Kimya

Süper Havalı Bilim: Evde Anında Buz Yapma

İnternette gezinirken bir su şişesinin içindeki suyun bir anda buza dönüşmesini gösteren videolara rastlamış olabilirsiniz. Eğer henüz denk gelmediyseniz, aşağıdaki videoda bu durumu gözlemleyebilirsiniz. Neler oluyor? Peki bu sihir nasıl yapılıyor? Size ilk önce bunun bir sihir değil, bilim ile yapılan basit bir numara olduğunu söylemekle başlayalım. Ve evet, bunu evde deneyebilirsiniz. Sıcak yaz günlerinde ani buz yapmak zorunda kalırsanız da işe yarayabilir.

Çekirdeklenme

Faz dönüşümleri, bir faz içinde başka bir fazın tomurcuklanıp büyümesi ile gerçekleşir. Oluşmaya başlayan yeni fazın özelliklerini taşıyan bu tomurcuğa malzeme biliminde çekirdek (İngilizce: nucleus), çekirdeğin oluşma sürecine de çekirdeklenme (İngilizce: nucleation) denir. Herhangi bir madde faz değiştirdiğinde (Suyun buza dönüşmesi gibi) bir molekülün çekirdeğinde buz kristali oluşur. Sonrasında ona yakın diğer moleküller de buzlanmaya başlar. Su normalde saf değildir. İçinde çok sayıda küçük toz ve organik madde parçacıkları bulundurur. Bunlar süreci başlatan “tohumlar” olarak düşünülebilir ve buz ilk olarak bu maddelerin etrafında oluşur. Bu duruma da heterojen çekirdeklenme denir.

Ancak homojen çekirdeklenme oluşturmak da mümkündür. Ancak bunun için saf su gereklidir. Bir şişe saf suyu soğuttuğunuz zaman video da gözlemlediğiniz sonucu elde edebilirsiniz. Su normalde 0 santigrat derecede donar. Ama saf suyun içinde su molekülleri dışında başka bir şey yoktur. Yani bu yüzden normal heterojen çekirdeklenme süreci başlatacak bir şey yoktur. Bu durumda başlangıç, şişeye çarptığınızda oluşan şok dalgası ile başlar.

Anında Buz Yapma

Eğer evinizde bir şişe saf su varsa onu dondurucuya atın. Suyun donması için gereken zamanlama, su şişelerinizin ve dondurucunuzun boyutuna bağlı olsa da yaklaşık iki buçuk ila üç saat sürecektir. Su bu sürenin sonunda hala sıvı olacaktır çünkü saf su -42 santigrat derecede donar. Böylece artık elinizde aşırı soğutulmuş bir sıvı bulunur. Buzun “bir anda” olması artık gerçekleşebilir. Ama harcadığınız emeğe değecektir. Dikkatlice şişeyi dondurucudan çıkartın. Ve sonra bir anda sallayın veya masaya hafifçe vurun. Şişede oluşan hafif bir değişiklik homojen çekirdeklenme sürecini başlatmak için yeterli olacaktır. Bu değişiklik bir kez oluştuğunda şişedeki su molekülleri sanki sihirli bir biçimde bir anda buza dönüşecektir.

Sallama yöntemine bir alternatif, suyu bir buz küpünün üzerine dökmektir. Küp çekirdek görevi görecek ve siz dökerken küçük bir buz kulesi yaratabileceksiniz.

Göz Atmak İsterseniz

Hazırlayan: Batuhan Erdik

Kaynaklar ve İleri Okumalar:

Matematiksel

Bir Yorum

  1. Bugüne kadar hiç düşünmediğim bir konu fakat çok ilginç ve harika bir anlatımla yazılmış.
    İlk fırsatta denemek istiyorum.
    Aydınlatma içün çok teşekkür ederim.
    Sevgiler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.