preloader

Sıcak Su Soğuk Sudan Daha Hızlı Donuyor ve Hala Neden Bilmiyoruz…

Bazen, sıcak su soğuk sudan daha hızlı donar

 

Bildiğiniz her şeye ters gelebilir ama doğru Aristotle ve Descartes gibi büyük beyinler bile bunun gerçekleştiğini anlatmıştır. Ancak bir o kadar tuhaf olan şey bu ilginç durumun modern bilimin dikkatini uzunca bir süre çekmemiş olmasıdır. Erasto B. Mpemba isimli 13 yaşındaki Tanzanyalı bir öğrenci dondurma yaparken bunu farketmemiş olsaydı belki de bir süre de bu şekilde kalabilirdi. Hazırladığı dondurmayı diğer öğrenciler bütün boş yeri doldurmadan buzluğa yetiştirmesi gerektiğinden Mpemba kaynar haldeki sütün soğumasını beklemeden olduğu gibi kaldırmıştı. Tam tersini beklerken kendi sütünün herkesinkinden daha önce donduğunu farketmişti. Çoğu kişi bir hata olduğunu söylerken Dr. Denis Osborne isimli fizik profesörüne gitmiş ve profesör de bir lab teknisyeninden bu iddiayı test etmesini istemişti. Bütün deneylerde sıcak suyun her seferinde soğuk sudan daha hızlı donması sonucunda 1969 yılında Osborne ve Mpemba’nın bu ilginç olayla ilgili makalesi yayınlanmıştır.

Eşim Dostum Beni Kaynıyor Sanıyor, Donuyorum Hiç Kimse Bilmiyor…

Birkaç on yıl sonra bile bilim insanları Mpemba Etkisi adı verilen bu olayın neden olduğunu hala bilmiyordu ancak bazı hipotezler de vardı. Bunlardan en popüler olanı sıcak suyun daha hızlı buharlaştığı ve bunun endotermik bir süreç olmasından dolayı suyu soğuttuğu ve dolayısıyla daha hızlı donmasını dağladığı yönündeydi. Ancak kapalı kaplarla buharlaşmanın önüne geçerek yapılan deneylerde Mpemba etkisinin hala varlığını sürdürdüğünü gözlemlemişlerdir.

Bağlanma Sorunları Var

2013 yılında yayımlanmış olan bir makale medyada Mpemba etkisinin çözüldüğüne dair geniş yankı uyandırmıştır. Xi Zhang ve arkadaşları (2013) Mpemba etkisinin suyu bir arada tutan farklı bağların özgün yapılarından kaynaklandığını söylemektedir.

Peki bu bağlarla ilgili özgün olan şey nedir? Tek bir su molekülü görece olarak büyük bir oksijen atomuna standart kovalent bağlarla bağlanmış iki daha küçük hidrojen atomundan meydana gelir. Ancak su molekülleri bir araya geldiğinde bir moleküldeki hidrojenin başka bir molekülün oksijeniyle çok yaklaştığında hidrojen bağları da önemli bir rol oynamaya başlar. Hidrojen bağları kovalent bağlardan zayıf olsalar da Van der Waals kuvvetlerinden daha zayıftır (ki bu kuvvetler sayesinde kertenkeleler duvarlara tırmanabilir) Suyun başka sıvılardan çok daha yüksek kaynama noktasına sahip olması hidrojen bağlarının varlığı yüzündendir.

Xi ve meslektaşlarının açıklamasına göre, hidrojen bağları su moleküllerini birbirine yaklaştırır ve bu gerçekleştiğinde moleküller arasındaki doğal itim O-H (oksijen-Hidrojen) kovalent bağlarının esnemesine ve enerji depolamasına neden olur. Ancak sıvı ısındıkça hidrojen bağlarının esnemesine ve moleküllerin daha aralıklı konumlanmasına neden olur. Bu da kovalent bağların küçülerek enerjilerini bırakmalarını sağlar. Buradaki önemli nokta kovalent bağların enerjilerini bırakmasının soğumayla aynı anlama gelmesidir.

Ancak bilim insanları yine de medyanın aksine bu teorinin doğrulanmasına ihtiyaç duymaktadır. Yani her ne kadar inandırıcı ve mantıklı gelse de hala bilim çevreleri bir takım kanıtlamalara ihtiyaç duymaktadır.

 

 

1 Comment

Leave a Reply