05 01 2019 - 9:15
Köpüklü suların yaptığı baloncuklar, musluk ağzında düşmeye hazır halde bekleyen tombul damlacıklar, su damlaları hep yuvarlaktır. İzlemesi oldukça keyifli olan bu su baloncukları neden bu şekildedir hiç düşündünüz mü? Bunun elbette fizik kuralları ile açıklanan bir sebebi var. O ışıl ışıl sabun köpüklerinin yaptığı hava kabarcıkları, kendilerini bir arada tutan kuvvet sebebiyle yuvarlak bir şekil alırlar. Bilim adamları bu konu üzerinde çalışmalar yapmış ve sebebini de yüzey gerilimi olarak açıklamışlardır.
İlk önce şöyle düşünün. Bir balonu su ile dolduruyorsunuz ve su miktarı arttıkça balon genişliyor. Ta ki balon patlayana kadar. Su damlaları da öyle. Musluğu kapattıktan sonra bile musluk ucunda kalan bir damla su orada asılı duruyor ve belli bir büyüklüğe erişince düşüyor. Sanki su dolu bir torba patlıyor ve su damlası özgür kalarak düşüyor. Su damlalarının çevresinde böyle bir torba yoktur elbette ama sanki görünmeyen gizli bir çeperle kaplılarmış gibi hissettirirler. İşte bilim adamları buna yüzey gerilimi diyor. Su yüzeyinin altındaki moleküller birbirlerini büyük bir kuvvetle çekerler. Ama yüzeyde bulunan moleküller üstlerinde bulunan hava moleküllerini çekmezler. Yalnızca aşağı ve içeri doğru bir çekim mümkündür. İşte yüzey gerilimi suyun etrafında sanki bir çeper varmış gibi bir etki yaratır. Bu çeper sayesinde su damlası iyice ağırlaşana kadar musluğun ucunda durur.
Bilim adamları sıvıların kuvvetli yahut zayıf olmak üzere iki değişik çeperleri olduğundan söz eder. Sözgelimi alkolün yüzey gerilimi suyunkine göre daha zayıftır, bu sebeple de damla oluşmaz. Ama termometre içindeki civa öyle değildir. Civanın yüzey gerilim kuvveti sudan daha fazladır.
Köpükten meydana gelen baloncuklar da yüzey gerilimi sayesinde tutulurlar. Daire şeklinde bir çubuğu köpüklü bir sıvıya daldırıp çıkardığınızda çubuğun ucundaki daire incecik bir zarla kaplanır. Ve bu zar, üflediğinizde yüzey gerilimi sayesinde genişler ve içinde dolan hava ile birlikte kapanır. İşte bir baloncuk oluştu. Bu hafif baloncuk bir süre havada keyifle süzülür ve bir engele takıldığında ya da kendiliğinden patlar. Bu baloncuk içindeki hava da basınç altındadır. Baloncuğun çeperi ne kadar sıkıysa baloncuk da o kadar küçük ve içinde tutulan hava da o denli basınç altındadır.
Baloncuğun niçin yuvarlak olduğuna gelince; yüzey gerginliği, çeperi bir araya getirir. Tabiattaki en sıkıştırılmış yani yoğun şekil, dairedir. İçerideki hava baloncuk dışında kalan hava ile aynı kuvvette içeride tutulur.
İşte hava kabarcıklarının, su baloncuklarının ve köpüklerin oluşturduğu balonların yuvarlak olma sebebi.
Küçük bir buz kalıbını dondurucudan çıkartıp oda sıcaklığında bir müddet beklettiğinizde buzun yerinde su birikintisini görürsünüz. Ama bu buz kalıbı...