içimdeki SEN gibi…

Cam Katı Mıdır ?

cam.jpg

Cam neden katı madde değildir?Bu soruyu hayatında en az bir defa kazara bir camekana çarpmış birine sormak lazım. Bu tecrübeyi yaşamı. biri olarak, kendimi kesin kararı açıklamaya yetkili görüyorum: Cam katı bir maddedir.
Şaka bir yana, “cam katı mıdır yoksa sıvı mı?” sorusuna değişik insanlar değişik yanıtlar veriyor. Sıvı olarak düşünülmesinin temel nedeni camların üretim aşamasında “donma” olarak adlandırdığımız faz değişimini yaşamaması.
Öncelikle sıvı ve katı terimlerinin tanımlarını hatırlayalım. Sıvılar içine konduğu kabın şeklini alır. Katılarsa hangi kaba koyarsanız koyun şekillerini korurlar. Bu tanımlarda dikkatimizi çekmesi gereken nokta zamandan hiç bahsedilmemesi. Gliserin ve bal gibi yavaş akan sıvıları düşünün. Oldukça kıvamlı bir baldan bir miktarını bir kaba koyduğunuzda, balın kaba düzgün yayılması bir kaç saat alabilir. Peki, çok daha kıvamlı bir maddenin akarak kabın şeklini alması için daha uzun bir süre beklemek gerekiyorsa, örneğin milyonlarca yıl gibi, bu durumda o maddeyi nasıl sınıflandıracağız?
Çoğunuz balın soğuduğunda daha kıvamlı hale gelerek daha yavaş aktığını gözlemlemişsinizdir. Camların da akışkanlıkları soğuduklarında azalır. Üretim aşamasında cama şekil verilirken bu özellik oldukça yararlıdır. Önce cam kolayca şekil verilebilecek kıvama gelinceye kadar ısıtılır, sonra da aldığı şekli koruması için soğutulur. Soğutma işlemi camın akışkanlığını önemli ölçüde azaltır, fakat tamamen durdurmaz.
İşte tam bu noktada cam ile diğer sıvılar birbirinden ayrılıyor. Örneğin, balı çok soğutursanız belli bir sıcaklıkta kristalleşmeye, yani katı faza geçmeye başlar. Bu, suyun donarak buz haline geçmesiyle aynı olay. Bir sıvı bu şekilde katılaştıktan sonra da, tüm moleküller katı içinde sabit konuma geçtikleri için, akışkanlık tamamen durur. Buna karşın camlarda bu donma olayına hiç bir zaman rastlanmaz. Bu nedenle, üretim aşamasından oda sıcaklığına kadar soğutulan camların akışkanlığının oldukça azaldığı, ama hiç bir zaman sıfırlanmadığı iddia ediliyor. Yani bu yoruma göre, bir kaba konulan cam parçalarının milyarlarca yıl sonra, belki de çok daha uzun bir süre geçtikten sonra kaba düzgün yayılıp kabın şeklini alması beklenir. Bu tartışmanın pratikten çok, kuramsal boyutu olduğu sanırsam açık.
Peki cam neden donmaz? Donma olayının iki temel özelliği var. Birincisi hareketli moleküllerin
artık hareket edemez duruma gelip yerlerinde sabit kalması, ikincisi de bu moleküllerin “kristal yapı” olarak adlandırdığımız düzen içinde yerlerini alması. Doğadaki hemen hemen her katı madde böyle bir kristal yapıya sahip. Donma, ortamda bulunan bir kristale diğer moleküllerin eklemlenmesi, böylece kristalin büyümesi sonucu gerçekleşiyor. Ama eğer sıvı molekülleri, üzerine düzgün eklenecekleri bir kristal çekirdeği bulamazlarsa donma gerçekleşmez. Bu olaya “aşırı soğuma” deniyor. Örneğin su -20°C’ye kadar aşırı soğutulabilir.
Cam da aşırı soğutulmuş bir sıvı. Örneğin, kum, kireç ve karbonat eriyiğinden elde edilen camın normal donma sıcaklığı 800°C kadar, fakat karışım 500°C’ye kadar sıvı özelliğini kaybetmeden aşırı soğutulabiliyor. Bunun da temel nedeni eriyik içinde büyüme çekirdeği niteliğinde kristallerin oluşamaması, daha doğrusu bu tip çekirdeklerin oluşmasının ve büyümesinin uzun zaman alması. Yani, karışım uzun bir süre bu sıcaklıklarda bekletiliyor olsa, eninde sonunda kristalleşip katı faza geçer. Camlara işte bu sıcaklık aralığında şekil veriliyor.
Peki, bu tip aşırı soğutulan sıvıyı daha da soğutursanız ne olur. Su örneği için cevap basit. Suyun içinde herhangi bir yerde yeterli büyüklükte bir kristal oluştuğu anda, kristal çok hızlı bir şekilde büyür ve su bir saniye içinde tamamen buza dönüşür. Camlarda bu olamadığı için, daha da soğutulduklarında, moleküllerin komşularıyla kalıcı bağlar kurup sabit konumlara yerleştikleri gözlemleniyor. Fakat, moleküllerin yerleştikleri konumlar kristallerdeki gibi düzenli değil, tamamen rasgele. Bu yapılara amorf diyoruz. Oda sıcaklığındaki camlar, molekülleri hareket etmeyen, fakat düzenli de durmayan bir yapıya sahip.
Moleküller yerlerinde sabit olduğu için camın akması gibi bir şey söz konusu olamaz ve bu nedenle oda sıcaklığındaki camlar da katılar gibi davranırlar. Örneğin, pencere camının ortasına bastırdığınızda cam elastik olarak eğilir. Elinizi geri çektiğinizde tekrar eski halini alır. Böyle bir davranışa hiç bir sıvıda rastlanmaz; bu tamamen katılara özgü bir şey. Benim yaşadığım tecrübenin de açıklaması aynı.
Bu nedenle, bir çok bilim adamı camları “amorf katılar” olarak tanımlıyor. Peki bu son söz, bir kaba konan cam parçalarının, milyarlarca yıl sonra kaba düzgün yayılmasını engelliyor mu? Pek değil. Doğadaki katıların çoğunluğunun kristal yapıda olması, kristal yapının çok daha kararlı olduğunu gösteriyor. Bu anlamda, camın molekülleri de bağlarını bozup yeni bağlar kurarak bu daha kararlı kristal yapıya geçme eğilimindeler. Bu çok yavaş işleyen bir mekanizma; ama ne kadar yavaş olsa da, moleküller arası bağlar yeniden kurulurken, makroskopik maddenin şeklini değiştirmesi ve kaba düzgün yayılma eğilimi göstermesi mümkün. Ama, yukarıda da belirttiğimiz gibi, bu, pratikte ölçülemeyecek kadar küçük bir hareket olacaktır.
Son olarak, uzun yıllar önce yapılmış camların, “sıvı akışından dolayı” şekil değiştirdiği ve akma belirtileri gösterdiği gibi şeyler duyarsanız inanmayın. Uzmanlar, bu camlarda görülen düzensizliklerin daha çok geçmişteki cam üretim tekniklerinin yetersizliğinden kaynaklandığını, yukarıda anlattığımız konuyla ilgisi olmadığını düşünüyorlar.Sadi Turgut

Reklamlar

Comments on: "Cam Katı Mıdır ?" (24)

  1. satıcan said:

    gaz o gaz Xd

  2. bıktım ya ben şeker katımıdır sıvımıdır diyorum bana cam katımıdır sıvımıdır çıkıyor . offfff.

  3. gerçek ten beni bile inandırdız coook gzl olmus

  4. bu ödevleri niye veriyorlarsa ne kadar salak ça di mi jnm

  5. hiç bişi anlamadım ya hoca sorduğunda nanyı yedim bir sitede katı yazıyo burda ise sıvı töbe töbe yaaaaaa xD ????????????

  6. mustafa said:

    saçma saçma şeyler yazmayın yaaa

  7. mustafa said:

    fatma Diyor ki:
    Şubat 8, 2007 at 3:21 pm
    camın katı olduğunu anladık da peki ya kum katı mıdır sıvımıdır katıysa bulunduğu kabın şeklini alamaz ama kum bulunduğu kabın şeklini alıyor????

    ona bakarsan tuz şekerde kabın şeklini alır ama katıdır.

  8. Zaten biliyordum bizim hoca söylediydi…
    Lisede de öğretiyorlar hocalar tabiki dersi dinlersen….

  9. .bu siteye girin

  10. çok güzel bir soru bununla ilgili bir ödevim vardı onun için bu taktiği fark ettim ve sitesine girdim.
    diğer arkadaşlarıma bunu öneririm.bu siteye girin

  11. çok güzel bir soru bununla ilgili bir ödevim vardı onun için bu taktiği fark ettim ve sitesine girdim.
    diğer arkadaşlarıma bunu öneririm.

  12. cok guzel soru ve ben bu soruyu hemen yaptım bunu sayesinde

  13. Gayet iyi bir anlatım açıkça durum belirtilmiş yazan arkadaşımıza çok teşekkür ediyorum..
    Benim için çok öenmli bir ödevdi…

  14. banada bu konu gerekliydi ama bend e hiç bişi analmadım hiiçç gusel anlatamıyorr =) kusura bakamyın !!!!!!!!!

  15. camın katı olduğunu anladık da peki ya kum katı mıdır sıvımıdır katıysa bulunduğu kabın şeklini alamaz ama kum bulunduğu kabın şeklini alıyor????

  16. hiç işime yaramadı.Hiç bişey anlamadım

  17. cam sıvı mı dır. sıvı ise bize neden olduğunu söyleye bilirmisiniz?

  18. bence katı
    birmaddedir.çünkü eritilerek yüksek ısıda yapılarak katı oluyor.
    bence katı maddedir.

  19. bence çok güzel vede ilğinç bir ödevdi gerçekten ben olsaydfım böyle bi soru çıksaydı gğer katı derdim bu ödevi yazana çok teşekkür etsem bile azdır

  20. ayse gülen said:

    evt ödevimi başarıyla bitirdim sizin sayenizde çk tşkr ediyorum

  21. Bana ödev verdiler çok gerekliydi yazana tşk ediyorum

  22. evet bizede böyle bir ödev vermişlerdi küçükken hatırlıyorum ben bir yerlerden bulmuştım ama burcu kızzz sanada böyle bir ödev verdiler mi 😀

  23. hımm gerçektende ilginç bir durum şimdi daha iyi anladım camın neden katı madde olmadığını 🙂

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s

%d blogcu bunu beğendi: