Viskozite kelimesini duymuşsunuzdur belki… Ama biz bu yazının sonlarında bir büyüyü bozuyoruz! 🙂 Haydi başlayalım… Suyun üzerinde yürümek mümkün mü sizce? Bazıları yürüyor ama…
Bir bataklığa düştüğünüzde ne kadar çırpınmaya veya çıkmaya çalışırsanız dibe doğru gitmeye yani batmaya başlarsınız. Peki şimdi bataklık sıvı mı yoksa katı mı?
Mesela bir balı ya da fıstık ezmezini dökmeye çalıştığınızda nasıl dökülür? Ya da kahvaltı için tahinle pekmezi karıştırdınız ve bir kaba boşaltmaya çalıştınız nasıl dökülür? Ağır ağır değil mi? Aslında günlük hayatta kıvam diyoruz buna.
Sıvılar konusunda sıkça duymuşuzdur, bulunduğu kabın şeklini alır diye. Mesela su döktüğünüzde hemen o kabın şeklini alırken pekmez, bal, fıstık ezmezi gibi maddeler kabın şeklini alırken biraz nazlanacaktır.
İşte Viskozite akışkanların akmaya karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanabilir. Yani en basit tanımlama ile akışkanın akma hızı ne kadar yavaş akarsa viskozitesi fazla ne kadar hızlı akarsa viskozitesi azdır.
Aşağıda bunu gözlemleyebiliriz.
Bir yerde viskozitesi düşük su bir yerde viskozitesi yüksek bir madde.
Yani nasıl bir sonuca vardık? Tahinle karışmış pekmez, bal ya da fıstık ezmesinin viskozitesi yüksekmiş. Su onlara oranla daha az viskoziteye sahipmiş. Sudan daha düşük viskozitesi olan yok mu?
Aslında viskozitesi en düşük olan en ideal akışkan anlamına gelmektedir. Bu viskozite sıcaklığa bağlı olarak da değişmektedir.
Sıcaklığa bağlı değişimleri Isaac Newton tanımlamış.
Bunlara da bu yüzden Newton tipi akışkanlar ismi verilmiştir. Sıcaklık, sıvı molekülleri arasındaki bağı azaltır. Bu da sıvının akışkanlığını olumlu etkiler. Yani daha akışkan olmasını sağlar.
Bunlarla ilgili ilginç deneyler var. Mesela ziftin de bir akışkan olduğunu 1927’de kanıtlamak amacıyla böyle bir deneye başlatılmış. Viskozitesi çok çok çok ama çok yüksek olan zift bir kaba konmuş ve altındaki delikten damlaması beklenilmiş. Tam tamına ilk damlası 8 yıl sonra görülmüş. Günümüze kadar da sadece 9 damla zift düşmüş. Viskoziteyi en iyi anlamamıza yarayan enteresan bir deneymiş değil mi?
Akışkanlar mekaniğine biraz girmiş olduk ama sandığınız kadar basit konular değildir. Saç baş yoldurtan ama kavradıkça evrenin sırlarına ermişçesine mutlu olacağınız bir dünya bu.
Viskozitesi sadece sıcaklıkla değişen akışkanlara Newton tipi akışkan dendiğini söylemiştik. Ancak bazı akışkanların viskozitesi çalkalama, üzerine uygulanan kuvvet gibi faktörlerle değişmektedir. Bu tür akışkanlar ise Newton tipi olmayan akışkanlar olarak isimlendirilir.
Mesela parmağınızı rahatça sokabildiğimiz ama daha büyük bir kuvvet uygulandığın da katıyla karşılaşmışçasına bir tepki aldığımız maddeler. Bakın aşağıda balyozla vurulduğundaki tepkisini görebiliriz.
İşte küçük kuvvetlerde akışkan olarak hissettiğimiz ama yüksek kuvvetlerde katı olarak karşılık veren bu maddeler Newton tipi olmayan akışkan olarak adlandırılır. Bir de sevimsiz bir ismi var : Oobleck.
Aslında merak edenler için söyleyelim, nişasta ile suyun karıştırılmasıyla sizde elde edebilirsiniz.
Parmağınızı oobleck karışımına yavaşça bastırırsanız parmağınız yavaşça karışımın içine girer. Ancak karışıma yumruğunuzla hızlı ve kuvvetli bir şekilde vurduğunuzda ise elinizi katı bir yüzeye çarpmış gibi hissedersiniz.
Güvenlik nedeniyle sporda koruma giysilerinde, motorsiklet koruma kasklarında kullanılabilir
değil mi?
Elinizde sıkarsanız yine katıymış gibi ama avucunuzu açıp beklerseniz parmaklarınızın arasından kayacaktır..
Ya da normalde su olsa orada sürekli seker zıplar.
Bunun nedenleri de, mesela nişasta ve su karışımı için düşünecek olursak, nişasta suya oranla daha büyük uzun zincirli moleküllerden oluşur ve su molekülleri nişasta molekülleri arasında rahatça hareket edebilir. Ondan parmağınızı yavaşça soktuğunuzda bir sıvı gibi davranacaktır. Ama eğer siz bir darbe ile kuvvet uygularsanız su molekülleri nişasta molekülleri arasından çıkacaktır ve nişasta bir anda bir arada kümelenir ve bu katı olmasına yol açar yani kuvvet uygulandığında viskozitesi değişen Newton tipi olmayan akışkanlar sınıfına girer.
Şimdi suyun üzerinde nasıl yürünebilir çözdük mü?
Yani kuvvet ile viskozitesi artan bir maddeymiş o.
Aşağıdan Viskozite Nedir? videomuza da göz atabilirsiniz… İyi seyirler! 🙂