Sıvı olmasına rağmen üzerinde koşabileceğiniz tuhaf madde!

Bugün fiziğin temellerinde yatan pek çok bulgunun sahibi olan Newton, sıvıların akışkanlık özelliğini "viskozite" olarak tanımladı. Viskozite kurallarına göre farklı türde sıvıların akış hareketine karşı farklı oranlarda dirençleri bulunuyordu. Örneğin bir sıvı sabunun viskozite oranı, suya göre daha yüksek. 

Akışkanlıktan ziyade viskozite, sıvıların yüzey gerilimini tanımlayan bir unsur. Mesela suyun yüzey direnci çok düşük olduğundan elinizi batırabilirsiniz, üzerine koşmanız imkansıza yakındır. Peki viskozite kuralına karşı koyan sıvılar yok mu?

Aşağıdaki videoyu iyi izleyin:

Üzerinde rahatlıkla koşabildiğiniz, ancak sabit durduğunuz anda batmaya başladığınız, yapışkan ve aslında oldukça akışkan bir sıvı gördünüz. Peki bu sıvılar nerelerde kullanılıyor. 

BBC'nin yıllar önce hazırladığı bu video biraz fikir verebilir:

Newton'un viskozite kuralına karşı koyan bu sıvılardan bazılarını aslında gündelik hayatımızda da kullanıyoruz. Her ne kadar yukarıdaki gibi olmasa da aslında diş macunlarımız da non-newtonian akışkanlardan birisi. Nasıl olduğunu anlamak için kaç çeşit non-newtonian akışkan olduğunu da bilmek gerekiyor. Bu sıvılar temel olarak "zamana bağımlı" ve "zamana bağımsız" olarak 2 gruba ayrılıyorlar.

Zamandan bağımsız davranışlar gösteren non-newtonian sıvılar:

Bingham plastik:

Bir damla diş macununu düz bir yüzeye sürüp, yüzeyi yavaş yavaş eğmeye başlayın. Eğim arttıkça diş macunu akışka karşı direncini kaybeder. En sonunda bu dirence dayanamayarak akmaya başlar. Zamandan bağımsız olan en yaygın non-newtonian akışkan türlerinden birisi Bingham plastikleridir. 

Evde basitçe yapıp gözlemleyebileceğiniz "dilatant" akışkanlar:

Yukarıdaki videoda soldaki kapta biraz su, sağdaki kapta ise biraz su ve mısır nişastası karışımı var. İkinci kaptaki karışımda nişasta oranı belirli bir seviyeye ulaştığı zaman, sıvının akışkanlık hareketi değişim yaşanıyor.  Sert darbeleri emen sıvı yüzeyi, hafif darbelere karşı direnç sergileyemiyor. 

Nişasta ve su karışımı dışında dilatant sıvılar doğal ortamda çok sık göremiyorsunuz. Yani evde yapabileceğiniz bu karışım, normal şartlarda epey nadir görünen bir fiziksel özelliği sergiliyor.

Damarlarımızda dolaşan "pseudo" akışkanlar:

Zamandan bağımsız olarak davranış sergileyen bir diğer non-newtonian akışkan türü ise "pseudo plastik" olarak adlandırılıyor. Bu tür sıvılara verilebilecek en iyi örnek ise kan olarak gösteriliyor. Belirli bir yüzey direncine sahip bu sıvılar, bir noktadan sonra dirençlerini kaybedip akışkan hale geliyorlar. Gündelik hayatta en sık rastladığımız örnek ketçap olabilir. Şişenin her tarafına yapışmış ketçabı dökmek, bir müdahalede bulunmadan neredeyse imkansızdır. 

Gelelim zamana bağımlı olan non-newtonian akışkanlara. İşte bunlar hepsinden daha tuhaf:

"Tiksotropik" ve "Rehopektik" akışkanlar:

Yukarıdaki videonun en başında gördüğünüz sıvı bir tiksotropik akışkan olarak tanımlanıyor. Bu tarz sıvılar, zamanla daha akmaz hale geliyorlar. Tıpkı videoda gördüğünüz gibi karıştırdıkça akışkanlık özelliklerinde azalma yaşanıyor. Bir nevi süt ve puding tozunu çırparken oluşan etkiyi buraya benzetebiliriz. Karıştırma hareketi arttıkça akışkan daha donuk bir hal alıyor. 

Videonun ikinci kısmında ise ilk akışkanın tam tersi olan "rehopektik" akışkanlara dair bir örnek var. Bu sıvılarda zamanla ve karıştırdıkça daha akışkan hale geliyorlar. Örneğin sokakta satılan macunlar ya da bal, bu tarzda sıvılara örnek olarak verilebilir. 

Viskozite kuralına ters düşen ve farklı davranışlar sergileyen sıvı türlerini tanıdık. Gördüğünüz üzere gıda sanayinden pilastik malzeme üretimine kadar, hatta savunma sanayisinde bile bu tuhaf akışkanlardan yararlanıyoruz.

Kaynak: Webtekno