Su Damlaları Neden Küresel Şekil Alır ve Düşmemeyi Nasıl Başarır?
Meltem Çetin Sever
- Özgün
- Kimyasal Fizik
Su yaşam kaynağımız ama su hakkında ne kadar bilgiye sahibiz? Yağmur yağdıktan sonra bir çiçekte asılı kalan su damlacıklarını hayranlıkla izleriz ama bu su damlacıklarının küresel bir şekil almasının ya da bir süre de olsa yerçekimine karşı koyuşlarının nedeni nedir acaba?
Suyun Bazı Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri
Öncelikle suyun bazı kimyasal ve fiziksel özelliklerine göz atalım. Saf suyun kimyasal formülü H2O’dur yani bir H2O molekülü, iki tane hidrojen (H) ve bir tane oksijen (O) atomundan oluşur. Hidrojen ve oksijen elementlerinin ikisi de ametal oldukları için bu atomlar arasında oluşan bağlar kovalent bağdır. H2O molekünde iki tane kovalent bağ bulunur.
Kovalent bağ kimyasal bir bağdır ve elementlerin dış yörüngelerindeki değerlik elektronlarının ortaklaşa kullanılması ile oluşur. Hidrojenin atom numarası 1’dir, yani proton ve elektron sayısı 1’dir. Değerlik elektronu sayısı da 1 olduğundan bir tane bağ yapar. Oksijenin atom numarası 8, yani proton ve elektron sayısı da 8’dir. İki tane enerji düzeyi bulunan oksijenin elektronlardan 6 tanesi ikinci enerji düzeyinde olduğundan değerlik elektronu sayısı 6’dır ama eşleşmemiş değerlik elektron sayısı 2 olduğundan iki tane bağ yapar.
Oksijen dış yörüngesindeki (1s2 2s2 2p4) altı değerlik elektronundan ikisini bağ yapımında kullanır ve geriye 4 elektronu kalır. Bu elektronlar H2O’nun polar bir molekül olmasını sağlayarak suyun bizi şaşırtan bir sürü özelliğe sahip olmasını sağlar. Yukarıdaki şekilde oksijen atomunun fazla elektronlarının nasıl bir kutuplaşma yarattığını görüyoruz.
Peki Su Molekülleri Nasıl Bir Arada Durur?
H2O molekülü nötrdür fakat negatif yüklü oksijen atomu ile komşu su molekülündeki pozitif yüke sahip hidrojen atomu birbirlerini çeker. Dolayısıyla su moleküllerini bir arada tutan bağlar oluşur ki bu bağa hidrojen bağı denir. Hidrojen bağı fiziksel bir bağdır çünkü bir etkileşim sonucunda oluşmuştur ve zayıf bir bağdır.
Su Damlaları Neden Küresel Şekil Alır?
1 mol yani 18 gram suyun içinde yaklaşık 6×10^23 (Avogadro sayısı) kadar su molekülünün bulunduğunu düşünürsek, bir damla suda kabaca milyarlarca su molekülünün bulunabileceğini aklımızdan geçirebiliriz. Bu su molekülleri, hidrojen bağları ile birbirine bağlı olup bir arada durmak isterler.
İç tarafta bulunan su molekülleri etraflarındaki su molekülleri tarafından çekilirken, yüzeyde bulunan su molekülleri sadece iç taraftaki moleküller tarafından çekilir. Bu da yüzeyde bir gerilme oluşturup yüzeyin en az alana sahip olmasını sağlar. Yüzey alanı en düşük olan şekil ise küredir. Dolayısıyla su damlası küresel bir şekil alır ve yüzeyi gerilmiş esnek bir zar gibi davranır.
Adezyon ve Kohezyon Nedir?
Kohezyon su moleküllerinin birbirini çekmesidir. Dolayısıyla su molekülleri bu çekim kuvvetleri sayesinde dağılmadan küresel şekilde kalabilirler. Su moleküllerinin başka maddelerin molekülleri ile olan çekim kuvvetleri ise adezyondur. Adezyon ile su moleküllerinin nasıl farklı yüzeylerde düşmeden kalabildiğini açıklayabiliriz.
Yukarıdaki fotoğrafta yağmur yağdıktan sonra camda asılı kalan su damlacıklarını görüyoruz. Bu olayda hem su moleküllerinin kendi aralarındaki çekim kuvvetlerinden kaynaklı kohezyonu, hem de camda yapışık halde kalmasından kaynaklı adezyonu gözlemleriz.
Yağmur Damlalarının Şekli Nasıldır?
Yağmur damlası düşmeye başladığında yüzey geriliminden kaynaklı küresel şekildedir. Yağmur damlası düşmeye devam ederken küresel şeklini kaybeder ve bir süre sonra hamburger ekmeğinin üst yarısı gibi, alttan düz üstten bombeli bir şekil alır. Yağmur damlasının alt tarafındaki hava akımı üst taraftan daha fazladır. Dolayısıyla, üst tarafta daha az hava basıncı oluşur ve yüzey gerilimi üst tarafı küresel hale getirir; diğer kuvvetler yani hava akımı alt tarafı düzleştirir.
Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.
Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.
Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.
Yağmur damlaları büyüdükçe, damlaya uygulanan hava basıncı da artar. Dolayısıyla, alttaki basıncın artması ile alt taraftan içe doğru çökmüş bir şekil alır. Damla daha da büyüdükçe bu çöküklük artar ve bir süre sonra yağmur damlası ikiye bölünür.
Sonuç
Bu yazıda su damlacıklarının neden küresel şekil aldıklarını ve bir süreliğine de olsa nasıl asılı kalabildiklerini inceledik; yüzey gerilimi su damlacıklarının nasıl küresel şekil aldığını, adezyon ve kohezyon ise nasıl asılı kalabildiklerini açıklıyor. Bu olay, suyu diğer moleküllerden farklı kılan özelliklerden sadece bir tanesidir.
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-
6
-
3
-
2
-
1
-
1
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
- Chemistry. All About Water. (5 Haziran 2019). Alındığı Tarih: 17 Kasım 2019. Alındığı Yer: Chemistry | Arşiv Bağlantısı
- USGS. Adhesion And Cohesion Of Water. (17 Kasım 2019). Alındığı Tarih: 17 Kasım 2019. Alındığı Yer: USGS | Arşiv Bağlantısı
- NASA. The Shape Of A Raindrop. (17 Kasım 2019). Alındığı Tarih: 17 Kasım 2019. Alındığı Yer: NASA | Arşiv Bağlantısı
- Anne Helmenstine. The Real Raindrop Shape Is Not A Teardrop. (24 Kasım 2018). Alındığı Tarih: 18 Kasım 2019. Alındığı Yer: Science Notes | Arşiv Bağlantısı
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 19:09:01 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/5287
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.
