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

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.

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi. 

Fizik

Rice Üniversitesinde Prof. Dr. James M. Tour önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, karbon içeren atıklardan grafen üretmeye imkân veren bir yöntem geliştirdi. Araştırma ile ilgili makale Nature’da yayımlandı.

Fizik

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin Ankara’daki konuğu 2019 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Dr. Öğr. Üyesi Emine Ülkü Sarıtaş.