Skip to content Skip to navigation

Su Donarken Neden Genleşir?

Dr. Mahir E. Ocak
03/03/2015 - 09:12

Çevremizdeki maddelerin neredeyse tamamı sıcaklıkları arttığı zaman genleşir ve hacimleri artar. Bu durumu maddelerin sıcaklıklarıyla birlikte enerjilerinin de artmasıyla açıklayabiliriz. Katı ya da sıvı haldeki bir maddenin taneciklerini bir arada tutan ana kuvvet elektromanyetik etkileşimdir. Maddelerin yoğun fazlar (katı, sıvı) oluşturmalarından da anlaşılabileceği gibi, tanecikler arasındaki çekme kuvvetleri itme kuvvetlerine baskın gelir. Isıtma sırasında maddeye verilen enerji, taneciklerin maddeyi bir arada tutan kuvvetleri kısmen de olsa yenmesini ve taneciklerin birbirinden uzaklaşmasını sağlar. Bu nedenle, genel olarak sıcaklığı artan maddelerin hacimleri de artar.

Su ise yukarıda anlatılan duruma bir istisna oluşturur. Soğutulan sıvı suyun hacmi 4ºC’ye kadar beklendiği gibi azalırken, 4ºC’den sonra artmaya başar. Hacimde soğumayla beraber yaşanan bu artış donma sırasında da devam eder. Bu olguyu açıklayabilmek için su moleküllerinin katı haldeki kristal yapısına bakmak gerekir. Sudaki hidrojen ve oksijen atomları arasında oluşan hidrojen bağları, su katı haldeyken hidrojen atomlarının farklı iki su molekülünün oksijen atomlarını birleştiren doğrusal çizgiye yakın bir nokta etrafında konumlanmasını sağlar. Oluşan bu hidrojen bağları katı halde hayli boşluklu bir yapı oluşmasına neden olur. Sıcaklık artışıyla moleküllerin enerjisi arttığı zaman ise, hidrojen bağları sebebiyle oluşan boşluklu yapı bozulur ve hacim azalır.

İlgili İçerikler

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.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler ile cisimlerin nasıl elektriklendiğini gösteren bir düzenek tasarlıyoruz.

Fizik

Işık nasıl yayılır? Dalgalar gibi mi yoksa madde parçacıkları gibi mi? Bu soru bir zamanlar bilim dünyasını ikiye bölmüştü. Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde ışığın yapısını çift yarık deneyi ile inceliyoruz.

Fizik

Günümüzde güneş gözesi üretmek için yaygın olarak silisyum kullanılıyor. Ancak bu güneş gözeleri hem pahalıya mal oluyor hem de üretim süreçleri çok zahmetli. Yüksek verim elde etmek için silisyum atomlarının çok düzenli bir yapı oluşturması ve bu yapının içine toz ya da başka yabancı maddelerin karışmaması için üretimin tozsuz odalarda yapılması gerekiyor.

Fizik

İster dinleyelim, ister mırıldanalım, ister bir müzik aleti ya da herhangi bir nesne ile müzik yapalım, ister dans ederek eşlik edelim; müzik hayatımızda önemli bir yere sahip. Biz de ocak ayında objektiflerinizi müziğin hayatınızdaki yerine odaklamanızı istiyoruz. Fotoğraflarınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #HayatımdakiMüzik etiketini eklemeyi unutmayın.

Fizik

Geride bıraktığımız yılda bilim ve teknoloji alanında birçok gelişmeye şahit olduk. 2019 yılında gerçekleşen önemli bilimsel ve teknolojik gelişmeleri sizin için derledik.