Bilimsel Kavramlar

Ses Dalgaları

Ses dalgaları, en önemli boyuna dalga örnekleridir Bu dalgalar, herhangi bir ortamda (yani gazlar, katılar ve sıvılar), ortamın özelliklerine bağlı olan bir hızla yayılırlar Ses dalgası, bir ortamda yayılırken; ortamın parçacıkları, dalganın hareket doğrultusu boyunca yoğunluk ve hacim değişiklikleri üreterek titreşir Bu, parçacık hareketi, dalga hareketinin yönüne dik olan enine dalga hareketindeki durumun tersidir

Ses dalgaları şeklinde ortaya çıkan yer değiştirmeler, denge konumundan itibaren her bir molekülün boyuna yer değiştirmesini gerektirir Bu sıkışma ve genişleme şeklinde yüksek ve alçak basınç bölgelerinin oluşumuna yol açar Bir mikrofonun diyaframındaki gibi, ses dalgası kaynağı sinüsel olarak titreşirse, basınç değişimleri desinüsel olur Harmonik ses dalgalarının matematiksel tanımının, teldeki harmonik dalgaya özdeş olduğunu göreceksiniz

Frekanslarına göre, boyuna mekanik dalgalar, üç gruba ayrılır:

İşitilebilir dalgalar, insan kulağının duyarlılık sınırları içinde olan ses dalgalarıdır Bu dalgalar 20 Hz ile 20000 Hz frekansları arasındadır Bu sesler, değişik yollarla yaratıyabilir: müzik aletleriyle, boğazdaki ses telleriyle ve hoparlör ile

Sesaltı (infrasonic) dalgalar, işitilebilir mertebenin altındaki frekansta olan boyuna dalgalardır Deprem dalgaları bu dalgalara örnektir

Sesüstü (ultrasonik) dalgalar, işitilebilir mertebenin üstünde frekansları olan boyuna dalgalardır Örneğin, bu dalgalar, bir kuartz kristaline, alternatif elektrik alanın uygulanmasıyla elde edilebilir

Gücü, bir halden diğerine dönüştüren herhangi bir aygıt, transducer (dönüştürücü) olarak adlandırılır Mikrofon ve kuartz kristal gibi, seramik ve magnetik fonograf pikaplar da ses dönüştürücülerine ait genel örneklerdir Bazı dönüştürücüler, ultrasonik dalgalar yaratabilirler Böyle aygıtlar, ultrasonik temizleyicilerde ve sualtı denizciliğinde kullanılır

Ses, sıfır derecedeki havada, saniyede 331 m, 20 derecedeki havada 343 m, sıfır derecedeki helyum gazı içinde 972 m ve sıfır derecedeki hidrojen gazı içinde 1286 m; 25 derecedeki suda 1493 m, deniz suyunda 1533 m; alüminyumda 5100 m, bakırda 3560 m ve yapay kauçukta 54 m hızla ilerler

Süperiletkenlik

Elektronun keşfinin ortaya çıkardığı en önemli sonuçlardan birisi süperiletkenliğin bulunmasıdır Elektrik akımı, yani elektronların akışı, iletken kablolar yardımıyla sağlanır Fakat bu metal kabloların elektriksel dirençleri vardır ve akımın telden akması sırasında bu direnç nedeniyle enerjilerinin bir kısmı atık ısıya dönüşür

Süperiletken malzemelerde ise neredeyse hiç elektriksel direnç yoktur Dolayısıyla elektrik akımı bir süperiletkenden hiç enerji kaybına uğramadan akabilir

Süperiletkenliğin keşfi, yüzyılımızın başlarında oldu Danimarkalı fizikçi Kamerlingh Onnes, 1908 yılında, mutlak sıfırın birkaç derece üstündeki sıcaklıklarda civanın elektriksel direncini ölçerken 4,2 °K’de direncin aniden sıfıra gittiğini gözledi Daha sonraları, bu mükemmel iletkenliğe keskin geçişin, başka metal ve alaşımlarda da olduğu bulundu ve bu olguya süperiletkenlik adı verildi

Bir metal, özelliklerine bağlı olarak değişen ve geçiş sıcaklığı adı verilen belli bir sıcaklıkta süperiletken hale gelir Örneğin çinko için bu sıcaklık 0,88 °K iken kurşun için 7,2 °K dir

Süperiletkenlik olgusu, elektronların davranışıyla belirlenir: Süperiletken bir metalin kristal örgüsündeki serbest elektronların, civarlarındaki pozitif iyonlarla etkileşmeleri, örgüde kusurlara neden olur Bunun sonucunda, normalde birbirlerini itmesi gereken elektronlar arasında dolaylı bir çekim kuvveti dolayısıyla metal içinde elektron çiftleri oluşur

"Cooper Çiftleri" adı verilen bu elektron çiftlerinin, saçılma ile birbirlerinden ayrılmaları zordur Üstelik bu çiftlerin, saçılmayı önleyici kuantum özellikleri de vardır Bu çiftler süperiletkenliğin sorumlusudur Çünkü metallerde elektriksel iletkenlik, temelde saçılmaya bağlıdır; ne kadar az sayıda saçılma olursa metal elektriksel olarak o kadar iyi iletken hale gelir

Süperiletkenlik olgusunun kuramsal olarak açıklanması, yüzyılımızın ortalarında John Bardeen, Leon Cooper ve John Schrieffer isimli üç Amerikalı fizikçi tarafından yapıldı ve bu çalışmaları onlara Nobel Ödülü kazandırdı

Termik Santraller

Termik santrallar, kömür, akaryakıt veya gaz gibi fosil yakıtların yakılması yoluyla elektrik üretir Su santrallarda, ocağın kazan bölümünde dolanan su, çok sıcak buhar haline dönüşür ve bu buhar, elektrik akımı üreten alternatörlere bağlı türbinleri çalıştırır İlk büyük petrol krizi sanayileşmiş Batılı ülkelerde bu tip termik santralların yapımını yavaşlattı Ancak gene de bu tip santrallar, birçok ülkede enerji açığını kapatmakta görev üstlenmeye devam etmektedir

Termik santralların ürettiği ısının bir bölümü çevreye atılır Soğutma suyunun sağlandığı kıyı ve ırmak suları birkaç derece ısınır Kömürün yanmasıyla oluşan küllerin bir bölümü bacaların elektrostatik filtrelerinden dışarı sızar Ve nihayet, bütün fosil yakıtlar azot ve kükürt içerir ve bu maddeler yanma sonrasında oksitler halinde atmosfere karışır Çevre uzmanlarına göre gaz atıklar, ormanlar için son derece zararlı olan asit yağmurlarının en önemli nedenidir

Termik Santralın Çalışma Yöntemi

Elektrik enerjisine dönüştürülecek olan termik enerjiyi üretmek için, yakıt bir buhar kazanında yakılır Buhar kazanı, bir ocak ile bir boru demetinden oluşur; boruların içinde dolanan su, burada ısıtılır ve buhar haline geldikten sonra türbinlere gönderilir Eğer yakıt olarak kömür kullanılıyorsa, bu kömür önce öğütülüp toz haline getirilir; sonra sıcak havayla karıştırılır ve brülörle buhar kazanının yanma odasına püskürtülür Eğer sıvı yakıt kullanılıyorsa, bu sıvı yakıt önce akışkanlığının artması için ısıtılır, sonra kullanılır

600MW'lik bir santralda buhar 565 derecelik bir sıcaklığa ve 174 bar düzeyinde bir basınca çıkarılır Yüksek basınçlı türbinlere yollanan buhar kısmen genleşerek türbin çarklarını döndürür Bu ilk aşamadan geçen buhar, enerjisinin bir bölümünü korur Aynı buhar, ayrı bir devre aracılığıyla yeniden kazana gönderilir ve tekrar ısıtılır; sonra 34 bar düzeyinde bir basınçla, orta basınçta çalışan türbine basılır Düşük basınç bölümündeyse buhar tam olarak genleşir Bu çevrimin sonunda basıncı 300 milibara düşen buhar kondansöre gönderilir

Kondansör, buharın yeniden suya dönüştürüldüğü soğuk bir kaynaktır Buhar burada, içinde soğutma suyunun dolandığı binlerce küçük çaplı boruya temas ederek tekrar suya dönüşür Sonra pompalarla toplanır ve yeniden ısıtma çevrimine sokulur; bu amaç için türbinin farklı noktalarında ısıtılan buhardan yararlanılır Böylece yeni çevrim başlamış olur: su tekrar buhar kazanına girer, burada ısıtılarak buharlaştırılır ve türbinlere doğru yollanır Türbinlerin mekanik enerjiyse alternatör vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülür Ve son olarak da bir transformatörde gerilimi yükseltilen elektik, genel iletim hatlarına verilir

Oksijen

Yoğunluğu 1,105 olan renksiz, kokusuz gaz

Oksijen, sıvılaştırılması güç bir azdır (-183 derecede kaynar) Do*ğada en yaygın olan element odur: havada olduğu gibi suda da var*dır; soluduğumuz havanın beşte bi*ri oksijendir Hayvanların ve bitkilerin hayatında çok önemli yer tut*tuğu gibi (solunum); insan uğraşla*rında da payı büyüktür (besinlerin pişirilmesi, soğukla savaş, madenlerin hazırlanması vb)

Oksijen olmadan hiç bir canlı var olamaz Nefes alırken havayla birlik*te oksijeni de içimize çekeriz; oksi*jen kana karışır ve kandaki alyu*varlar sayesinde vücutta dolaşır Ok*sijen kimyasal bileşimlerde de yer alır: besinlerdeki karbonla birleşe*rek solunumla dışa attığımız karbon dioksiti meydana getirir Vücudumu*za enerji verir ve vücut sıcaklığının değişmemesini sağlar Bu son derece önemli görevleri nedeniyle, havasız*lık veya oksijensiz hava (daracık, di manii yerler), solunumun durmasına kadar varabilen ağır bozukluklara yol açabilir

ISI VE IŞIK

Yanma olayını (oksijenin katılma*sıyla meydana gelen ve ısı çıkaran kimyasal tepkilerin tümü) ilk defa Lavoisier inceledi Yanabilir denen maddelerin bir kısmı karbondur (C); bu maddeler yanarken, bileşimlerin-deki karbon, havanın oksijeniyle bir*leşerek dumanda bulunan karbon dioksit (CO2) ve karbon monoksit (CO) gazlarını verir

Ateş denen gözle görülür yanma, çok miktarda oksijen harcayan, buna karşılık ısı ve ışık yayan şiddetli bir kimyasal tepkimedir Sözgelimi bir otomobil motorunda, ağırlık olarak l kısım yakıtın yanması için 14 kısım hava gerekir ve bu çok büyük bir ha*cim tutar (çünkü bir metre küp hava ancak 1,3 kilo gelir)

DOĞAL OKSİJEN VE SANAYİ OKSİJENİ

Oksitlerin oluşumu, oksijenin çe*şitli maddelerle karıştığı az veya çok şiddetli, az veya çok yavaş kimyasal tepkilerin bir sonucudur En kolay oksitlenen maddeler arasında ma*denler yer alır Örneğin, oksijen demiri paslandırır

Çok miktarda tüketildiği halde at*mosferdeki oksijen miktarı pek de*ğişmez Gerçekten, hayvanlar âlemi*nin tükettiği oksijeni bitkiler yerine koyar: çünkü bitkiler havadan kar*bon dioksit alır, bunun karbonunu alıkoyduktan sonra oksijenini geri verir

Sanayide sıvı havanın damıtılması yoluyla elde edilen saf oksijen ma*denî tüpler içinde basınçlı olarak satılır Saf oksijen şiddetli bir yanma sağlar: basınçlı oksijenle beslenen gazlı, asetilenli, hidrojenli veya bu-tanlı hamlaçlar madenleri birbirine kaynatabilir veya kesebilir

Saf oksijen canlılar için de yararlı*dır; bazı hastaları bir oksijen çadırına yerleştirmekle kurtarmak müm*kündür Saf oksijen uçaklarda, denizaltılarda vb yapay atmosfer (ba*sınçlı hava) yaratmağa da yarar Ama bunun için oksijen dozunu çok iyi ayarlamak gerekir: çok fazla oksijen, dağcıların çok yükseklerde hissetti*ğine benzeyen sarhoşluğa yol açar

Son yıllardaki araştırmalardan an*laşıldığına göre, oksijen, yüksek ba*sınç altında zehirlenmelere yol aç*maktadır Nitekim 10 atmosferlik ba*sınç altında mantarların büyümesi durmakta, ıslak fasulye taneleri üç günde ölmekte, bakterilerin gelişme*si önlenmekte, böceklerle yumurta*ları ise bir gün bile dayanamadan canlılığını kaybetmektedir

Hidrojen

Özellikle suyun bileşimine giren gaz halindeki basit cisimdir Hidrojen, Evren'de en bol bulunan elementtir Güneş'in ve yıldızların maddesinin büyük bir bölümü hidrojenden oluşur Dünyada hidrojeni serbest halde bulmak kolay değildir Havada pek düşük miktarda hidrojen vardır, ancak volkanların fışkırttığı gazlarda veya doğal kaynaklardan fışkıran gazlarda geniş oranda hidrojen vardır Atmosferin yüksek kesiminde, hidrojen, hidrojen tacı adı verilen bir örtü meydana getirmiştir

Maddelerin En Hafifi

Renksiz, kokusuz bir gaz olan hidrojen, bütün maddelerin en hafif olanıdır (havadan 14 kat hafiftir) Böylece bütün öteki gazlara oranla, gözenekli duvarlardan, hattâ akkor durumuna gelecek derecede ısıtılmış demir gibi bazı maddelerin içinden bile, daha hızlı geçebilir, iyi bir ısı ve elektrik iletkenidir ve sıvı hale getirilmesi pek güçtür Kimyasal yönden hidrojen basit bir maddedir (bir hidrojen atomu tek bir çekirdek veya proton ile bunun çevresinde dönen tek bir elektrondan oluşur)

Isıtılmış halde birçok elementle karışır Bu çeşitli tepkileri, sanayide geniş uygulama alanları bulmuştur Oksijenle birleşince su (doğal halde pek çok bulunur) meydana getirir Oksijen ve su karışımı, oksihidrik üfleç'te de (kaynak makinesinin alevinin mavi rengi, yanan hidrojenin özelliğidir) kullanılır Azot ile birleşince, yapay gübre ve patlayıcı maddeler üretiminde kullanılan amonyak oluşur Başlıca sanayi gazlarından olan metan, hidrojen ile karbon karışımıdır

Güdümlü Balonlar ve Füzeler

Eskiden hidrojen, hava gemilerini (balonlar, güdümlü balonlar vb) şişirmekte kullanılırdı, ama çabuk alev aldığından, yerini helyum gazına bıraktı

Silâh sanayii günümüzde hidrojeni, füze yakıtı olarak kullanmaktadır Gerçekten de, sıvı halde (üretimi ve depolanması güç bile olsa), çok yüksek bir enerji verme gücü olmasına karşılık az yer kaplar Nihayet, insanların yarattığı en öldürücü silâhlardan birinin, korkunç hidrojen bombasının da yapımına girer

Isı

Sıcaklığın yükselmesiyle kendini gösteren fizik olayı

Dünyada her tür hayat biçimi için mutlak gerekli olan ısı, sebepleri kesinlikle bilinmeden önce de etkileri bilinen ve incelenen bir olaydı Bu esrar kısa bir süre önce, bilimsel tekniklerin göz kamaştırıcı gelişmesi sayesinde çözülebilmiştir

Moleküllerin Enerjisi

Her cisim, en hareketsiz görülenler bile, yoğun bir faaliyet yuvasıdır; çünkü gaz olsun, sıvı veya katı olsun hepsi de mikroskobik parçacıkların (atomlar veya moleküller) birleşmesinden oluşur ve bu parçacıklar sürekli hareket halindedir Isı, bu faaliyetin bir yansımasından ibarettir: hareket hızlanırsa cisim ısınır; yavaşlarsa cisim soğur Hızlanmaya, basınç (bir taşıt lastiğinin şişirilmesi), elektrik boşalması (otomobil bujisi), kimyasal tepki (yanma) vb bir enerji katkısı yol açar Yavaşlama bir enerji kaybından ileri gelir: karbon gazı, anî olarak basıncı azaltılacak olursa öylesine soğur ki, «karbon karı» biçiminde katılaşıverir

En Sıcaktan En Soğuğa

Bir hareket daima hızlanabileceğinden, kuramsal olarak, ulaşılabilecek ısı derecesinin sınırı yoktur: bir atom bombası patladığı zaman 100 milyon derece çoktan aşılmış olur Buna karşılık, bir hareket sonsuza kadar yavaşlatılamaz Parçacıkların tam hareketsizliği mutlak sıfır denilen şeyi karşılar: -273,16°C Böyle bir ısıda bütün cisimler hareketsizleşir, ama gerçekte bu düşük ısıya asla ulaşılamaz: yıldızları birbirinden ayıran o büyük boşlukta bile soğuk -270°C'nin altına inmez

Genleşme

Yüzyıllar boyu, ısının, bilginlerin merakını en çok uyandıran etkilerinden biri, genleşme oldu: bir gaz, bir sıvı veya bir katı ısıtıldığı zaman hacmi genişler Bu ilkeden hareketle, XVII yyda, ısı farklarını, kolaylıkla ölçülebilen uzunluk farklarına dönüştüren termometre icat edildi Üstünde son derece ince ve içi boşaltılmış bir boru bulunan bir depoya kapatılmış bir sıvı ısıtılacak olursa, bu sıvı genleşip boruda yükselir Ama kaynamamalı ve ilk soğuklarda donuvermemelidir Böyle sakıncaları gidermek için Fahrenheit, XVIII yy da, -38,8°C'de katılaşan ve +357°C'de kaynayan civayı kullanmayı akıl etti Bununla birlikte ortalama ısılar için, çok daha ucuz olan boyalı ispirto da kullanılabilir

Işınlar

Atomların yaydığı çok hızlı dalga veya tanecikler Işık, gözle görülen ışınlar yayar; ama ışığın içinde gözün göremediği ışınlar da vardır; bunlar ya dalga boyu çok kısa olduğu için (morötesi ışınlar) ya da dalga boyu çok uzun olduğu için (kızılaltı ışınlar) gözle görülemez

Morötesi ışınlar, derine girebilen yıkıcı ışınlardır (en tehlikelilerini atmosfer durdurur) Güneş'e çıplak gözle bakıldığında gözleri etkiler ve Güneş çarpmasına yol açar Buna karşılık, bu ışınlar vücutta kemiklerin ve dişlerin gelişmesi için gerekli D vitamininin oluşumuna yardımcı olur Hastahanelerde bu ışınlar besinleri sterilize etmekte kullanılır Flüorışıl maddeler, morötesi ışınlarla birleşince çıplak gözle görülebilen ışık yayar

Kızılaltı ışınlar, Güneş'in gönderdiği ışınların büyük bölümünü teşkil eder Morötesi ışınların tersine, bunlar atmosferde durdurulmaz Fotoğrafçılıkta, geceleyin veya sisli havada resim çekmek için kızılaltı ışınlara duyarlı plakalar kullanılır Bu ışınlar, değişik oranda soğuruldukları için laboratuvarlarda kimyacılar tarafından bazı maddelerin analizinde de kullanılır

X ışınlarını da Güneş yayar Bunlar tehlikelidir ama hava tarafından durdurulur Bunlardan özellikle hastalıkların tedavisinde (radyografi) yararlanılır

Taneciklerden (elektronlar, protonlar vb) oluşan kozmik ışınlar, Evren'in derinliklerinden gelir Atmosferden doğru bir çizgi halinde geçerek toprağa saplanır, 30 metre derine iner Bu ışınların sayısı pek çoktur; her gün, 100,000'e yakın kozmik ışın vücudumuzdan geçerse de en ufak bir zarar bile vermez

Radyoaktif ışınlar Radyoaktif cisimlerin atomları, birkaç çeşit ışın çıkartır: alfa (?) ışınları pozitif elektrik yüklü taneciklerden, beta (ß) ışınları negatif yüklü taneciklerden oluşur; gamma (?) ışınlarıysa elektromagnetik dalgalardır

Katot Işınları

İri bir lambanın içerisinde (katot tüpü) boşlukta hızlandırılmış elektronlardır Bunların her biri tüpün dibine sürülmüş gazışıl sıvıya çarpınca, Küçücük bir şimşek çakar: televizyon görüntüleri işte bu ışıklı noktacıklardan meydana gelir

Petrol

Özellikle enerji kaynağı olarak kullanılan doğal madeni yağ(Latince,taç anlamına «petra» ve yağ anlamına «oleum»dan)

Petrol, çok eski bir çağda, mikropların saldırısına uğrayan organik ve mineral maddelerin çözülmesinden oluşmuş bir yağdır Denizlerin ve kıyı göllerinin dibinde, tortul kütleler halinde birikerek tortul tabakalarla örtülmüş olan bu madde hidrokarbür'lere (hidrojen ve karbon) dönüşmüş, yerkabuğunun hareketleri sonucunda su geçirmez toprak katmanları arasında sıkışıp kalarak petrol ve gaz yataklarını meydana getirmiştir

İlkçağ insanları da petrolün varlığını biliyordu Ama o çağda bu değerli yakıtı toprağın derinliklerinden çekip çıkarmak söz konusu değildi, sadece petrolün oksitlenmesi sonucunda yüzeyde asfalt veya bitüm'ü meydana getiren sızıntılar toplanabilirdi Babillilerle Asurlular bu «taşyağı»nı yolları kaplamada v ya gemilerin ve evlerin eklenti yerlerini su geçirmez hale getirmede kullanıyorlardı Birçok eski kavim de petrolü, meşale yakmakta veya öldürücü mermiler yapmakta kullanmıştır

Kahramanlık Dönemi

Amerika Birleşik Devletleri'nde, damıtılınca lambalara yakıt olan petrole hücum ancak 1850'lerde başladı Petrol lambaları o dönemde en iyi aydınlatma aracıydı Enerjik ve hırslı bir Amerikalı olan Edwin L Drake, o zaman bu yapışkan ve mide bulandırıcı sıvıdan elde edilecek kazancın ne kadar büyük olabileceğini tahmin etti Çok zekice tasarlanmış bir kuyu ve madenî boru sistemiyle, 1859 yılı ağustosunda ilk petrol kuyusunu açmayı başardı ve çok geçmeden bu kuyudan günde 3 ton petrol elde etmeğe başladı

Bunun üzerine ihtiraslar ve vurgunculuk alabildiğine artarak, pek çok faciaya yol açtı Gerek araştırmacılar, gerek sanayiciler için petrol, çoğu zaman hırslı eller tarafından ve hiç ayırım gözetilmeksizin sondaj yapılan toprakların durumuna göre, birkaç gün içinde iflâs etmek veya servete konmak anlamına gelir oldu Ama, üretime pazar bulmak için patlamalı motorun icadı tam zamanında imdada yetişmişti

Çelik Kuleler Ormanı

Petrol yataklarında, petrol tabakasının üzerinde bir gaz tabakası bulunur ve bu ikisi bir tuzlu su tabakası üzerinde yüzer Petrol, kuyular açılarak elde edilir ve kuyulardan gazın basıncıyla fışkırır Bazen açılan kuyu gazlı kısma ulaşır; o zaman petrolü pompayla çekmek gerekir

Kuyuların üstüne çelikten yapılmış bir kule yerleştirilir; hayli yüksek cilan bu kulenin ortasında bir delgi kısmı bulunur Delgi, kayaları delerek yere gömülen döner bir madeni bloktur Saatte birkaç santim ile birkaç metre arasında ilerleyerek derine iner Bu deliğe sokulan bir borudan petrol çıkar Petrolle birlikte gelen gaz bir çırakmanda yakılarak yok edilir

Dev Petrol Tankerleri

Çıkartılan ham petrol başka bir yere taşınarak işlenir (arıtma) Kara dan taşıma işinde petrol boru hatları kullanılır Daha XIX yy sonlarında Rusya, ham petrolü Bakü'deki yataklardan Karadeniz'e 650 km uzunluktaki bir hatla naklediyordu Şu son yıllara kadar dünya petrolünün yarısından fazlasını üreten ve tüketen Amerika Birleşik Devletleri modern petrol boru hatlarının kurucusu oldu

Petrol boru hatları Suudî Arabistan'da Ras Tennure; İran'da Harg Adası veya Venezuela'da Punta Cardon gibi, özellikle petrol ulaşım ve ticareti için düzenlenmiş bir limanda (terminal) son bulur Bundan sonra kara altın, bir petrol gemisine veya tankere yüklenir 1965'te bunların en büyüğü ancak 125,000 tonluktu Süveyş Kanalı'nın kapanmasından sonra Japonya 500,000 tonluk dev tankerler yapmağa başladı Bu kocaman gemiler, özel liman tesislerini gerektirir: Fos (Fransa), Okinava {Japonya), Europoort (Hollanda) gibi

Karbon

Oksijen, hidrojen ve azot ile birlikte karbon, yalnız yerkabuğunun değil, canlı maddenin de temel öğelerinden biridir Gerçekten de karbon olmadan hiç bir canlı yaşamını sürdüremez

Canlılar Dünyası

İster hayvanlar, ister bitkiler, ister yalnız mikroskopla görülebilen basit bakteriler olsun, canlı madde (kemikler, sinirler, kaslar, saplar, yapraklar) daima karbon, oksijen, hidrojen ve azottan oluşur İnsan vücudu da, bazı maden tuzları ve su ile birlikte bu dört elementten meydana gelmiştir Hayvansal ya da bitkisel beslenme yoluyla aldığımız kar: bönün bir kısmı solunum sırasında karbondioksit gazı halinde yeniden atmosfere atılır Daha sonra bu gaz bitkilerin klorofili tarafından soğurulur ve besinler yoluyla yeniden bize döner

Mineraller Dünyası

Mineraller dünyasında karbonun önemi, canlı madde için taşıdığı önemden hiç de aşağı kalmaz Saf haldeyken doğada, düzenli geometrik kristaller ya da amorf, yani rasgele şekiller halinde bulunabilir

Kristalleşmiş karbon bildiğimiz elmastır; çok sert olan bu değerli taş hem kuyumculukta, hem de sanayide kullanılır (camların kesilmesi) Daha yumuşak olan grafitten kurşun kalemlerin içindeki yazıcı uçlar yapılır Amorf ya da şekilsiz karbon, birtakım yabancı maddelerle karışarak, bitkisel maddelerin ayrışmasından doğan çeşitli kömür türlerini meydana getirir Kalsiyum ile birleştiği zaman, ev yapımında kullanılan inşaat taşlarının bileşimindeki kireçtaşını verir

Karbon 14

Karbon 14 radyoaktif olan, yani zaman içinde yavaş yavaş parçalanarak yok olan bir karbon izotopudur Bütün canlılarda çok az miktarda karbon 14 bulunur Canlı ölünce bu element yavaş yavaş parçalanır ve beslenme yoluyla yeniden alınmadığı için oranı durmadan azalır Bu nedenle fosillerin yaşının belirlenmesinde çok hassas âletlerle fosillerdeki karbon 14 oranını ölçmek en güvenilir yoldur

Karbonmonoksit

Tıpkı karbondioksit gibi karbonmonoksit de karbon ve oksijenden oluşur, ancak bileşimdeki bu iki elementin oranları karbondioksittekinden daha değişiktir Karbon monoksit, iyi çekmeyen bazı sobalardan, fabrika bacalarından, otomobil motorlarından yayılan son derece zehirli bir gazdır Sigara dumanında yüzde 3 oranında bulunur Kokusuz oluşu bu gazı daha da tehlikeli yapar Belli bir miktarı aştığı zaman kanın alyuvarlarındaki hemoglobini yok ederek ölüme yol açar

Klor

Çevre sıcaklığında gaz halinde bulunan, keskin ve boğucu kokulu basit cisim Yunanca «khloros», yeşil'den

Adını yeşilimtırak renginden alan klor, suda eriyen bir gazdır Klor ve bileşikleri özellikle renk açıcı, leke çıkarıcı ve mikrop öldürücü olarak kullanılır Bir sodyum klorür ve sodyum hipoklorit karışımı olan Javel suyu da aynı niteliklere sahiptir Fransız kimyacısı Berthollet, 1785 yılında bu eriyiğin ağartıcı özelliklerini kanıtladı ve Berthollet'in isteği üzerine, çamaşırcı kızlar tarafından ilk kez denendiği Sen Nehri kıyısındaki küçük köyün adına izafeten bu çözeltiye «Javel suyu» denildi

Gerçekten de bu sıvı, bazı kumaşların (keten ve pamuklu) beyazlatılmasında deterjanların etkisini arttırır, fakat kullanırken dikkatli olmalıdır: çünkü dokumanın arasına girmiş kirleri çıkartırken kumaşın liflerini de zedeler Javel suyu ayrıca parkelerin, tahtaların temizlenmesinde, tuvaletlerin ve hasta çamaşırlarının dezenfekte edilmesinde işe yarar; suların arıtılmasında da çok etkilidir ama suda pek hoş bir tat bırakmaz

Kezzap da Bir Klor Bileşiğidir

Hidroklorik asit (kezzap) bir klor ve hidrojen bileşiğidir Genellikle suda eritilmiş olarak büyük temizliklerde kullanılır Fakat bütün asitler gibi bu da tehlikeli bir maddedir: hem zehirleyici, hem de aşındırıcı (deriyi zedeler) özellik taşır

Bunlardan başka klor, kimyasal savaşı yasaklayan bütün uluslararası antlaşmalara rağmen, Birinci Dünya Savaşı sırasında savaş gazı olarak kullanıldı Gerçekten de bu gaz, solunum yollarını etkileyen ve kısa ya da uzun bir süre içinde ölüme yol açabilen korkunç bir silâhtır: 22 Nisan 1915'te, Belçika'nın Ypres kenti yakınlarında Almanlar 6 kilometrelik bir cepheye püskürttükleri klor gazıyla 15,000 kişiyi savaş dışı bıraktılar (bunlardan 5,000'i öldü)

Grafoloji

El yazısına bakarak bir insanın kişiliğini inceleme Yunanca «graphein», yazmak ve «logos», bilim'den Her insanın ayrı bir yüzü, ayrı bir huyu, ayrı bir kişiliği vardır Kimi çekingen, kimi atak, kimi tembel, kimi çalışkan, kimi somurtkan, kimi neşelidir İnsanlar hareketleriyle, tutumlarıyla, sesleriyle yaradılışlarını ortaya koyarlar; yazı da insan kişiliğinin ana çizgilerini belirten bir öğedir

Sözgelimi, her harfi tek tek iyice belirlenmiş, apaçık, okunaklı bir yazı çoğu zaman titizliği, dikkati veya içtenliği ifade eder Sıkışık bir yazı, ihtiyat veya çekingenlik, bazen de cimrilik anlamına gelebilir Dik bir yazı, içine kapalı, kendini denetleyen bir yaradılışın belirtisidir Grafoloji geçmişin veya geleceğin sırlarım çözmeğe yarayan esrarlı bir bilim değildir

Bir insanın kişiliğini öğrenmenin çeşitli yollarından sadece bir tanesidir, insan istediği anda bu işin uzmanı olamaz: yazısına bakarak bir insanın yaradılışını yorumlamak için uzun bir deneyim geçirmek gerekir

Gölgede Sıcaklık Ölçümü

Sıcaklık kavramına bazen duygularımız yeterli olamamakta, kimi zaman bizi hataya götürmektedirler Bir el sıcak, diğer el soğuk suya sokulduktan sonra iki el birden ılık suya batırılırsa, soğuk sudan çıkan el, ılık suyu, sıcak sudan çıkan ele göre daha sıcak algılar

Toplum, sıcaklık kavramını insanların algılamalarına bırakmak yerine somut bir kavram ortaya koymak zorunda kalmıştır Termometre ile ölçülen ve birimi santigrat derece olan sıcaklık ölçüm sistemi, diğer ölçüm sistemleri gibi bir standart getirmiş ama yine de insanların aynı şartlardaki sıcaklıkları çeşitli nedenlerle farklı algılamalarına mani olamamıştır

Yaz günü hava sıcaklığının ne olduğunu öğrenmek istediğinizde, radyo ve televizyondaki 'hava durumu' programından havanın gölgede kaç derece olduğu veya olacağı bilgisi alırsınız Halbuki siz belki de bütün gün boyunca güneşin altında dolaşacaksınızdır

Hava sıcaklığına güneş ışınları sebep olduğuna göre niçin güneşin altında değil de gölgede ölçülüyor? Gölgede ölçülen sıcaklığı gölge olmayan yere çevirecek bir çevirme formülü veya tablosu var mıdır?

Böyle bir çevirme tablosu veya formül yoktur Gölgede ölçülen sıcaklık çevre sıcaklığı hakkında daha sağlıklı bilgi verir Güneşin ışınlarına doğrudan maruz kalan her insan, çevre şartlarına ve üzerindekilere göre ışınların farklı dalga boylarını emer, dolayısıyla sıcaklığı farklı hisseder

Açık renk giysiler ışınların az bir kısmını emer çoğunu yansıtırlar, koyu renk giysiler ise tam tersi Açık renk giysi giyenler güneşin altında diğerleriyle aynı sıcaklıkta kendilerini daha serin hissederler

Benzer durum insan derisi için de geçerlidir Kuzey ülkelerindekiler gibi açık tenli insanlar güneş sıcaklığını, koyu deri renkli insanlara göre daha az hissederler Güneş ışınlarının doğrudan radyasyonuna maruz kalmayan gölgede bulunan bir cisim veya insanın sıcaklığı ise sadece çevresindeki havanın sıcaklığına bağlıdır Onun için de gölgede ölçülen sıcaklık daha sağlıklıdır, daha net bilgi verir

'Gölgede' ifadesi kullanılmasa bile, hava durumu sunanların söyledikleri sıcaklıklar muhakkak gölgedekilerdir Aynı hava sıcaklığında kendileri farklı sıcaklıklarda olan cisimlere en iyi örnek arabanın direksiyon simididir İnsan güneş altında olan arabasına binince fırına girmiş gibi olur, direksiyona dokununca eli yanar Aslında insana da, arabaya da, direksiyon simidine de gelen güneş ışınlarının miktarı ve ilettikleri ısı aynıdır ama bulundukları ortamlardaki çevre şartları değişiktir

Beygirgücü Nedir

Beygir, yük taşıyan ve araba çeken atlara verilen isimdir Farsça 'bargır' (yük taşıyan) kelimesinden dilimize girmiştir Uluslararası güç ölçüm birimi olan 'horsepovver'ın tam Türkçe karşılığı 'atgücü'dür ama kökenleri itibariyle at kültürü çok geniş olan Türklerde atın cinsine, cinsiyetine, rengine, faydalanıldığı yere göre ayrı ayrı isimleri vardır

Güç, birim zamanda meydana getirilen iş diye tarif edilir Bir şeyin gücünü sınırsız bir zamanda yaptığı iş değil, belirli bir zaman süresinde yapabildiği iş belirler Beygirgücü ifadesine günümüzde en çok araba motorlarının tanıtımında rastlanıyor Bir araba methedilirken ilk söylenenlerden biri motorunun beygirgücünün ne kadar yüksek olduğunu belirtmek oluyor

100 beygirlik bir araba deyince motorunun yerine arabanın önüne 100 tane at bağlandığında elde edilecek güç gibi algılanıyor Gücü, atın gücünü birim olarak kabul edip ölçmenin hikayesi 200 yıl öncelerine, yük taşıma deyince attan başka bir şeyin bilinmediği zamanlara uzanıyor

Beygirgücü terimi ilk olarak buhar makineleri geliştirmede en ünlü isim olan İskoçyalı mühendis James Watt tarafından kullanılmıştır Onun tanınmışlığı sadece bu alanda yaptığı çalışmalar ile sınırlı değildir Günlük yaşantımızda da sık sık ismi anılır 'Ampul şu kadar watt', 'elektrikli süpürge bu kadar kilowatt' derken onun ismini de yad etmiş oluruz

James Watt geliştirdiği makineleri daha iyi pazarlayabilmek için müşterileri onların güçleri hakkında ikna etmesi gerekiyordu O zamanlar iş yapıcı güç deyince insanların beyinlerinde canlandırabilecekleri en uygun şey attı Bu nedenle Watt makinelerinin güçlerini ifade edebilmek için 'beygirgücü' birimini seçti Böylece müşteriler satın alacakları makinenin gücünü atın gücü ile mukayese edebiliyor, daha çabuk tatmin olup karar verebiliyorlardı

James Watt geliştirdiği buhar pompasının gücünü ölçebilmek için kömür madeni yataklarında yük taşımada çalıştırılan atları incelemeye aldı Ölçümleri sonucu bir atın 45 kilogramlık kömürü bir saniyede 1,11 metre uzaklığa taşıyabildiğini tespit etti Böylece bir at, ağırlık çarpı yol olarak 50 kilogram-metrelik iş yapmış oluyordu Nedeni nedir bilinmez bu değeri yüzde 50 arttırarak 75 kilogram-metreyi, beygirgücü (horsepower) ismi ile güç birimi olarak kabul etti

Bugün halterciler 75 kilogramlık ağırlığın birkaç mislini saniyede havaya kaldırıyorlar O halde insan gücü de beygir gücü ile karşılaştırıldığında pek düşük sayılmaz Bir beygirgücü elektrik enerjisi birimine çevrildiğinde 746 watt yapar ki evde orta boy bir elektrikli ısıtıcıya zor yeter Bu nedenle beygirgücü ifadesini bir fizik birimi olarak kabul edip atlarla mukayese etmemekte fayda vardır Yoksa bir uçak gemisinin 200 bin beygirgücündeki motorlarının yerine beşer metre aralıklarla 200 bin tane at bağladığımızı düşünürsek neredeyse 1000 kilometre uzunluğunda bir yer kaplar

Radyasyon Nedir?

Nükleer enerji denilince aklımıza Hiroşima ve Nagasaki'ye atılan atom bombalan, Çernobil'deki nükleer santral kazası ve nükleer atıklar gelir Nükleer enerji ve onun sonucu radyasyon iyi amaçlarla kullanılmadıkları zaman insan neslini dünyadan silebilecek kadar tehlikelidirler Kontrol altında kullanıldıkları zaman ise insan yaşamını iyileştirmekten sağlığa kadar bir çok konuda insanlığa bahşedilmiş birer lütufturlar

Nükleer enerjinin esasım anlamak için çok fazla fizik, kimya, matematik bilmeye gerek yoktur Nasıl odun, kömür, petrol ürünleri kullanarak ısı enerjisi elde ediyorsak nükleer enerji de öyledir

Nükleer santralarda kullanılan yakıtın en bilineni uranyumdur Uranyum santralde başka bir yakıta dönüşürken ortaya müthiş bir ısı çıkar Bu ısı reaktörün etrafında dolaştırılan suyu buhar haline çevirir Türbinlere verilen buhar da türbinleri çevirir

Sonunda türbinler de kendilerine bağlı elektrik jeneratörlerini çevirerek elektrik üretirler Prensip, nükleer enerji ile çalışan uçak gemilerinde de, denizaltılarda da aynıdır

Gelelim radyasyona Uranyum gibi kararsız elementler gerek atomik yapılarına müdahale edilerek gerekse tabiattaki halleri ile bir başka elemente dönüşebilirler Yani tarihte kurşundan altın elde etmek için uğraşan simyacıların başaramadıkları işin benzeri uranyumda kendi kendine oluşur

Bu dönüşüm işi olurken uranyum atomunun içindeki bazı parçacıklar da ışık olarak yayılırlar Yani radyasyon bir ışıktır Sadece atom bombasından, nükleer atıklardan çıkmaz tabiatta da bol miktarda vardır Yalnız ışıma yolu ile değil besinler yolu ile de vücuda girebilir

Radyasyon olayında üç ana ışık türü vardır: Alfa, beta ve gama Alfa ışınları deriden geçemezler, beta ışınları deriden çok az miktarda geçebilirler, gama ışınları ise deriden ve vücuttan geçebilirler Alfa ve beta ışınları sadece yoğunlaştıkları organ üzerinde tahribat yaparlarken gama ışınları tüm organlara zarar verirler Tabii bu arada ışına maruz kalma süresi de önemlidir

Vücudumuz hücrelerden, hücreler moleküllerden, moleküller de atomlardan meydana gelirler Bu radyasyon ışınları isabet ettikleri atomların yapılarını bozarak sonunda hücrelerin ölmelerine sebep olurlar Vücut için sürekli gerekli olan hücre üreme mekanizmasını bozarlar, vücudun direncini yıkarlar

Aslında günlük yaşantımızda radyasyonla iç içe yaşıyoruz Radyasyon her an her yerde vardır hatta Güneş ışığında bile Yaz mevsiminde deniz kenarında yapılan bilinçsiz güneşlenmelerde isteyerek aldığımız radyasyonun etkisi cilt kanserine yol açabilecek kadar tehlikeli olabilir

Radyasyonun insan bünyesi için faydalı olduğu durumlar da vardır Kanserin ışınla tedavisi, enfraruj ve Ultraviyole tedavileri, lazerin tıpta kullanılması gibi

Telefondaki Sesin Hızı

Sesimiz telefonda ses hızı ile gitmez Telefonun ağız kısmı denilen mikrofona konuştuğumuzda, ses burada elektrik akımına çevrilir Karşı tarafın telefonunda tekrar sese çevrilene kadar yolculuğunu elektrik akımı olarak yapar

Bilindiği gibi elektriğin hızı ışık hızı ile aynıdır Dolayısıyla ses telefonda ışık hızı ile yol alır 5 kilometre uzaklıktaki bir arkadaşınızla telefonla konuşurken onun bulunduğu yerde gök güderse, şimşeğin ışığının gökgürültüsünden önce gelmesi gibi, gökgürültüsünün telefondaki sesi de havadan gelen sesine göre daha önceden kulağımıza ulaşır

Ses hızı, deniz seviyesinde, kuru ve sıfır derecedeki havada saniyede 331,4 metredir Bakır kablo içinde ise saniyede 3500 metre kadardır Yani sesimiz telefonda ışık hızı ile değil de ses hızı ile gitseydi (ki bu mümkün değildir) 600 kilometre uzaklıktaki bir arkadaşımız konuştuklarımızı telefonda 3 dakika sonra duyabilirdi Düşünebiliyor musunuz böyle bir konuşma sonunda gelecek telefon faturasını?

Vakum Nedir?

Boşluk, havasızlık anlamında kullanılan 'vakum' terimi çoğu kez yanlış anlaşılır Normal şartlarda, deniz seviyesinde, vücudumuzun her santimetrekaresi üzerinde l kilogram hava basıncı vardır Parmağınıza l kilogramlık bir yük taksanız zor taşırsınız ama parmağınızın minik bir bozuk para büyüklüğünde olan kısmı üzerinde her zaman bu ağırlık vardır Bir de bütün vücudun üzerinde olanı düşünün

Üzerimizdeki atmosfer tabakasının ağırlığının yarattığı bu hayli yüksek basınç altında ezilmeyiz hatta hissetmeyiz bile Vücudumuz buna göre ayarlanmıştır Bu basınç biraz artarsa (denize daldığımızda) veya biraz azalırsa (uçakta veya yüksek dağlara çıkıldığı zaman) vücudumuz, kulaklarımız başta olmak üzere bunu hemen algılar

İşte basıncın, santimetrekareye l kilogram (1000 gram) olan atmosfer basıncının altına düşmesine vakum denilir Örneğin santimetrekarede 0,8 kilogramlık (800 gram) bir basınç pratikte atmosfer basıncının ne kadar altında ise o kadar yani l 000-800= 200 milibar vakum olarak ifade edilir

Vakumda, yani hava basıncı atmosfer basıncından daha düşük olduğunda üzerimizdeki basınç da azalmış yükümüz hafiflemiş olduğuna göre vücudumuz da daha rahat etmez mi? Hayır, tersine Vücudumuzun iç basıncı atmosfer basıncına göre ayarlıdır Dışımızdaki basınç düşerse, denge bozulacağından ve iç basıncımız fazla geleceğinden başta damarlarımız olmak üzere tüm organlarımız zarar görebilir, devam etmesi durumunda ise insanı ölüme götürebilir

Hakiki veya mutlak vakum tam sıfır hava basıncına ulaşmaktır ki, bu pratikte mümkün değildir Uzayda bile hakiki vakum yoktur Bir ortamın hakiki yani mutlak vakumda olması için içinde molekül, atom, elektron, ve atomun diğer küçük parçacıklarından hiçbirinin olmaması gerekir Uzayda 'neutrinus' denilen partiküller vardır, bu nedenle uzayda bile hakiki vakum vardır diyemiyoruz Ancak uzay o kadar büyük, parçacıklar da o kadar küçüktürler ki yüzde 99,9999vakumdur diyebiliriz

Elinize bir şişe alıp havasını boşaltıp, ağzını da sızdırmaz şekilde kapatırsanız şişenin içinde vakum oluşmuştur diyebiliriz Şişenin kapağında bir delik açarsanız dışarıdaki hava derhal içeri hücum eder, içerdeki vakumun yerini alır O halde dünyamızı çevreleyen hava tabakası niçin uzayın boşluğuna, vakumlu ortamına kaçmıyor?

Örnekteki havanın, şişenin içine dalmasına sebep üzerindeki atmosferik basınçtır Atmosferde 10 000 metreye çıkıldığında (yolcu uçaklarının normal uçuş yüksekliği) hava basıncı santimetrekarede 0,3 kilograma, 16 000 metrede 0,1 kilograma düşer

Atmosferin üst katmanlarına gittikçe de hava basıncı sıfıra yaklaşır Havanın vakumlu ortama kaçmasını yaratacak bir hava basıncı yoktur, bu nedenle uzayın boşluğu hava moleküllerini çekemez, atmosfer tabakamız da uzayın boşluğuna kaçıp gitmez Tabii dünyanın çekim gücünü de unutmamak lazım