Negatif Termal Genleşme: Bazı Katılar Isıtıldığında Neden Küçülür?

Bazı katı nesneler ısıtıldığında, yüksek sıcaklık atomların titreşmesine, fazla yer kaplamasına ve çoğu katının genleşmesine sebep olur. Ancak, skandiyum florür gibi bazı katı kristaller, ısıtıldığında küçülür. Bu, negatif termal genleşme adı verilen bir fenomendir.

Bilim insanları skandiyum florür kristallerindeki atomlar arasındaki mesafeleri ölçerek, bu durumun nasıl gerçekleştiğini anladıklarını düşünüyorlar.

Skandiyum ve flor arasındaki bağlar ısıtıldığında sabit kalırken, kristal içindeki florin atomları bir miktar hareket ediyor. Bu sertlik ve esneklik karışımı da kristalin kenarlarının bükülmesine neden oluyor.

Araştırmayı yakından takip eden Storrs Connecticut Üniversitesi’nden fizikçi Jason Hancock, “Alanımızdaki en büyük zorluklardan bazıları katı maddeler hakkındaki soruları yanıtlamakla ilgilidir” diyor.

Skandiyum florür

Hancock, “Negatif termal genleşmenin gizemini çözmek fizikçilerin, elektriği henüz pratik kullanım için çok düşük sıcaklıklarda iletebilen bakır bazlı süper iletkenler gibi benzer malzemeler hakkında daha fazla bilgi edinmelerine yardımcı olabilir” diyor.

NY Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’ndan fizikçi Igor Zaliznyak, negatif termal genleşme fenomeninin tam güçte mevcut olduğu ve skandiyum florürün bu fenomeni çözmemize izin veren en basit malzeme olduğunu söylüyor.

Araştırma ekibi, mekanizmayı total nötron kırınımı adı verilen bir teknik kullanarak çözdü. Araştırmacılar, bir nötron ışını ile skandiyum floriti bombaladılar ve atom altı parçacıkların 1100 Kelvin’e (yaklaşık 827°Celsius) kadar sıcaklıklarda kristallerden saçılımlarını kaydettiler. Bilim insanları saçılma kalıplarını analiz ederek atom çiftleri arasındaki olası mesafeleri hesapladılar.

Skandiyum ve flor atomları arasındaki mesafe ısıtıldığında kabaca aynıydı, bu da ikisi arasındaki kimyasal bağın katı olduğunu anlamına geliyor. Aynısı, tek skandiyum atomları arasındaki boşluk için de geçerliydi.

Ancak flor atomları arasında kristalin atom kafesindeki konumlarının daha esnek olduğunu gösteren çok çeşitli mesafeler vardı.

Araştırmacılar, atomlar arasındaki sabit ve değişken mesafelerin bu kombinasyonunun, kristali kabaca kübik şeklinde tutarken, yanlarının kıvrılmasına ve sıkışmasına izin verdiğinin tespit ettiler.

Kaynak
https://www.sciencenews.org/article/molecular-jiggling-may-explain-why-some-solids-shrink-when-heated

Matematiksel

Etiketler

Busra Meral

Okumak, araştırmak, yeni şeyler öğrenmek, bunlar üzerinde düşünmek, tartışmak ve paylaşmak benim için büyük keyif. Yazmak ise bambaşka bir dünya. Paylaştıkça her şeyin daha güzel olacağına gönülden inanıyorum."Ya öğreten, ya öğrenen, ya dinleyen, ya da ilmi seven ol. Sakın beşincisi olma, helak olursun." Nebiler nebisi Hz. Muhammed (sav)"Okumak bir insanı doldurur, insanlarla konuşmak hazırlar, yazmak ise olgunlaştırır." Francis Bacon

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu