Alt 02 Temmuz 2013, 23:08   #1
Keyifli~Üye
 
Handan_ - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik tarihi: 28 Mart 2011
Mesajlar: 1.444
Handan_ is on a distinguished road
Puanlar: 5.094, Seviye: 1
Puanlar: 5.094, Seviye: 1 Puanlar: 5.094, Seviye: 1 Puanlar: 5.094, Seviye: 1
Üst seviye: 99%, 0 Gereken puan
Üst seviye: 99% Üst seviye: 99% Üst seviye: 99%
Etkinlik: 0%
Etkinlik: 0% Etkinlik: 0% Etkinlik: 0%
Standart Sıcak Su Daha Çabuk mu Donar

suyun donması - suyun buharlaşması - mpemba vakası - suyun soğuması1969 yılında, Tanzanya'da lise öğrencisi Mpemba'nın başından ilginç bir olay geçti. Okulda öğrenciler, sıcak süt ile şekeri karıştırarak dondurma yapıyordu. Mpemba, bir gün sıcak süt ve şeker karışımını, (aceleci davranarak, soğumasını beklemeden) diğer öğrencilere ait ılımış sütler ile beraber buzluğa koydu. Bir süre sonra dondurmaları buzluktan çıkarma zamanı geldiğinde, Mpemba'yı bir sürpriz bekliyordu. Mpemba, diğerlerinden daha sıcak olarak buzluğa koyduğu sütünün, daha çabuk donduğunu hayretle gördü. Fizik öğretmenine koştu, fakat öğretmeni yanlışlık yapmış olabileceğini, çünkü böyle bir şeyin imkânsız olduğunu söyledi.


Mpemba, öğretmenine inandı. Aynı yıl Tanga ilçesinde dondurma yapıp satan bir arkadaşıyla karşılaştı. Arkadaşı dondurmayı daha çabuk yapmak için sütü sıcak olarak dondurucuya koyduğunu söyledi. Mpemba arkadaşının da aynı hâdiseyi tecrübe ettiğini gördü.


Mpemba lisede Newton kanunlarını ve ısıyla alâkalı bilgileri aldıktan sonra sıcak suyun ılık sudan daha çabuk donmasının sebebini fizik öğretmenine tekrar sordu. Öğretmeni ona yine dikkatsizce bir araştırma yapmış olabileceğini söyledi. Mpemba ısrar edip tartışmaya devam edince öğretmeni: "Söyleyeceğim şey şu ki; bu Mpemba'nın fiziği ama genel fizik değil." Bu tartışmadan ve alaycı ifadeden sonra öğretmen ve sınıftaki arkadaşları Mpemba'nın fizik ve matematikteki hatalarına, "Bu Mpemba fiziği, bu Mpemba matematiği..." diye devamlı alay ettiler. Fakat Mpemba yılmadı ve okuldaki fizik lâboratuarında yaptığı çalışmada yine aynı sonucu buldu.


mpembaBir gün, bir fizik profesörü olan Dr. Osborne, Mpemba'nın lisesini ziyaret etti. Bu Mpemba için iyi bir fırsattı. Sıcak suyun daha çabuk donması meselesini Dr. Osborne'ye de sordu. Profesör, bu duruma hemen bir açıklama getiremeyeceğini, fakat deneyi sonra yapacağını söyledi. Lâboratuarına geldiğinde, Mpemba'nın iddiasını test etmesi için yardımcı teknisyenlerden birine görev verdi. Teknisyen de deney sonucunda sıcak suyun daha çabuk donduğunu gördü. Fakat, "İstediğimiz sonucu alıncaya kadar deneyi tekrarlayacağız." dedi. Tekrar yapılan deneyler de aynı sonucu verdi. Bu süreçte Mpemba ve Profesör Osborne olaydan iyice emin oldular ve 1969 yılında çalışmalarının raporunu yazıp yayımladılar.


Bugün hâlâ bu olay, sebebi açıklanamamış bir hâdise olarak bilim dünyasını şaşırtmaya devam etmektedir.


İçinde eşit miktarda su bulunan benzer iki kap alıyoruz. Aralarındaki tek fark, bir tanesindeki suyun sıcaklığının diğerinden fazla olması. Şimdi iki kabı da eşit şartlarda soğumaya bırakıyoruz (Soğuk bir kış gününde dışarıya ya da evimizdeki buzluğa koyuyoruz.). Deneyimiz sıcak suyun daha çabuk donmasıyla sonuçlanıyor.


Mpemba vakası imkânsız gibi görünüyor. Şöyleki: Ilık suyun 30 0C olduğunu ve 10 dakikada donduğunu farz edelim. Sıcak su ise 90 0C'de olsun. Başlangıçta sıcak olan su 30 0C'ye gelinceye kadar biraz vakit kaybedecek, dolayısıyla donuncaya kadar 10 dakikadan fazla zaman geçecek. Başlangıçta sıcak olan su, ılık suyun geçirdiği safhaların aynısını yaşayacak, ilâve olarak, ılık suyun ilk durumuna gelinceye kadar biraz vakit kaybedecek ve daha uzun sürede donacak. Bu ispat, mantıklı gözüküyorsa da hatalıdır.


Bu ispatın yanlış tarafı, her iki suyun donma süreçlerini karşılaştırırken; sadece ortalama sıcaklığı temel almasıdır. Her iki suyun da ortalama sıcaklık değişimlerinin yanında, diğer faktörler de göz önüne alınınca; sıcak su, ılık suyun başlangıçtaki sıcaklığına geldiğinde, ılık suyun başlangıçta sahip olduğu durumlardan farklı durumlara sahip olacaktır. Çünkü sıcak su 90 0C'den 30 0C'ye gelinceye kadar buharlaşmadan dolayı daha az kütlesi olacak, içinde daha az çözünmüş halde gaz bulunacak, çözünmüş gazların azlığı suyun aşırı soğumasına sebep olacak, suda sıcaklık farklılığından dolayı akımlar olacak ve kendi etrafındaki havanın şartlarını değiştirecektir. Bu beş değişiklik önemlidir ve aşağıda tek tek izah edilecektir. Dolayısıyla yukarıdaki ispat doğru değildir. Mpemba hâdisesi birçok bilim adamı tarafından kontrollü olarak denenmiş ve ispatlanmıştır.


Yukarıdaki açıklamalara rağmen, Mpemba vakasının sebebi halen tam bilinmiyor. Mümkün olabilecek bir çok açıklama yapılmıştır. Fakat şimdiye kadar bu hâdisede en önemli rolü oynayan sebep bulunamamıştır.


Atomu parçalayan modern çağın bilim adamları, bu hâdisenin sebebini bulamıyorlar. Çünkü, sebebi bulmayı zorlaştıran çeşitli faktörler var; kabın şekli ve boyutları, dondurucunun şekli ve boyutları, sudaki çözülmüş halde bulunan gazlar ve diğer erimiş mineraller, dondurulma vaktinin belirlenme şekli bunların başlıcalarıdır.


Mpemba hâdisesinin gerçekleşmesi hususunda bilim adamları arasında ihtilaf yok, fakat olayın gerçekleşme şartları şekli hususunda fikir ayrılıkları vardır. Çok değişik deneyler ve şartlar altında yapılmıştır. Yukarıda bu mekânizmanın sebebi olabilecek faktörleri saymıştık. Aşağıda bu faktörler tek tek incelenecektir. Görünen şu ki; Mpemba hâdisesinin mekanizmasını her türlü başlangıç şartları karşısında açıklayan bir sebep bulunamamıştır. Çünkü başlangıç şartları değiştikçe olayda rol oynayan sebepler de değişmektedir.


Mpemba hâdisesi bütün başlangıçtaki şartları için geçerli değildir. Meselâ, bir kaptaki suyun sıcaklığı 99,9 0C, diğerininki 0,01 0C olsa, elbette ki düşük sıcaklıktaki erken donar. Bunun gibi Mpemba vakası bazı başlangıç sıcaklıkları, kapların şekilleri ve soğutma durumları için gerçekleşmez.


mpenba-etkisiBuharlaşma: Başlangıçta sıcak olan su, başlangıçta ılık olan suyun sıcaklığına geldiğinde buharlaşmadan dolayı fark edilebilir derecede kütle kaybına uğruyor. Azalan kütle suyun çabuk soğumasını ve donmasını sağlayacaktır. Böylece başlangıçta sıcak olan çabuk donacak fakat diğerine göre daha az kütleye sahip buz olacaktır.


Eğer suyun sıcaklığını tamamen buharlaşma yoluyla kaybettiğini farz etsek, teorik hesaplamalar, Mpemba hâdisesinin sebebinin buharlaşma olduğunu gösteriyor. Fakat bu, hâdisede rol oynayan tek mekânizma değildir. Çünkü kütle kaybının olmadığı kapalı kaplarda (buharlaşan su tekrar soğur ve kaba geri su olarak döner) Mpemba hâdisesi yine gerçekleşiyor. Ayrıca birçok bilim adamı yaptıkları çalışmalarda bu olayda buharlaşmanın tek başına rol oynamadığını ispatlamıştır.


Çözülmüş Gazlar: Sıcak suda ılık suya göre daha az çözülmüş halde gaz vardır. Çünkü su ısındıkça içindeki çözülmüş gazlar sudan dışarı çıkar. Böylece başlangıçta sıcak olan suda ılık suya göre daha az çözülmüş halde gaz vardır. Bilim adamları arasındaki görüşe göre çözülmüş gazların azlığı suyun özelliklerini değiştiriyor; ısının iletim yoluyla yayılmasını kolaylaştırması (böylece çabuk soğumasını sağlar), birim kütledeki suyu dondurmak için gerekli olan ısı miktarını düşürmesi, suyun kaynama noktasını değiştirmesi gibi. Bu açıklamayı destekleyen deneyler yapılmıştır, fakat açıklamayı destekleyebilecek teorik hesaplamalar yoktur.


Aşırı Soğuma: Su, her zaman, deniz seviyesinde 0 0C de donmaz. Suyun 0 0C'nin altında, meselâ -5 0C, -10 0C'de donmasına aşırı soğuma diyoruz.


Suyun donmaya başlaması için buz kristallerinin çekirdeklerinin teşkili gerekmektedir. Çekirdeklenmenin başlaması için de suda çözünmüş gazlar, toz parçaları ya da kabın pürüzlü yüzeyleri gibi faktörlerin olması gerekir. Suda bu tür kristalleşmeyi başlatacak faktörler yoksa, su -20 0C'lere kadar donmadan aşırı soğuyabilir. Başlangıçta sıcak olan suyun içinde ılık suya göre daha az halde çözünmüş gaz olur. Bu durumda başlangıçta sıcak olan su, aşırı soğumaya uğrar. Bu durumu şöyle açıklayabiliriz: Başlangıçta ılık olan su, -2 0C'de donmaya başlarsa, başlangıçta sıcak olan su -8 0C gibi bir sıcaklıkta donmaya başlar.


Daha erken donmaya başlayan suyun yüzeyinde oluşan buz tabakası, dış ortam ile su arasında bir yalıtım oluşturup, suyun sıcaklığını kaybetmesini bir miktar önler ve geç donmasını sağlar. Başlangıçta sıcak olan su, daha geç donmaya başlar ve o ana kadar dışarı ile daha fazla ısı alış-verişi gerçekleştirerek daha çabuk soğur ve donar.


İletim: Su soğudukça kendi içinde ısı iletim akımları (suyun hareket etmesi) ve düzgün olmayan sıcaklık dağılımları oluşur. Yoğunluk, yükselen sıcaklıkla azalır ve yoğunluğu az fakat sıcaklığı fazla olan su yukarı çıkar, böylece suyun üst kısmı alt kısmından daha sıcak olur. Su ısısını genelde yüzeyden kaybediyorsa, üst tarafı daha sıcak olan su, her taraf aynı sıcaklıkta olan suya göre ısısını daha çabuk kaybeder. Başlangıçta sıcak olan suyun ortalama sıcaklığı, başlangıçta ılık olan suyun sıcaklığına geldiğinde, üst kısmı daha sıcak olan bir su olarak gelir. Dolayısıyla daha büyük bir soğuma hızına sahip olacaktır. Yapılan deneylerde sıcaklık farkından dolayı suyun içinde akımın olduğu kesin fakat, Mpemba hâdisesinin sebebinin iletim olduğu ispatlanamamıştır.


Çevre: Son bir sebep olarak Mpemba hâdisesi, suyun kendisinden ziyade çevresine olan tesirine bağlanıyor. Başlangıçta sıcak olan su kendi çevresini herhangi bir şekilde değiştirip soğumaya tesir edebilir. Mesela kap, sıcaklığı iyi iletmeyen donmuş haldeki bir yüzeye bırakılsa, sıcak su yüzeyi eritip daha iyi bir soğuma ortamı oluşturabilir. Fakat bu genel bir açıklama değildir, çünkü deneylerin çoğu donmuş bir yüzeye temas eden kaplarda yapılmamıştır.


Kısaca, sıcak su hemen hemen bütün durumlarda ılık sudan daha çabuk donuyor. Bu imkânsız değildir, çünkü birçok deneyle ispatlanmıştır. Açıklama olabilecek birçok sebep bulunmuşsa da, üzerinde anlaşılan bir sebep bulunamamıştır. Çok değişik mekanizmalar ön görülmüşse de, deneyle tasdiklenmiş olarak kesin bir sebep bulunamamıştır.


Sıcak suyun soğuk sudan daha çabuk donduğu asırlar öncesinden bilinen bir hâdiseydi. Bu hâdise, Mpemba tarafından bilim dünyasının gündemine tekrar getirilmeden önce Aristoteles, Bacon, Descartes ve başkaları tarafından biliniyordu. Avrupa'da en son Mpemba'dan 500 yıl önce tartışılmış ve modern düşüncelere ters geldiği için üzerinde durulmamış, bilim adamları arasında halka ait bir inanış olarak algılanmış.


Mpemba'nın 1969 yılında Tanzanya'da bir lise öğrencisi iken bu hâdiseyi fark etmesi ve üzerinde ısrarla durması, bilim adamlarının ve öğretmenlerin, bilim dışındaki şahısların düşünceleri ve buluşları hakkında önyargılı davrandığına dair dramatik bir misaldir. Kim bilir şimdiye kadar peşin hükümlü öğretmen ve bilim adamları tarafından kaç tane Einstein olabilecek öğrencinin önü bu yaklaşımlardan tıkanmıştır?


Mpemba hâdisesinin sebebi ile ilgili daha sonra yapılan çalışmaların tamamı açık bir sonuca ulaşmadı ve açıklamasız kaldı. Sebep olabilecek değişik faktörler defalarca incelendi. Bu konu popüler "New Scientist" dergisinde birkaç defa yazıldı. Daha sonra ortaya çıktı ki, bu olay, aslında birçok kişi tarafından biliniyormuş. Fakat hiç kimse bu olayın mantıkî ve ilmî sebebini açıklayamıyor.


Sızıntı Dergisi


alıntı

Handan_ isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Yeni Konu aç Cevapla  

Bookmarks

Etiketler
Sıcak Su Daha Çabuk mu Donar


Konuyu Toplam 1 Üye okuyor. (0 Kayıtlı üye ve 1 Misafir)
 
Seçenekler Arama
Stil

Yetkileriniz
Konu Acma Yetkiniz Yok
Cevap Yazma Yetkiniz Yok
Eklenti Yükleme Yetkiniz Yok
Mesajınızı Değiştirme Yetkiniz Yok

BB code is Açık
Smileler Açık
[IMG] Kodları Açık
HTML-Kodu Kapalı
Trackbacks are Açık
Pingbacks are Açık
Refbacks are Açık




Tüm Zamanlar GMT +4 Olarak Ayarlanmış. Şuanki Zaman: 16:20.

dekorasyon Endüstriyel Mutfak EKipmanları sanal ofis Kiralık Ofis | sanal ofis sanal ofis | sanal ofis | muadil toner | fantezi iç giyim fantezi giyim araç takip sistemleri | kişi takip sistemleri | Varlık takip sistemleri | filo takip sistemleri |
istanbul travesti | izmir escort bayan izmir escort tuzla escort bursa escort bursa escort casino siteleri casino siteleri casino siteleri casino siteleri casino siteleri bahis siteleri istanbul travesti travesti forum |
istanbul travesti Mekanları | istanbul travesti Haber | istanbul travesti Bilgi | istanbul travestileri | istanbul travesti | travesti | ankara travesti| ankara travesti | ankara travesti ankara travesti

Search Engine Optimization by vBSEO 3.6.1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428