Skip to content Skip to navigation

Buz Neden Çok Kaygandır?

Dr. Mahir E. Ocak
10/12/2019 - 08:30

Bir katıyı başka bir katının üzerinde kaydırmak kolay değildir. Çok yüksek sürtünme kuvvetiyle baş etmeniz gerekir. Bu durumun bir istisnası ise buzdur. Buz o kadar kaygandır ki buz patencileri neredeyse hiçbir dirençle karşılaşmadan buzun üzerinde kayabilirler.

Geçmişte buzun kayganlığı, yüzeyde bir sıvı katmanın oluşmasıyla açıklanıyordu. Bu hipoteze göre sürtünme kuvvetinin sebep olduğu ısı yüzeydeki buzun sıvılaşmasına sebep oluyor ve böylece malzeme kayganlaşıyordu. Ancak bu açıklamanın doğruluğu ve hatta böyle bir sıvı katmanın gerçekten de var olup olmadığı geçmişte tartışma konusuydu. Üstelik bu açıklama ile ilgili önemli bir sorun, sıvı suyun iyi bir “kayganlaştırıcı” olmamasıydı: Eğer bir yüzeyi kaygan hâle getirmek istiyorsanız üzerine su değil yağ dökersiniz. Peki, öyleyse buzun aşırı kayganlığı, kötü bir kayganlaştırıcı olan sıvı suyun varlığıyla nasıl açıklanabilirdi?

Buzun neden aşırı derecede kaygan olduğunu anlamak isteyen bir grup araştırmacı, önce nanometre (metrenin milyarda biri) ölçeğindeki sürtünme kuvvetlerini tespit edebilen bir cihaz geliştirmiş. Daha sonra da bu cihazı kullanarak sürtünme kuvvetleri sebebiyle buzun yapısının nasıl değiştiğini incelemişler. Elde edilen sonuçlar, geçmişte doğru olduğu varsayılan açıklamayla uygun biçimde, yüzeyde sıvılaşma meydana geldiğini gösteriyor. Ancak ortaya çıkan ince film, geçmişte yapılan kuramsal tahminlere göre beklenenden çok daha ince. Üstelik kalınlığı birkaç yüz nanometre ile bir mikrometre arasında değişen bu katmanın sadece sıvı sudan oluşması da mümkün görünmüyor. Çünkü ince filmin viskozitesi (akışkanların akmaya karşı gösterdiği direnç) sıvı suyunkinden çok yağlarınkine benziyor. Araştırmacılar, ortaya çıkan ince filmin buzlu su ile ezilmiş buzun bir karışımı olduğunu öne sürüyor. Bu yapı, yaz günlerinin popüler gıdalarından kar konisinin yapısına benzetiliyor.

Kar konisi

Araştırma ile ilgili detaylı bilgiye, Dr. L. Canale ve arkadaşlarının Physical Review X’te yayımladıkları makaleden ulaşabilirsiniz.

İlgili İçerikler

Fizik

Ses günlük hayatımızın önemli bir parçası olmasına rağmen sesin ardındaki fiziksel süreçler dikkatimizi çekmemiş olabilir. Bu fiziksel süreçleri daha iyi anlayabilmek için sesi “görmeye” ne dersiniz?

Fizik

2014 yılında Türkiye’nin kendi teknolojisini kullanarak fotovoltaik (FV) temelli güneş enerjisi santral ekipmanlarını üretmesi ve ihraç etmesi amacıyla MİLGES (Millî Güneş Enerjisi Santrali Geliştirilmesi) projesi başlatılmıştı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler ile iletken ve yalıtkan dedektör düzeneği tasarlıyoruz.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.