Bunun nedeni üflediğimiz kısmın dairesel olması mı yoksa
daima küresel şekilde köpükler mi elde ederiz?
Bunu cevaplamanın en iyi yolu deney yapmak. Dikdörtgen, üçgen, çember gibi değişik şekillere sokabileceğiniz bir teli basit bir baloncuk üfleme aleti olarak kullanabilirsiniz. Alet hangi şekilde olursa olsun çıkan baloncukların küre şeklini aldığını görebilirsiniz.
Oluşan baloncuk, yüzey enerjisini en aza indirme eğilimindedir ve bu ancak balonun mümkün olan en küçük yüzey alanına sahip şekli almasıyla sağlanır. Küre, balonun içindeki hava hacmi için olabilecek en küçük yüzey alanını sağladığı için de tüm baloncuklar küre şeklini alır.
Sıvının havayla temas ettiği bölge deri gibi gerilmiş bir yüzeyden oluşur. Yüzey gerilimi denen bu gerginlik dengelenmemiş kohezyon kuvvetinden kaynaklanmaktadır. Bir maddenin atomları arasındaki çekme kuvveti olarak tanımlanan kohezyon kuvveti, katılardaki kadar kuvvetli olmasa da sıvı atomları arasında da vardır. Örneğin bir kap sıvının iç kısmında yer alan bir atom, etrafındaki diğer sıvı atomları tarafından her yöne çekilse de yüzeydeki atomlar sadece aşağısında bulunan sıvı atomları tarafından çekilir. Havayla temas ettiği üst kısımda hava moleküllerinin uyguladığı çekme kuvveti ihmal edilecek kadar az olduğu için yüzeyde kuvvet dengesizliği söz konusudur. Bu nedenle yüzey gerilerek bu dengesizliği örtbas etmeye çalışır.
Yer çekimi alanındaki bir topun değişik yüksekliklerde değişik potansiyel enerjiye sahip olması gibi yüzey atomlarının sayısı ve konumları da potansiyel enerji değerini belirler. Termodinamiğin ikinci kanunu gereği tüm cisimler denge konumuna potansiyel enerjinin minimum olduğu durumda gelir. Bu bir kap sıvı, bir su damlacığı, köpükten bir balon için de geçerli. Daha az atomun yüzeyde konumlanmasına olanak vererek yüzey alanını en aza indirgeyen şekil küre şekli olduğu için boşlukta asılı küçük bir sıvı taneciği küre şeklindedir. Aynı sebepten ötürü üflediğiniz köpük de küre şeklini alır. Şimdi su damlacığı damla şeklinde, küre şeklinde değil ki diyebilirsiniz. Aslında yerçekimi kuvveti ve hava direncinin olmadığı bir ortamda küre şeklini alacaktır. Ancak, yer çekimi etkisi altında aşağı doğru çekilip uzadığı ve hava direnci sebebiyle de alt kısmı yassılaştığı için üstte ince alta basık bir damlacık şeklindedir. Köpükten baloncuklar ise içi havayla dolu oldukları için yer çekimi ve hava direnci etkisi birbirini yok eder ve mükemmel bir küre görünümünü korur.
Nedir, Neden, Nasıl, Nerede, Ne zaman, Hangi
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder