Suyun inanılmaz özellikleri - özeldersci
Home bilim ve teknoloji bilimsel gerçekler son Suyun inanılmaz özellikleri
20:37:00 bilim ve teknoloji, bilimsel gerçekler, son,
"Hayat" kelimesinin en büyük arkadaşlarından biri olan "su" inanılmaz özellikleri ile her an hayatın devamını sağlıyor.......
Dünya üzerindeki hayatın devamı da, hayatın kökeninin dayandığı suya bağlı.
Suyun özelliklerinin öğrendikçe bilim adamlarının hayat aradığı gezegenlerde neden önce su olup olmadığına baktıklarını anlıyoruz.
Dört Milyar yıl önce dünyamızda önce su yaratıldı ve organik yaşam onda başladı.
Bu hakikat Kuranı kerim Nur suresinde (24/45) "Allah bütün canlıları sudan yarattı." ayeti kerimesinde açıkça belirtilmektedir.
Tüm maddeler ısıtıldıkça genleştiği (yoğunluğu azaldığı) halde yaşamdaki bu en önemli madde bu kurala itaat etmekle beraber -73 ila 4 dereceler arasında tam tersine davranmaktadır. Eğer su bu sıcaklıklar arasında diğer maddeler gibi davransaydı yeryüzünde yaşam mümkün olmazdı. Suyun bu mucizevi davranışı grafik 1 de göründüğü gibi Allahın varlığına adeta şehadet eder gibidir.
Suyun yukarıda anlatılan bu özelliği olmasaydı buz suyun üstünde yüzemez, su donmaya dipten başlardı. Ve bu nedenle deniz altında yaşam başlamaz ve biz bugün hayatta bulunuyor olamazdık.
Su tüm özellikleri ile diğer maddelerden farklı davranan ve bu aykırılıkları ile hayatın devamı için vazgeçilemez olan temel elemandır.
Yemeksiz haftalarca, onsuz en fazla 3 gün yaşayabileceğimiz ve dünyada rastlanabilecek en basit moleküler yapıya sahip olmasına rağmen bünyesinde muhteşem özellikler barındıran mucizevi bir iksirdir.
Sadece iki hidrojen ve bir oksijenden oluşan bu yapının sahip olduğu bazı özellikler aşağıdaki gibi sıralanabilir.
Suyun gaz formu olan buhar diğer gazlardan daha hafiftir.
Suyun sıvı formu diğer sıvılardan daha ağırdır
Suyun katı formu olan buz ise diğer katılardan daha hafiftir.
Çevremizdeki maddeler arasında su gibi hem katı, hem sıvı, hemde gaz halinde bulunabilen başka hiç bir madde yoktur.
Suyun donma ve kaynama noktaları diğer sıvılardan daha yüksektir. Suyun bu özelliği dünyamızının 3/4 lük kısmının su olarak devam etmesini mümkün kılmaktadır.
Suyun yüksek ısı tutma kapasitesi, yüksek ısı iletim katsayısı ve canlı organizmalardaki yüksek su oranı nedeniyle ortamlardaki sıcaklık değişimlerine karşın ısı dengelerinin korunması ve bölgesel sıcaklık değişimlere direnç gösterilebilmesi sağlanmaktadır. Böylece vücudumuzu belli bir sıcaklıkta (37 °C) tutabilmemiz mümkün olmaktadır.
Suyun yüksek ısı tutma kapasitesi nedeni ile oluşturduğu bir diğer önemli yarar ikimleri ılımanlaştırmasıdır.
Okyanuslarda muazzam büyüklükte ısının depolanması yer kürede iklimlerin daha ılıman geçmesini imkan dahiline sokmaktadır. Meksika körfezinden başlayarak iskandinav ülkelerine kadar gelen sıcak su akıntıları (Gulf stream) tropik bölgelerinin sıcaklığının avrupanın kuzeyine kadar taşınmasını sağlamaktadır.
Suyun yüksek buharlaşma gizli ısı kapasitesi (Latent heat) susuzluğa karşı direnç gösterebilmemizi ve terin buharlaşması yolu ile vücudun soğutulması sağlanmaktadır.
Suyun bünyesinde +/- elektrik yükü bulunması, yüksek yalıtım katsayısı ve moleküler hacminin küçük olması nedeni ile tuzlar ve iyonik bileşenler için mükemmel bir çözücü(solvent) görevi yapmaktadır.
Suyun sıkıştırılabilir olması su miktarına göre deniz seviyesinin 40 metre daha aşağıda olmasını sağlayarak mevcut kara alanının 5% daha fazla olmasına imkan vermektedir.
Suyun yüksek yüzey gerilimine sahip olması ve donduğunda hacminin artması, içine sızdığı kayaları parçalayarak tarıma uygun toprağın artmasını sağlamaktadır
Sıcak ve soğuk su birbirine ters özellikler gösterirler. Bunların başlıcaları şunlardır.
Basınç altında buza dönüştürülmeden sıvı halde kalması sağlanan extra soğuk sular ısıtıldığında büzüşür. Sıcak sular ise ısıtıldığında genleşir.
Extra soğuk suların sıkıştırılması zordur, yansıtma endeksi ve içinden geçen sesin hızı su soğudukça artar, Sıcak sularda ise bunlar tersi yönde gelişir.
Extra soğuk suların ısıtılması kolay, içindeki gazların çözülmesi daha zordur ve ısıyı daha kolay iletir. Sıcak sularda bunlar ters yönde gelişir.
Yüksek basınç altındaki soğuk sularda moleküller daha yavaş hareket eder, sıcak sularda ise daha hızlıdır
SU AĞACA NASIL TIRMANIR
Suyun bir diğer önemli özelliği ise pompa kullanmadan ağaçların en yükseğindeki dallara yapraklara elsiz ayaksız tırmanmasını bilmesidir. "Capillary action" denilen bu fenomen suyun yüzey gerilimi ve su molekülleri arası bağ (cohesion) kuvvetinin bir sonucudur.
Suyun içinde bulunduğu tüpün çeperlerine yapışması suyun kenarlardan çepeçevre bir kuvvetle yukarıda kalmasını sağlamaktadır. Suyun tüp içinde belli bir yükseklikte kalması için suyun çeperlere yapışma (adhesion) kuvvetinin su molekülleri arasındaki bağ kuvvetinden (cohesion) daha güçlü olması gerekir.
Eğer sıvının molekülleri arasındaki bağ (cohesion) sıvının çevreye yapışma (adhesion) kuvvetinden daha büyük olsaydı tüp içinde sıvı tırmanamaz fakat içinde bulunduğu kabın seviyesinden daha aşağıda kalırdı. Nitekim civanın moleküler bağı çevreye yapışma kuvvetinden daha büyük olduğu için şekilde göründüğü gibi çukur oluşturur.
Suyun ince tüplerde kalın tüplere göre daha yüksekte kalmasını aşağıdaki gibi açıklayabiliriz.
Suyu dağılmadan tutan yüzey gerilimi tüpün tüm çevresinde etkin olduğundan suyu yukarıda tutan toplam çekme kuvveti F
F=Tüpün çevresi*Yüzey gerilmi
Tüp içindeki suyun toplam ağırlığı W
W=Suyun hacmı* Yoğunluğu* yerçekimi ivmesi
Suyun ağırlığı suyu yukarıda tutan toplam çekme kuvvetine eşit olduğunda suyun tüp içindeki yükselmesi durur
W=F => π(D/2)²*H*ρ*g= π D*T
Yukarıdaki formülden görüldüğü gibi tüpün D çapı büyüdükçe suyun tüp içinde tutunabilme yüksekiliği (H) azalır (Daha ince tüpte su daha çok yükseğe tırmanır). 10 mm.den büyük çaplarda H yüksekliği gözle farkedilemiyecek kadar az olur.
Buraya kadar suyun dar bir tüp içinde nasıl tutunduğunu gördük. Peki su ağaca nasıl tırmanır.
Tabiatta bulunan 112 metre yüksekliğinde kızıl çamların tepesine yaklaşık 4 ton su nasıl çıkar.
Önce su moleküllerinin çift kutuplu (polar) bir yapısı olduğından bahsedelim. Bu yapı su moleküllerinin birbirine veya kendisi gibi polar moleküllere yapışmasını sağlar.
Ağaç selülözik bir yapıdır. Yani şeker zincirlerinden ibarettir. Şekerde su gibi polardır ve şeker zincirindeki moleküler bağ su moleküllerinin moleküler bağından daha kuvvetlidir. Böylece selülöz yakınındaki su moleküllerini bir mıknatıs gibi kendine çeker. Bu nedenle masaya dökülmüş suyu kağıt peçete ile temizlemek sentetik bir kumaşla temizlemekten çok daha kolaydır.
Ağacın lifleri içindeki ince delikler yukarıda anlatıldığı üzre "capillary" etkiye müsait bir ortam sağladığından selülözik yapının çektiği su zincirleme olarak en yüksek noktadaki yapraklara kadar suyun yürümesini mümkün kılar. (Kesme şekeri ucundan çaya dokundurdunuzda çayın şeker içinde nasıl yayıldığını hepimiz izlemişizdir). Dikkat edilirse ağacın tepelerine doğru çıkıldıkça yapraklar ve dallar küçülür. Bu küçülme içinde su yürüyen tüplerin de daralması ve aynı zamanda "capillary" etkinin de artması demektir.
etiketler: suyun özellikleri, su mucizesi, suyun muhteşem doğası, suyun olağanüstü özellikleri
Tags # bilim ve teknoloji # bilimsel gerçekler # son
Etiketler: bilim ve teknoloji, bilimsel gerçekler, son