Bardaktaki Son Damlaları Dökmek Neden Zordur?
İçi su dolu bir bardağı lavaboya baş aşağı çevirdiğinizde, su rahatça dökülür ve bardak boşalır. Durun bir dakika: Bazı damlalar biraz oyunbozanlık mı yapıyor ne! Bir bardağın kenarlarına ve dibine yapışan küçük damlalar arkadaşlarına eşlik etmeyip süzgeçten geçmeyi reddediyor.
Bilinmeyenden korkmakla mı ilgili bu? ( O dibi kara süzgeç, damlaları nereye götürecek?) Ya da bazı su damlaları yerçekimine karşı koymanın bir yolunu mu buldu? Aslında buradaki olay bir çeşit elektriksel çekimdir.
Sıvı haldeki moleküller, kalabalıkta hareket eden insanlar gibi birbirlerinin yanından kayıp geçerler. Sıvı maddelerinin şeklinin değişerek kondukları kabın tüm kıvrım ve çıkıntılarına dolabilmesinin nedeni budur. Ancak buzdaki su molekülleri kristal kalıp içinde donmuş olarak oturur ve olduğu yerde titreşir.
Sıvı haldeki moleküller daha serbest hareket ederken, elektriksel açıdan birbirlerini çekmeye devam ederler. Neden mi? Her bir su yani H2O molekülü, bir oksijen atomu bir uçta ve iki hidrojen atomu diğer uçta olacak şekilde üçgene benzer bir şekildedir. Oksijen atomu daha büyük olduğundan ( çekirdeğinde daha fazla pozitif yüklü proton vardır) ve zıt kutuplar birbirini çektiğinden, hidrojen atomlarından negatif elektronları kendine doğru çeker. Sonuç: Su molekülünün oksije taşıyan ucu hafifçe negatif yüklü hale gelirken, hidrojen ucu ise pozitif yüklü olur.
Dolayısıyla akışkan bir sıvıda dahi, su molekülleri bağlar oluşturur: Her bir molekülün hidrojen ucu, diğer H2O moleküllerinin oksijen taşıyan uçlarını çeker. Bu hidrojen bağları, su moleküllerinin gevşek bir kütle halinde bir arada tutar. Sıvı içindeki moleküller birbirlerini bir ölçüde çektiğinden, sıvıların da ( katı maddeler gibi ama gazlardan farklı olarak ) yüzeyleri vardır.
Ancak yüzeydeki su molekülleri, üstlerindeki havada bulunan gaz moleküllerini çekmez. Buradaki çekim, bardağı dolduran diğer su moleküllerine ve yüzeydeki H2O moleküllerine doğru yani aşağı doğru gerçekleşir. Bu durum balonun ince çeperi gibi, birbirine kuvvetlice yapışan moleküllerin bir araya gelmesiyle yamalı bir yüzey oluşturur.
Çok hafif bazı haşerelerin batmadan su yüzeyinde yürüyebilmesinin nedeni burada söz edilen ‘’ yüzey gerilimi ‘’ olayıdır.
Yüzey gerilimi, aynı zamanda su parsellerini yuvarlak damlalara dönüştüren olaydır. Diğer su moleküllerini çeken ama etrafını saran havadaki molekülleri çekmeyen az miktardaki su, elastiki toplar oluşturur.
Sonuç? İçi su dolu bir bardağı baş aşağı çevirin. Suyun büyük bir kısmı yerçekiminin etkisiyle direkt boşalacaktır. Ama daha küçük gruplar halindeki su molekülleri bardağın yüzeyinde damlalar oluşturacaktır.
Bu Damlaları Bir Arada Tutan Şey Nedir?
Sonuç olarak su moleküllerinin bardaktaki molekülleri çektiğini anlıyoruz. Bardağı sallarsanız, yerçekiminin etkisiyle, daha ağır olan damlalar düşer. En küçük ve en hafif damlalar ise bardağa yapışır çünkü damlaların kendi yüzeylerindeki moleküllerle bardaktakiler birbirini çeker. Aslında su, cama o kadar meyillidir ki bir araya gelip damlalar oluşturmak yerine yayılarak camı ıslatır. Sallayıp düşürmeye çalıştığınızda hızla bardağın ağzına doğru gidebilir, ancak oraya sıkıca tutunur.