağmen bir süre daha faz değiştirmeden genişlemeye devam ettiği ve bunun evren genelinde etkili olan bir vakuma sebep olduğu düşünülüyor(okuduğum bir populer bilim kitabında fazla ayrıntıya girmeden değiniliyor). Bu konuyu kafamda oturtmak açısından olayı Burtay Bey'in verdiği bilgiler oldukça yararlı gözüküyor. Necmi Bey sanırım dediğiniz üzere sizde evrenin başına gelmiş olabileceği düşünülen bu olay hakkında bir şeyler biliyorsunuz paylaşırsanız çok sevinirim.
    Origin 15 Mart 2017
  • 0
    Necmi Bey, Merhaba... :-)

    Net bir cevap vermem doğru olmaz. Çünkü gözleme dayalı ve eksik olabilir.
    Ama cam şişede tam dolulukta, şişe genellikle sıvının genişleme baskısından dolayı kırılıyor. Ancak çok ince denge durumuna denk gelirse ve şişe sağlam ise gerçekleşiyor.

    Diğer yandan, Pet şişelerin esneme imkanı sayesinde tamamen doldurmak mümkün oluyor. Soğuya su ile artan hacime basıncına rağmen karşı koyabiliyor ve yırtılmıyor.

    Eğer çok az hava boşluğu olacak şekilde doldurulursa şişeler, genellikle hava moleküllerinin bir kısmı su içinde çözünüyor, kalan boşuğa su bir miktar genişliyor. Ancak çözünmüş hava aynı zamanda basınç kaynaklarından oluyor.

    Ancak su özel bir madde. Bildiğim kadar ile +4 derece haricinde, ısınırken de soğurken de genişleme özelliği gösteren tek sıvı.
    Diğer sıvılar soğudukça hacim kaybediyor diye biliyorum.
    Bu sanırım soğuyan diğer sıvılarda parçacıkların titreşimlerinin azalması ile kapsanan hacimin azalmasına karşılık, kristal hale geçecek olan su moleküllerinin, altıgen kristaller yapısı için pozisyon alması ile ilgil ama ayrıntısını bilmiyorum.

    Tamamen kabın tamamını doldurması için genleşme katsayıları değerlendirilmeli sanırım.
    Ama gazlar için homojenleşme eğiliminde olmalarından dolayı , kabın tamamını doldurmaları zaten bilinen bir durum.
    Sıvılar içinde benzer durum hangi koşullar altında geçerli olur bilemiyorum.


  • 0
    Yooo! Bence çok mantıklı ...
  • 0
    Bu arada not: Mikrodalga deneyi yapmadan önce, evin hanımından izin alın. Dönüş motorunu devredışı bıraktığınız için bir kaç deneyden sonra, mikrodalga jeneratörünün bir daha çalışmama ve yanmış olma ihtimali var. :-(
  • 0
    Kitaptan aynen alıntı yapıyorum ''Faz geçişi sırasında, enerji boşalabilir, çünkü bir fazdaki en düşük enerji halinin enerjisi, diğer fazdaki en düşük enerji halinin enerjisinden daha düşük olabilir. Salınan bu enerjiye ''gizil ısı'' denir.'' sonra kabaca faz değişmesi gerektiği ama değişmediği süre boyunca bu salınması gereken ama salınmayan enerjinin evrenin genişlemesini hızlandıran bir kozmolojik sabit gibi davranmış olabileceğinden bahsediliyor.

    Anladığım kadarıyla bu olayı şişede donmak için genişlemeye çalışan sıvının uyguladığı şişeleme sırasında içeri basılan gazın basıncını yenemeyen bir basınç olarak gözlemliyoruz. Şişedeki olayda madde genleşmeye çalışırken evrende söz konusu olayda büzüşmeye çalışıyor olsa gerek(kesinlikle emin değilim).

    Kabaca şişe ve evren örneğini birbirinin tersi olarak değerlendirebilir miyiz? Yani şişeleme sırasında içeri basılan gaz olmadığını ve suyun donacak kadar yeri olmadığını düşünelim sıvı genleşmek için sistemi küçültmeye zorlayacak(cam ne yönde zorlanacak)? Evren tam tersi şekilde büzüşmeye çalışırken genişledi? Suyun 4 derece en yoğun halde olması beni yanıltmış olabilirmi?

    Kafam biraz karışık diyebilirim Burtay Mutlu, Necmi Tüfek siz beni bu işin içinden çıkartırsınız diye umut ediyorum ilginiz ve sabrınız için teşekkür ederim.
    Origin 16 Mart 2017
  • 0
    Biz (en azından ben) kendimizi daha bu işin içinden çıkartamadık ki, sizi çıkartabilelim.?
    Bu tamamen verilen cevaplarla yetinme düzeyine bağlı... :-)

    Bazı konuları farklı yorumluyor olsa da çok büyük oranda Necmi bey'i tasdikliyorum.

    Ek olarak,(farklı olabilecek kısımlar için); Şişe ve içindeki sıvı benzetmesi çok uygun değil.
    Ama ortak bir noktaları var. Her ikisi de evrensel temel olan aynı kanun ve kuralları kullanarak bu şekilde hareket ediyorlar.
    Yani buz ve şişe örneği, benzer olmasa bile aynı fizik kanunları çerçevesinde hareket ediyor olmalı.
    Tabii bir şişe ve içindeki sıvı için kullanılan kanun sayısı, evreninkine oranla çok düşük olabilir. (Belki 50 kuralın sadece 2 tanesi gibi...) Bu yüzden tek başına açıklamaya muktedir değil.

    Evrenin genişlemesi boyunca, önce ısının (= enerjinin) homojen şekilde dağılmış olması şart. Şişede de durum benzer. İç basınç, (enerjisi) homojen.

    Evrenin ilk genişleme halindeki durumunda, tüm enerji parçacıklarının (KEP), potansiyel bir enerji durumunda olduğunu düşünüyorum. Bu sanırım Necmi Bey'in negatif enerjisi yaklaşımına ve tanımına denk geliyor.
    Bu potansiyel enerji, bu enerji paketçiklerini tireşimden alıkoyuyor. Çünkü sistem çok düzenli ve homojen. Tüm enerji paketçikleri birbirini dengeliyor.

    Ardından bir tepki, hafif bir dokunuş ile zincirleme olarak bu denge yapısı bozuluyor.

    Burada benim için sorun, kapalı bir sistem olan evrenin bir dış kabının-zarının, olup olmadığını bilememek. Necmi Bey, nötr bir zar tanımı yaptı ve çok makul ...

    Ama diğer yandan böyle bir zar da , hatta zar'a (şişeye) gerek olmayabilir. Yani, sadece durgun enerji denizinde genişleyen bir aktif enerji alanı olabilir.

    Her iki durumda da, Necmi Bey'in belirttiği gibi doğal bir iç basınç ve genişlemenin aşamalı sınırları olacaktır.
    Bu iç gücü, potansiyel haldeki (KEPlerdeki) enerjinin kinetik hale dönüşmesinden karşılandığını düşünüyorum. BU enerji paketçikleri titreşme alanı buldukça, bireysel titreşim alanlarını genişletirken, toplu haldeyken evreni (uzay-zaman kısmını) de genişlemeye zorluyorlar.


  • 0
    Bende mikrodalgaya bir bardak süt koymuştum 1-2 dk beklettim ve çıkardım sonra çay kaşığını yüzeyine temas ettirdiğim anda taştı ondan önce taşmıyordu çok garip :D
    Görkem Bilim 16 Mart 2017
  • 0
    Sütteki proteinler 60 derece üstüne çıkınca katılaşmayıp, durumlarını korumuşlarsa, (homojenliği sürdürebilmişlerse) gerçekten nadir bir durum bu. :)

    Çay'a limon sıkınca, kısa süreliğine sıcaklığı artar, ama bu sefer daha çabuk soğur. Ya da salep, uzun süre sıcaklığını korur.
    Hepsinin sebep, sonuç ilişkileri farklı gözükse de, ortak olan nokta, moleküller arasında ki gizil ısının nasıl korunduğu ya da açığa çıktığı ?
Yorum yazabilmek için üye girişi yapmanız gerekmektedir.

Giriş Yap