Cıvık maddenin bilimi
Bilgi Notu
Cıvık Madde Nedir?
Newtonsal olmayan akışkanların hepsine cıvık madde denebilir. Newton sıvıların akışkanlığı ya da viskozitesini yalnızca sıcaklığın değiştirdiğini gözlemlemiştir. Viskozite akışa karşı olan direnç olarak tanımlanabilir. Örnek vermek gerekirse ketçap suya göre daha zor dökülür çünkü ketçap suya göre daha yüksek viskoziteye sahiptir. Ancak viskozite ile yoğunluğu karıştırmamak gerekir. Sıvı yağlar genelde sudan daha yüksek viskoziteye sahip olmalarına karşın daha az yoğundurlar. Eğer bir sıvı ısıtılırsa viskozitesi azalır, soğutulursa artar. Dolaba konulan balın ya da reçelin daha zor akması ya da ekmeğe sürülmesi, kışın araba motorlarının daha zor çalışması ve daha çok yakıt tükenmesi motor yağının viskozitesinin artmasıyla ilişkilidir. Burada ifade edildiği gibi sıcaklıkla viskozitesi değişen sıvılara Newtonsal sıvılar/akışkanlar denir. Ancak bazı sıvılar Newtonun ifade ettiği akışkanlık sınıfına girmezler. Newtonsal olmayan akışkanlar olarak tanımlanan bu sıvıların viskoziteleri kesme gerilimi denen uygulamalardan etkilenmektedir. Sıkma, karıştırma, çalkalama ya da sıvının yüzeyine mekanik baskı yapma kesme gerilimi uygulamalarına örnek olarak verilebilir. Bu etkiler Newtonsal olmayan sıvıların viskozitesine büyük etki yapar.
Kesme/kayma incelmesi:
Newtonsal olmayan sıvıların iki temel davranış gösterirler. Bunlardan biri kayma incelmesidir. Bu tür sıvılara kesme gerilimi uygulandığında viskoziteleri düşer. Bu tür sıvılara örnek, ketçap, margarin, bal, mayonez ve tıraş kremi verilebilir.
Kesme/kayma kalınlaşması:
İkinci tür davranış ise kayma kalınlaşmasıdır. Bu tür sıvılarda diğerlerinin aksine bir kesme gerilimi uygulandığında viskozite artar. Bataklıklar buna çok iyi bir örnektir. Çırpındıkça bataklıktaki balçık sertleşir ve çıkmanıza mani olur. O nedenle hareketsiz durmak bataklıktan kurtulmanın anahtar davranışıdır. Mısır nişastası ve suyla birlikte böyle bir sıvıyı evde elde etmeniz mümkündür. Cıvık maddelerin çoğu da (10 Numara Polimer gibi) kesme kalınlaşması gösteren sıvılardır.
Polimerler (devasa moleküller):
10 Numara polimer ve su-mısır nişastası karışımı da dahil cıvık maddelerin çoğu polimerdirler. Polimerler monomer denen bir birim molekülün zincir şeklinde birbirini tekrar etmesiyle oluşur. Bir polimer molekülü binlerce hatta yüzbinlerce monomerin birleşmesiyle oluşur. Monomerler aynı molekül olabileceği gibi değişik moleküllerde olabilir. Lastik, plastik ve naylon bilinen sentetik polimerlere örnek verilebilir. Doğal polimerlere ise nişasta, DNA ve bazı proteinler örnek olarak verilebilir.
Cıvık maddenin yapısı için anahtar olan çapraz bağlanma
Cıvık madde türlerinden biri borax, Soyum tetraborat deka hidrat (Na2B4O7.10H2O)’ın yapıştırıcı ve su karışımına eklenmesi ile elde edilmektedir. Beyaz ağaç tutkalı uzun zincirden oluşan polivinil asetati yapısı ile polimere örnektir. Bu uzun zincirler birbiri üzerinden oldukça kolay bir şekilde kayıp gidebilirler. Bu nedenle ağaç tutkalı kabından dökülebilir. Fakat, tutkal üzerine boraks karışımı eklendiğinde viskozitesi çok yüksek cıvık bir madde elde edilir. Bu cıvık madde çekilebilir, gerdirilebilir ve şekil verilebilir.
Bu tür cıvık madde boraks ile polimeri oluşturan atomlar arasındaki çapraz bağlanmadan meydana gelir. Bu çapraz bağlanmalar uzun zincirli moleküllerin bir biri üzerinden kolayca kaymasına engel olur. Zaten moleküller büyük olduğu için su kadar kolay bir kayma tutkalda gözlenemez. Boraks eklenmesiyle bir birine bağlanan daha büyük polimerlerin kayması daha da zorlaşır.
Cıvık Madde Nedir?
Newtonsal olmayan akışkanların hepsine cıvık madde denebilir. Newton sıvıların akışkanlığı ya da viskozitesini yalnızca sıcaklığın değiştirdiğini gözlemlemiştir. Viskozite akışa karşı olan direnç olarak tanımlanabilir. Örnek vermek gerekirse ketçap suya göre daha zor dökülür çünkü ketçap suya göre daha yüksek viskoziteye sahiptir. Ancak viskozite ile yoğunluğu karıştırmamak gerekir. Sıvı yağlar genelde sudan daha yüksek viskoziteye sahip olmalarına karşın daha az yoğundurlar. Eğer bir sıvı ısıtılırsa viskozitesi azalır, soğutulursa artar. Dolaba konulan balın ya da reçelin daha zor akması ya da ekmeğe sürülmesi, kışın araba motorlarının daha zor çalışması ve daha çok yakıt tükenmesi motor yağının viskozitesinin artmasıyla ilişkilidir. Burada ifade edildiği gibi sıcaklıkla viskozitesi değişen sıvılara Newtonsal sıvılar/akışkanlar denir. Ancak bazı sıvılar Newtonun ifade ettiği akışkanlık sınıfına girmezler. Newtonsal olmayan akışkanlar olarak tanımlanan bu sıvıların viskoziteleri kesme gerilimi denen uygulamalardan etkilenmektedir. Sıkma, karıştırma, çalkalama ya da sıvının yüzeyine mekanik baskı yapma kesme gerilimi uygulamalarına örnek olarak verilebilir. Bu etkiler Newtonsal olmayan sıvıların viskozitesine büyük etki yapar.
Kesme/kayma incelmesi:
Newtonsal olmayan sıvıların iki temel davranış gösterirler. Bunlardan biri kayma incelmesidir. Bu tür sıvılara kesme gerilimi uygulandığında viskoziteleri düşer. Bu tür sıvılara örnek, ketçap, margarin, bal, mayonez ve tıraş kremi verilebilir.
Kesme/kayma kalınlaşması:
İkinci tür davranış ise kayma kalınlaşmasıdır. Bu tür sıvılarda diğerlerinin aksine bir kesme gerilimi uygulandığında viskozite artar. Bataklıklar buna çok iyi bir örnektir. Çırpındıkça bataklıktaki balçık sertleşir ve çıkmanıza mani olur. O nedenle hareketsiz durmak bataklıktan kurtulmanın anahtar davranışıdır. Mısır nişastası ve suyla birlikte böyle bir sıvıyı evde elde etmeniz mümkündür. Cıvık maddelerin çoğu da (10 Numara Polimer gibi) kesme kalınlaşması gösteren sıvılardır.
Polimerler (devasa moleküller):
10 Numara polimer ve su-mısır nişastası karışımı da dahil cıvık maddelerin çoğu polimerdirler. Polimerler monomer denen bir birim molekülün zincir şeklinde birbirini tekrar etmesiyle oluşur. Bir polimer molekülü binlerce hatta yüzbinlerce monomerin birleşmesiyle oluşur. Monomerler aynı molekül olabileceği gibi değişik moleküllerde olabilir. Lastik, plastik ve naylon bilinen sentetik polimerlere örnek verilebilir. Doğal polimerlere ise nişasta, DNA ve bazı proteinler örnek olarak verilebilir.
Cıvık maddenin yapısı için anahtar olan çapraz bağlanma
Cıvık madde türlerinden biri borax, Soyum tetraborat deka hidrat (Na2B4O7.10H2O)’ın yapıştırıcı ve su karışımına eklenmesi ile elde edilmektedir. Beyaz ağaç tutkalı uzun zincirden oluşan polivinil asetati yapısı ile polimere örnektir. Bu uzun zincirler birbiri üzerinden oldukça kolay bir şekilde kayıp gidebilirler. Bu nedenle ağaç tutkalı kabından dökülebilir. Fakat, tutkal üzerine boraks karışımı eklendiğinde viskozitesi çok yüksek cıvık bir madde elde edilir. Bu cıvık madde çekilebilir, gerdirilebilir ve şekil verilebilir.
Bu tür cıvık madde boraks ile polimeri oluşturan atomlar arasındaki çapraz bağlanmadan meydana gelir. Bu çapraz bağlanmalar uzun zincirli moleküllerin bir biri üzerinden kolayca kaymasına engel olur. Zaten moleküller büyük olduğu için su kadar kolay bir kayma tutkalda gözlenemez. Boraks eklenmesiyle bir birine bağlanan daha büyük polimerlerin kayması daha da zorlaşır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder