Musluktan Akan Suyun Sesi, Su Isındıkça Neden Değişir?

- Özgün
- Klasik Fizik
Musluğun sıcak tarafını açıp, suyun ısınması için beklerken, musluktan akmakta olan soğuk suyun borulardan geçerken bir ses çıkardığını duymuş olabilirsiniz. Eğer dikkat edecek olursanız, akmakta olan suyun sesinin de suyun ısınmasıyla beraber değiştiğini fark edebilirsiniz. Bu sesi dinlemek konusunda yeterince uzmanlaşacak olursanız, artık kış günlerinde su ısındı mı ısınmadı mı diye elinizi suyun altına sokmanıza bile gerek kalmaz; sadece sesin değişmesini bekleyerek neredeyse hatasız bir şekilde suyun ısındığını bilebilirsiniz!
Ancak etrafımızda görmeye (veya duymaya) alışık olduğumuz bu konuların fiziksel nedenlerini açıklamak her zaman basit olmayabilir. Bu yazımızdan da göreceğiniz üzere, bu ilginç olayın sebebi sandığınızdan daha karmaşık ve ilgi çekici olabilir. Öncelikle, basit bir fizik terimini öğrenerek başlayalım.
Isınan Suyun Sesi Neden Değişir?
Akmazlık (Viskozite)
Akmazlık, en basit karşılığı ile bir sıvının akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Bunu gündelik hayattan örneklendirecek olursak (aşağıdaki fotoğrafta gördüğünüz gibi), balın akmazlığının sudan daha fazla olduğunu söyleyebiliriz. Peki çıkan sesteki değişimin bununla nasıl bir alakası var?

Suyun sıcaklığı değiştikçe akmazlığı da değişir. Bunu, su üzerinde gündelik olarak görmemiz pek mümkün değildir; fakat başka bir örneğini görüyoruz: sıvı yağlar. Tavaya döktüğünüz sıvı yağ, akmaya karşı oldukça dirençlidir. Tavada gezdirmek istersiniz, ama o direnir. Eğer yağ ısınmaya başlarsa, çok daha kolay aktığını fark edersiniz. Bu sebeple yağın önce ısınmasını bekleyip sonra tavada gezdirerek işimizi kolaylaştırabiliriz.

Stokes Yasası
Stokes yasası, basitçe şu formülle temsil edilir:
Fd=6πηRν\Large F_d=6\pi\eta R\nu
Stokes yasası, RR yarıçaplı küçük bir küreye, ηη dinamik akmazlığına sahip bir sıvı içerisinde uygulanan sürtünme kuvvetini verir. Burada ν\nu, nesneye göre sıvının akış hızıdır.
Sıvıların akmaları sırasında bu iç sürtünmeden kaynaklı bir ses ortaya çıkar. Tıpkı üflemeli çalgılarda olduğu gibi bir boru bu sesin aktarımını ve duyulmasını kolaylaştırır. Bu sebeple musluktan akarken suyun sesini duyarız. Stokes Yasası’ndaki μμ,dinamik akmazlıktır. Sıcaklığa bağlı olarak değişeceği için, uygulanan sürtünme kuvveti ve bu sebeple de akan suyun çıkardığı ses değişir.
Stokes'un Ses İncelmesi Yasası
Stokes yasasını geliştirerek, sıvının akmazlığına bağlı olarak sesteki incelmeyi de hesaplayabiliriz. Sıcaklığın değişimi ile akmazlık da değiştiğinden, ses de bir incelmeye uğrayacaktır. Bu olay, aşağıda verilen αα oranıyla, alınan yol boyunca düzlem dalganın genliğindeki üssel azalmayı verir:
α=2ηω23ρV3\Large \alpha=\frac{2\eta \omega^2}{3\rho V^3}
Burada ηη sıvının dinamik akmazlığı, ωω sesin frekansı, ρρ sıvının yoğunluğu, VV ise ortamdaki ses hızıdır.
Evrim Ağacı'nda tek bir hedefimiz var: Bilimsel gerçekleri en doğru, tarafsız ve kolay anlaşılır şekilde Türkiye'ye ulaştırmak. Ancak tahmin edebileceğiniz Türkiye'de bilim anlatmak hiç kolay bir iş değil; hele ki bir yandan ekonomik bir hayatta kalma mücadelesi verirken...
O nedenle sizin desteklerinize ihtiyacımız var. Eğer yazılarımızı okuyanların %1'i bize bütçesinin elverdiği kadar destek olmayı seçseydi, bir daha tek bir reklam göstermeden Evrim Ağacı'nın bütün bilim iletişimi faaliyetlerini sürdürebilirdik. Bir düşünün: sadece %1'i...
O %1'i inşa etmemize yardım eder misiniz? Evrim Ağacı Premium üyesi olarak, ekibimizin size ve Türkiye'ye bilimi daha etkili ve profesyonel bir şekilde ulaştırmamızı mümkün kılmış olacaksınız. Ayrıca size olan minnetimizin bir ifadesi olarak, çok sayıda ayrıcalığa erişim sağlayacaksınız.
Makalelerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu makalemizle ilgili merak ettiğin bir şey mi var? Buraya tıklayarak sorabilirsin.
Soru & Cevap Platformuna Git- 14
- 9
- 7
- 4
- 4
- 3
- 2
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/02/2025 11:28:03 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/12978
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.