Yerine Göre Katı Sıvı veya Gaz Gibi Davranan, Doğanın Her Zerresinde Ayrı Bir Mucize Olduğunun Kanıtı: Kum
TDK, 'Silisli kütlelerin, kayaların, doğal etkenlerle parçalanarak ufalanmasından oluşan, deniz kıyısı, dere yatağı vb. yerlerde çok bulunan, ufak, sert tanecikler.' olarak tanımlıyor kumu. Aslında bu tanımdakinden daha farklı, basit bir tanecikten öte özellikleri var.
Bir kum tanesi söz konusu olduğunda ne kadar şaşırabileceğinizi merak ediyorsanız alın çayınızı kahvenizi, gelin.
Kum, yapısal olarak öyle farklı bir madde ki bazen katı bazen sıvı özellikler sergileyebiliyor.
Tanecikli madde olarak tanımlayabiliriz kum taneciklerini. Modellemesi zor yapısıyla üzerinde tanımladığımız adıyla çalışan bilim insanları olduğunu belirtmek gerek.
Basit bir sistem zannettiğimiz kum saatiyle başlayalım.
Kumun farklı durumlar altında davranışları tıpkı diğer tanecikli maddeler gibi hayli değişken. Kum saati örneğinde akışkan bir katı maddeden bahsediyoruz, böyle dile getirildiğinde bile şaşırtmaya yetiyor.
Bulunduğu cam kabın büyüklüğünden tutun da genişliğine dek her tür değişim kum saatinin ölçtüğü zamanın değişmesine yol açar. İşte böyle bir değişken durumdan bahsederken tanecikli maddeleri yönetebilmek ve bir düzen altında tutabilmek de önem kazanıyor.
Bir kum saatini akış anında incelerken üst kısmı hareket etmiyor gibi görünür, yani bu kısmı katı karakter sergiler.
Tam orta noktaya odaklandığımızda bir akış gerçekleştiğini görürüz. Buradaki akışkanlık sıvı karakteri izlenimi verir. Akan kumların birleştiği alt noktaya dikkat edelim, kumlar sanki bir tepecik oluşturur yani kendi ağırlıklarını taşıyabilen, herhangi bir sıvıdan farklı bir karakter sergiler.
Daha dikkatli baktığımızda birbirine çarpan kum taneciklerinin birbirini iterek yerde konumlandığı hareketli bir ortamı görürüz. Burada kum sanki bir gaz gibi davranır.
Tek bir madde, 3 ayrı karakter!
Kum gibi tanecikli maddeleri anlayabilmek öyle önemli ki endüstrilere milyonlarca lira kâr getirebilecek hamleler üzerinde çalışılıyor.
MIT'de yapılan bir çalışmada bu maddeleri daha iyi anlayamadığımız için tıp ve gıda sektöründe %40 oranında ekstra maliyetle karşılaştığımız sonucuna ulaşıldı. Bu da halen kum ve benzeri maddeleri tam olarak algılayamadığımızı gösteriyor.
Bugüne dek özellikle tıbbi ilaç alanında bu tip maddelere sıvı gözüyle bakıldığı için hesap hataları yaptığımız aşikâr.
Hesaplarımızda ortaya çıkan yanılma payını anlamak için basit bir deney yeterli.
Bir bardağın içine bir miktar kum koyun ve bulunduğu seviyeyi ölçün. Görünüşte akışkan, hareketli ve daha da önemlisi sabit seviyeye sahip bir materyal var, değil mi?
Bardağı biraz sallayın.
Ne olur? Kum bulunduğu seviyenin biraz daha altına doğru hareketlendi!
Biraz daha sallayın. Yine aşağı doğru bir hareketlenme fakat sallama oranınıza göre daha değişken bir orandan bahsedebiliriz. Öyle ki şartları değiştirdiğimizde, sert bir sallama hareketiyle seviyeyi aşağı çekmek şöyle dursun mevcut seviyenin üstüne bile çıkması, tanecikler arası mesafenin artması mümkün. Hepsi kurallı.
Kuma dair şaşırtan bir yapısal gerçek de nasıl hareket ettiğinin yanında nasıl 'hareket etmediği' üzerine.
Bahsettiğimiz farklı madde niteliklerini göstermesiyle ilgili midir bilinmez, bir kum yığınını basınçla biçimlendirdiğimizde her katmanında aşağı doğru farklı bir basınç gücü uyguladığını görürüz. Yani sıvıda, katıda yahut gaz bileşiminde olduğu gibi yukarıdan aşağı artan basınçtan bahsedemeyiz.
Şöyle basitleştirelim, bir kum yığınında tam ortada bulunan kum taneciği hiçbir basıncı taşımazken onun biraz yakınında bulunan kum taneciği onun birkaç katı daha fazla basıncı üstleniyor. Bu düzensizlik bazen öyle bir hâl alıyor ki kumdan yapılan duvarların bazı bölümleri basıncı taşıyamayarak patlıyor!
Bu tip durumların ortaya çıktığı yakın gelecekte sık görüldüğü için artık kum duvarların yaygın olduğu durumlarda da beton kullanımına geçildi.
Uzun lafın kısası, bir kum tanesi bile bilimsel olarak açıklanabilecek mükemmel karakteristik özelliklere sahip.
Kum deyip geçmeyin!
Yorum Yazın
onu bunu anlamam kumsalda denzden çıktıktan sonra terlik yada ayakkabıyı kumlu kumlu giymek varya hah işte o hissin amına koyuyum
Basarili bir icerik, tesekkurler.
işte bu ya gerçek bir onedio paylaşımız :) teşekkürler