Toplam Sayfa Görüntüleme Sayısı

30 Ekim 2011

Su Neden Yüzeyden Donar ?


SU NEDEN YÜZEYDEN DONAR?
ü  Havuzlar ya da diğer su kütleleri, donma olayına gelindiğinde çok özeldir. Hemen hemen bütün sıvılar üstten alta doğru donar, çünkü atomları donduğunda çok daha sıkışmış hale gelir. Atomlar arasındaki boş alan azalır. Bu, içi boş bir alüminyum topu katı bir nesnenin içine sıkıştırmak gibidir. İçi boş alüminyum top kendi başına olsa yüzer ancak aynı alüminyum bir başka alüminyum topağının içine sıkıştırıldığında batar. Su donduğunda özeldir. Buzun içinde suya oranla daha fazla boş alan vardır. Sonuç olarak donmuş su, sıvı suda yüzer. Bu özelliği de buzu yüzeyde tutar ki, bahar geldiğinde güneş onu eritebilsin. Eğer su da diğer sıvılar gibi donsaydı, tüm buz dibe çökecek ve bir daha erimeyecekti. Böyle olsaydı birkaç yıl içinde okyanuslar kaskatı donar kalırdı.

ü Bunun iki değişik nedeni var. Birincisi, deniz ve göllerin sadece üstten soğuyabilmesidir. Havanın sıcaklığı mevsimlerle sürekli değişir. Buna karşın, suyun altındaki yer uzun yıllar boyu aynı sıcaklıkta kalır. Gerçi ara sıra volkanik aktiviteler nedeniyle su alttan ısınabilir, ama alttan soğuması hiç bir zaman söz konusu değil. Bu nedenle, havanın soğuk olduğu durumlarda, su üstten ısı kaybettiği için, suyun içindeki sıcaklık aşağıdan yukarıya doğru azalıyor. En soğuk yer en üstte olduğu için de donma buradan başlıyor.

ü İkinci nedense biraz daha önemlidir. Buzun yoğunluğu suyunkinden daha az. Bundan dolayı, suyun içinde
bulunan herhangi bir buz kütlesi, kaldırma kuvvetinin etkisi altında su yüzüne çıkma eğilimindedir. Buna, bir de suyun yoğunluğunun 4°C’de en yüksek değerine ulaştığını ekleyelim. Yoğunluk farkı nedeniyle kaldırma kuvveti etkisini hissettirir. Eğer suyun sıcaklığı her yerde 4°C’nin üzerindeyse, sıcak su yukarı çıkar, soğuk su da aşağı iner (çaydanlıkta kaynayan su gibi).
Ama eğer sıcaklık her yerde 4°C’nin altındaysa, bu defa soğuk su yukarı çıkar, sıcak su da aşağı iner. Bu da donmanın en soğuk olan yerden, yani yukarıdan başlaması anlamına geliyor.
İşte bu nedenden dolayı, buzluğa bir bardak su koyduğunuzda da donma ilk önce tepeden başlar. Bardağın yanlardan ve alttan ısı kaybetmesi bu gerçeği değiştirmiyor. Fakat donma başlayıp suyun üstünde bir buz tabakası oluştuktan sonra işin rengi biraz değişebilir. Çünkü buz, ısıyı daha zayıf iletir. Bu nedenle, yanlardan ve alttan olan ısı kaybı, üstten olan kayıptan daha fazla olabilir (bu bardağın ısıyı ne kadar iyi ilettiğine bağlı). Eğer bardak kanalıyla gerçekleşen ısı kaybı çok fazlaysa ve soğuk suyun yukarı yükselmesi için yeteri kadar zaman yoksa bardağın yan ve alt yüzeylerinde de donma başlayabilir. Bu da ilginç bir duruma yol açar: Buzdan bir kabukla paketlenmiş su.
Her durumda suyun ortası en son donar.



Hiç yorum yok:

Yorum Gönder