FizikTime

Su ve +4 °C Önemi

Su neden üsten donar? Denizler, göller üstten donmasa ne olurdu?

Su (H2O) tüm canlıların yaşam kaynağıdır. Yaşamın başlaması su sayesinde olmuştur, devam etmesini de su sağlamaktadır. Su bizim vazgeçilmez yaşam kaynağımız ve aynı zamanda çok farklı özelliklere sahip kimyasal bir bileşiktir. Su moleküllerini diğer moleküllerden ayırt eden birçok özellik vardır. Bunlardan bir tanesi diğer moleküllerin katı halleri daha yoğun olduğu için sıvı hallerinin dibine çökerken suyun katı hali olan buzun, suyun üzerinde yüzmesidir. Peki su moleküllerinin diğer moleküllerden farklı olmasını sağlayan şey nedir?

Suyun özkütlesinin sıcaklığa bağlı olarak özel bir durumu vardır. Suyun özkütlesi, 0 °C’den +4 °C’ye doğru artar ve en yüksek değeri olan 1 g/cm3 e ulaşır. +4 °C’den sonra özkütlesi düşmeye başlar. Suyun özkütlesi +4 °C ve 1 atm basınç altında 1000 kg/m3 tür (1 g/cm3). Su dışındaki sıvıların çoğunun katı hâlinin özkütlesi, kendi sıvı hâllerinin özkütlesinden daha büyüktür. Bu nedenle katı hâlleri sıvı hâllerinde yüzemez, dibe batar. Ama su için durum farklıdır. Moleküler yapısı nedeniyle su donduğunda hacmi büyüyen nadir maddelerden biridir.

Diğer kimyasal maddelerin (element ve bileşikler) atomları veya molekülleri soğudukça birbirine yaklaşır ve yoğunlaşır. Su molekülleri de soğudukça birbirine yaklaşır fakat en büyük yoğunluğa +4 °C’ ye geldiğinde ulaşır. Yani su moleküllerinin en yoğun olduğu hal katı hali değildir, +4 °C’deki (normal koşullarda 1 atm basınç altındaki) sıvı halidir.

Muhtemelen suyun bu farklı özelliğini birçoğunuz gözlemlemişsinizdir. Örneğin, buzluğa koyduğunuz su şişesi donduğu zaman çatlar çünkü hacmi artmıştır. d=m/v formülünden hacim (v) ve özkütlenin (d) ters orantılı olduğunu düşünürsek donan maddenin molekülleri birbirine yaklaşarak hacmi azalacak ve özkütlesi yani yoğunluğu artacaktır.Ama su molekülleri böyle davranmaz. Su molekülleri donarken birbirinden uzaklaşarak hacmi artar ve şişeyi çatlatır. Başka bir örnekte ise, kışın göllerde ya da su birikintilerinde buzların su üzerinde yüzdüğünü görmüşsünüzdür. Yoğunluğu daha az olan katı haldeki su molekülleri yani buz, sıvısının üzerinde yüzmektedir.

Su dipten değil de tepeden donmaya başlar. Buz su yüzeyinde kalır çünkü yoğunluğu sudan daha azdır. Bu yüzden donmuş göllerde balıklar ve diğer canlılar suyun sıvı olduğu yerlerde yaşayabilir. Eğer su için durum bu şekilde olmasaydı deniz, göl ve nehirlerde canlı hayat devam edemezdi. Su molekülleri sıvı haldeyken rastgele form alırken buz halindeyken kristal kafesler oluşturarak hizaya girerler. Su moleküllerini bir arada tutan hidrojen bağları bu kristal kafeslerin oluşmasını sağlar. Bu formu alırken moleküller sıvı hale göre daha çok hacim kaplar, bu yüzden aynı miktardaki buzun hacmi sıvı halinden daha fazla olur. Buz halindeki moleküllerin en bilindik formu altıgen (Hegzagonal ) yapıda olanıdır. Moleküllerin altıgen şeklini aldığı buz formu nispeten daha yayılmış bir yapıya sahiptir; hacmi daha fazla, yoğunluğu daha küçüktür. Altıgen terimi, kristalin düzlemine bakıldığında oluşan kristal yapıdan gelir. +4 °C’den büyük sıcaklıklarda, moleküllerin termal hareketi ile birlikte hidrojen bağları kırılarak yeni formlara dönüşürler. Bu durumda, sıcaklık arttıkça yayıldıkları hacim artar dolayısıyla yoğunlukları azalır. Bu, tüm sıvılarda görülen davranışlardan biridir.
https://www.fiziktime.com/2023/04/21/su-ve-4-c-onemi-2/

Genç Einstein fizik dünyasını değiştirmeden önce, bu ipuçlarını içeren bir bilmece hazırlayarak zekâsını göstermiş oldu. Tarihteki en zeki insanlardan biri tarafından yazılmış bu zekâ oyununu oynamaya hayır diyebilir misiniz? Deneyelim.

Dünyanın en nadir bulunan balığı şehir akvaryumundan çalındı. Polis izleri 5 özdeş evin olduğu bir sokağa kadar takip etti. Ama bütün evleri aynı anda aramaları mümkün değil ve eğer yanlış evi seçerlerse, hırsız takip edildiğini anlayarak kaçacak. Bu davayı çözmek şehrin en iyi dedektifi olduğunuz için size verildi. Olay yerine vardığınızda, polis size bildiklerini anlatıyor. Birincisi: Her evin sahibi farklı bir milliyete mensup, farklı türde bir içecek ve farklı türde bir sigara tüketiyor. İkincisi: Her evin iç duvarları farklı renkte boyanmış. Üçüncüsü: Her evde farklı bir hayvan var. Bunlardan biri balık. Birkaç saat süren dedektiflik işinden sonra birkaç ipucu buldunuz. Bu bilgiler çok fazla gibi görünebilir, ama cevaba giden açık bir mantık yolu var. Bilmeceyi çözmek, sudokuya çok benziyor. Bu yüzden aklınızdakileri bunun gibi bir tabloda düzenlemek isteyebilirsiniz.

İpuçları
1.İNGİLİZ KIRMIZI DUVARLI EVDE YAŞIYOR.
2.İSVEÇLİNİN BİR KÖPEĞİ VAR.
3.DANE ÇAY İÇER.
4.YEŞİL DUVARLARA SAHİP EV, BEYAZ DUVARLARA SAHIP EVIN HEMEN SOLUNDADIR.
5.YEŞİL DUVARLARA SAHİP EVİN SAHİBİ KAHVE İÇER.
6.PALL MALL SİGARASINI İÇEN KİŞİNİN BİR KUŞU VARDIR.
7.SARI DUVARLARA SAHİP EVİN SAHİBİ DUNHILL SİGARASINI İÇER.
8.MERKEZDE YAŞAYAN ADAM SÜT IÇER.
9.NORVEÇLİ İLK EVDE YAŞAR.
10.SİGARA İÇEN ADAM, KEDİ SAHİBİNİN YANINDAKİ EVDE YAŞIYOR.
11.ATIN SAHİBİ DUNHILL IÇEN ADAMIN YANINDAKİ EVDE YAŞIYOR.
12.MAVİ MASTER SİGARASINI İÇEN ADAM BİRA İÇER.
13.ALMAN PRENS SİGARASINI İÇİYOR.
14.NORVEÇLİ MAVİ DUVARLI EVİN YANINDA YAŞIYOR.
15.KARIŞIM IÇEN ADAMIN SU İÇEN BIR YAN KOMŞUSU VARDIR.

https://www.fiziktime.com/2023/04/21/iste-einsteinin-bilmecesi/

NASA Artemis görevine isim gönderme seçeneği ekledi.
NASA Artemis görevine isim gönderme seçeneği ekledi. NASA'nın Artemis programı çerçevesinde planlanan Artemis I görevi insansız olarak gerçekleştirilecek. Orion roketinin Ay'a yollanacağı Artemis görevine, meraklılar için isim gönderme seçeneği eklemeye karar verildi. Artemis I görevi, uzaya astronot göndermeden önce roketi ve kapsülü test etmeyi hedefliyor. Orion, şimdiye kadar yapılmış en güçlü roket olacak olan Space Launch System ile uzaya gönderilecek.

NASA'nın web sitesinde, ismini uzaya yollayacaklara özel olarak oluşturulmuş bir PIN numarası ve dijital bir bilet veriliyor. Kayıt son derece hızlı ve pratik bir şekilde gerçekleştirilebiliyor. Toplanan isimler Orion kapsülünün içine konacak bir USB sürücüye yüklenecek.

Artemis I görevi, uzaya astronot göndermeden önce roketi ve kapsülü test etmeyi hedefliyor. Orion Ay etrafında dönecek ve ardından Dünya'ya geri dönecek. NASA, görevi Haziran ayında başlatmayı planlıyor. Artemis I görevinde sizin isminizin de yer almasını isterseniz ilgili web sayfasına https://fiziktime.com/nasa-artemis-gorevine-isim-gonderme-secenegi-ekledi/ ulaşabilirsiniz.

Sizde isminizi Ayın etrafında uçurun! Siteye ulaşmak için tıklayınız.
https://fiziktime.com/nasa-artemis-gorevine-isim-gonderme-secenegi-ekledi/