Kış hava koşullarında, buz ve karın varlığı nedeniyle çeşitli yüzeyler kaygan ve pürüzsüz hale gelebilir. Bu, sürücüler için oldukça tehlikeli olabilir. Ancak, kızak kaymayı sevenler için, mümkün olduğunca kaygan buzun olması idealdir.
Buzun kaygan olduğu yaygın olarak bilinmektedir, ancak hiç merak ettiniz mi? Sonuçta, buz katı bir maddedir. Başka kaygan katı maddeleri düşünebilir misiniz?
Bir buz hokeyi oyuncusunu bir an düşünün. Bir beton kaldırımda veya ahşap bir zeminde kaymaya çalıştığınızı hayal edebiliyor musunuz? Bunlar da katıdır, o zaman neden kaygan değiller?
Bilim adamları, buzun kayganlığını açıklamak için kapsamlı araştırmalar yapmış olsalar da, tam neden henüz belirsiz kalmaktadır. Bununla birlikte, suyun, özellikle sıvı formunda, önemli bir rol oynadığı belirlenmiştir.
Bilim adamları, buzun en dış yüzeyinde ince bir sıvı su tabakasının, son derece soğuk sıcaklıklarda bile var olduğunu keşfetmişlerdir. Daha önce, bu sıvı tabakanın buz üzerine uygulanan basınç nedeniyle oluştuğuna inanılıyordu.
Su, benzersiz bir özelliğe sahiptir: katı hali (buz), sıvı halinden daha yoğun değildir. Bu nedenle buz küpleri suyun içinde yüzer. Buzun daha düşük yoğunluğu, basınç uygulayarak erime noktasının düşmesine izin verir.
Dolayısıyla, bir buz pateni buzun üzerinde kaydığında, buz pateninin uyguladığı basınç, buzun erime noktasını düşüreceği düşünülerek, en dış tabakanın erimesine neden olur. Paten daha geçtikten sonra, hızla tekrar donacak ince bir su tabakasında kayardı.
Ancak, daha sonra buz üzerinde duran buz pateni veya ayakkabıların uyguladığı basınç, bu değişikliklere neden olacak kadar yeterli olmadığı keşfedildi. Bu, bilim adamlarının başka açıklamalar araştırmasına yol açtı. Son yıllarda, buz üzerindeki ince sıvı su tabakasının varlığını açıklamak için iki ek teori önerilmiştir.
Bir teori, sürtünmenin buz üzerindeki sıvı tabakanın oluşumundan sorumlu olduğunu öne sürmektedir. Sürtünme, iki cisim birbirine sürtündüğünde ısının oluştuğu kuvvettir. Ellerinizi birbirine sürttüğünüzde ısındıklarını hissedebilirsiniz. Bu sürtünme ile gerçekleşir. Bir paten, buzun yüzeyinin üzerinde hareket ettiğinde, paten ile buz arasındaki sürtünme ısı üretir ve buzun en dış katmanını eritir.
Ancak, buz hareketsizken bile kaygan kalır. Bu durumda, ısı üretecek sürtünme yoktur, ancak buz hala kaygan kalır. Bu, başka bir faktörün etkili olması gerektiğini gösterir.
Başka bir teori, buzun doğası gereği kaygan olduğunu öne sürer çünkü en dış tabaka hiçbir zaman katılaşmaz. Bu teoriye göre, buzun yüzeyindeki su molekülleri, kenarda oldukları ve üzerinde tutan moleküllerin olmadığı için daha serbest hareket ederler. Sonuç olarak, en dış tabaka, donma noktasının çok altındaki sıcaklıklarda bile sıvı halde kalır.
Bu iki teoriden hangisinin doğru olduğu konusunda bilim adamları henüz bir uzlaşıya varmış değil. Şu anda, buzun kayganlığına her iki teorinin de katkıda bulunduğunu söylemek güvenlidir.
Dene ve gör
Bugünkü Merak Günü’nün son derece büyüleyici olduğunu söylemek mümkün değil mi? Evet, kesinlikle bu kelime oyununu yapmayı amaçladık! Daha fazla kaygan eğlence için bir arkadaşınız veya aile üyenizden size şu veya bu etkinliklerden birini veya daha fazlasını keşfetmek için yardım isteyin:
- Buzun kayganlığına bir göz atmayı neden denemiyorsunuz? Bir arkadaşınız veya aile üyenizle buz pateni yapmaya gidin! Bölgenizdeki hava koşulları açık hava buz pateni yapmanıza izin vermiyorsa, yakınında kapalı bir buz pateni pisti bulabilirsiniz. En yakın pisti bulmak ve yakında bir ziyaret planlamak için İnternet’i kullanın!
- Buzla deney yapmaya hazır mısınız? Derin dondurucuda biraz buz küpü olduğundan emin olun. (Alternatif olarak, buz mağazadan satın alınabilir.) Buz küpünü tutmak için bir çift maşa kullanın. Parmaklarınızı buzun yüzeyi üzerinde gezdirin. Kaygan hissediyor mu? Parmak uçlarınızın altında sıvı tabakayı hissedebiliyor musunuz? Şimdi ellerinizi hızlı bir şekilde birkaç saniye ovuşturun. Ellerinizin sürtünmesinden kaynaklanan ısıyı hissedebiliyor musunuz? Biraz daha ovuşturun ve sonra ellerinizin arasına bir buz küpü tutun. Ellerinizin ısısıyla eriyen buzun dış tabakasını hissedebiliyor musunuz? Bu basit deneyler, buzun karakteristiklerini ve bugünkü Merak’ta tartışılan doğal kuvvetleri gösterir.
- Eğer sıvı suyun buzun kaygan olmasının anahtarı olduğuna hala ikna olmadıysanız, suyun daha kaygan hale getirdiği diğer şeyleri düşünün. Örneğin, bir su kaydırağını düşünün. Kuruyken bir su kaydırağından kaymayı hiç denediniz mi? Hoş bir deneyim değil! Su kaydırağı boyunca akan su, onu kaygan yapar… ve aynı zamanda eğlenceli bir yolculuk yaratır. Su eklemenin şeyleri daha kaygan hale getirdiğini göstermek için deneyebileceğiniz başka basit bir deney daha var. Mutfak tezgahınızın üzerinden elinizi kuruyken sürün. Ellerinizin yüzey üzerinde kayarken sürtünmeyi hissediyor musunuz? Şimdi tezgaha biraz su serpin ve tekrar deneyin. Farkı hissediyor musunuz? Su gerçekten şeyleri daha kaygan hale getirir!