Notit

Popüler Bilim

Notit Telefonunuzda !

Notit mobil uygulaması yayınlandı !

 

► Notit web sitesine telefonunuzdan tek tık ile ulaşabilirsiniz.

► Aylık Bilim Dergisi’ni Notit uygulamasındaki menünden okuyabilirsiniz.

► Bütün Notit yazıları ve bütün aylık bilim dergisi sayıları internet ile aynı anda telefonunuzda.

 

Notit mobil uygulamasını indirmek için afiş görseline tıklayabilir ya da Google Play Store’da Notit – Bilim İçerikleri ismi ile aratabilirsiniz.

 

Notit Telefonunuzda ! Read More »

En Yeşil Enerji Kaynağı Nedir?

[Scince Focus yazısından çevirilmiş ve düzenlenmiştir.]
Tarih: 24.06.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 4 dakika

Tüm yenilenebilir enerji kaynakları, Güneş veya rüzgar gibi karbon-nötr enerji kaynaklarından yararlandıkları ve hava kirliliğine neden olmadıkları için, onları kömür veya gazdan ligler boyu geride bıraktıklarından, ‘en yeşil enerji kaynağı’ unvanı için güçlü rakiplerdir.

Bununla birlikte, net bir kazanan seçmek zor. Üretimleri ve kurulumlarıyla ilgili emisyonları düşündüğünüzde, büyük bir araştırmaya göre hidroelektrik en düşük karbon ayak izine sahip.

Ancak akılda tutulması gereken birçok başka çevresel etki de vardır. Örneğin, hidroelektrik barajları inşa etmek nehir ekosistemlerinde bozulmaya neden olabilirken, güneş panelleri üretimi tipik olarak toksik kimyasallar içerir.

Güneş enerjisi gerçekte nasıl çalışır?

Güneş, bizim yönümüze olağanüstü miktarda ışık ve ısı enerjisi yayar . Aslında, sadece iki saat içinde Dünya’nın yüzeyine çarpan güneş enerjisi miktarı, bir yıl boyunca tüm enerji ihtiyacımızı karşılamaya yeterli olacaktır.

Güneşten gelen bu enerjiyi yakalamanın ve kullanmanın iki temel yolu vardır: ışığı elektriğe dönüştüren güneş panelleri (fotovoltaik) ve Güneş’in enerjisini ısıya dönüştüren güneş termal gücü.

Bir güneş panelinin içinde, karşılıklı elektrik yükleriyle iki ince malzemeden (genellikle silikondan) yapılmış, her biri bir bardak altlığı boyutunda düzgün bir güneş pili düzenlemesi bulacaksınız. Güneş hücrenin üzerinde parlarken, fotonlar (küçük ışık enerjisi paketleri) elektronları silisyum atomlarından koparır, bu olay fotoelektrik etki olarak bilinir. Ortaya çıkan elektron akışı, her hücrede küçük bir elektrik akımı oluşturur.

Güneş enerjisini yakalamanın bir başka yolu da onu ısıya dönüştürmektir. Örneğin konsantre güneş enerjisi santralleri, suyu veya diğer sıvıları ısıtmak için güneş ışığını yansıtmak ve odaklamak için aynalar ve lensler kullanır. Ortaya çıkan ısı, evlere ve işyerlerine sıcak su sağlamak veya elektrik üretmek için bir türbini çalıştırmak için kullanılır.

Güneş enerjisinin dezavantajı? Sadece gündüz üretilebilir. Bu, gündüz ve gece sabit bir elektrik kaynağı sağlamak için diğer enerji kaynaklarıyla birlikte kullanılması veya depolanması gerektiği anlamına gelir.

Bununla birlikte, temiz, çok yönlü ve giderek daha uygun fiyatlı bir yenilenebilir enerji biçimi olarak güneş enerjisi, dünyayı fırtına gibi estirmeye hazırlanıyor. Güneş panelleri şu anda dünya elektriğinin sadece yüzde 2,7’sini üretiyor, ancak güneş enerjisi üretme kapasitemizin önümüzdeki on yılda üç kattan fazla artması bekleniyor.

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

Çeviri | Scıence Focus

Başlık Görseli | GERD ALTMANN

En Yeşil Enerji Kaynağı Nedir? Read More »

Neandertallerin Soyu Neden Tükendi?

[Science Focus yazısından çevirilmiş ve düzenlenmiştir.]
Tarih: 17.06.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 4 dakika

Modern insanın Avrupa’ya yayılması, muhtemelen kaynaklar için rekabet nedeniyle 40.000 yıl önce Neandertal popülasyonlarının ölümü ve nihai yok oluşuyla ilişkilidir.

Jüri, Neandertallerin ve modern insanların biliş açısından farklı olup olmadığı konusunda hala kararsız olsa da, az sayıda insanın daha büyük bir Neandertal popülasyonunun yerini alma yeteneği, daha yüksek bir kültür seviyesinden (daha iyi araçlar, daha iyi giysiler veya daha iyi ekonomik organizasyonlar hakkında bilgi geliştirme ve aktarma gücümüz) kaynaklanıyor olabilir.

Melezleme de bize bir avantaj sağlamış olabilir. Tüm yaşayan insanların DNA’sının yüzde 1 ila 4’ü (Sahra Altı Afrikalılar hariç) Neandertal kökenlidir.

İnsanlar ve Neandertaller hiç çiftleşti mi?

Evet ve bir kereden fazla! DNA analizi, iki tür arasındaki en erken karşılaşmanın 100.000 yıl önce olduğunu, tıpkı Homo sapiens’in ilk dalgasının Afrika’dan göç etmesi gibi olduğunu gösteriyor. Avrupa’dan Asya’ya doğuya doğru hareket eden Neandertallerle tanıştılar ve genleri değiştirdiler. Daha sonraki melezleşme dönemleri 55.000 ve 40.000 yıl önce gerçekleşti ve her seferinde bazı Neandertal genleri edindik. Sahra altı kökenli değilseniz, genomunuz yüzde 1-4 Neandertal DNA’sı içerir.

Neandertaller konuşabilir mi?

Kırk yıl önce, bilim insanlarının fikir birliği konuşamayacakları yönündeydi. Neandertaller mağara resimleri ya da çakmaktaşından ok uçları yapmadılar ve gırtlakları, tüm insan seslerini çıkarabilmelerine izin verecek kadar alçakta değildi. Ancak daha yakın tarihli keşifler, Neandertallerin modern insanlara çok benzeyen ve diğer primatlardan oldukça farklı bir dil kemiğine, dil sinirlerine ve işitme aralığına sahip olduğunu göstermiştir.

Neandertaller de konuşma ve dil ile ilgili olduğu düşünülen FOXP2 genini bizimle paylaştılar. Reading Üniversitesi’nden Profesör Steven Mithen, Neandertallerin konuşma ve müzik arasında yarı yolda olan bir ‘proto-dile’ sahip olabileceğini öne sürdü.

Bir Neandertal klonlayabilir miyiz?

Neandertal genomu 2010 yılında dizilendi. Bu arada, yeni gen düzenleme araçları geliştirildi ve yok olmanın önündeki teknik engellerin üstesinden geliniyor. Yani teknik olarak evet, bir Neandertal klonlamayı deneyebiliriz.

Neandertal benzeri embriyoyu taşımak için bir insan vekil anne bulmadan önce, Neandertal DNA’sının bir insan kök hücresine yerleştirilmesi gerekecektir. Bununla birlikte, anne ve embriyo arasında, bu çabayı olanaksız kılabilecek uyumsuzluklar olması muhtemeldir. Ve Neandertal’in en yakın akrabamız olduğu göz önüne alındığında, klonlanması muhtemelen çoğu ülkede yasa dışı olan tüm insan veya üreme klonlaması olarak düzenlenecektir.

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

Neandertal | Wıkıpedıa

ÇEVİRİ | SCIENCE FOCUS

Neandertallerin Soyu Neden Tükendi? Read More »

Hayvanlar Zamanı Bizden Farklı Mı Algılıyor?

[Science Focus yazısı çevirisidir.]
Tarih: 06.06.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 3 dakika

Zaman algısı, beynin gelen bilgiyi ne kadar hızlı işleyebildiğine bağlıdır. Bilim adamları, hayvanlara önce yavaş başlayan daha sonra hızlanan ışık atımlarını göstererek bunu ölçmeye çalıştılar. Işık o kadar hızlı yanıp sönüyor ki, sanki sürekli yanıyormuş gibi görünüyor. Dikkatlice yerleştirilmiş beyin elektrotları, bu anın ne zaman gerçekleştiğini ortaya çıkarabilir.

Araştırmalar, daha hızlı metabolizmaya sahip daha küçük hayvanların, daha tıknaz, daha yavaş hayvanlara göre daha yüksek titreşen ışık frekanslarını algılayabildiğini gösteriyor. Tıpkı The Matrix’teki Neo’nun mermilerden kaçması gibi, hareketler ve olaylar daha yavaş gelişiyor gibi görünebilir.

Görünüşe göre semenderler ve kertenkeleler zamanı kedi ve köpeklerden daha yavaş algılıyor. Ve bu, sineklerin yuvarlanan gazetelerden kaçmak için çileden çıkaran yeteneklerini açıklamaya yardımcı olsa da, önemli bir soruyu da gündeme getiriyor: neden?

Evrimsel bir bakış açısıyla, hızlı tepki vermesi gereken hayvanlar için zamanı daha iyi çözünürlüklerde algılamak mantıklıdır. Ancak asıl dikkat çekici olan şey, bazı hayvanların zaman deneyimlerini ihtiyaçlarına göre artırıp azaltıyor olmasıdır. Örneğin, bazı kılıç balıkları avlanmaya başlamadan önce beyne giden kan akışını hızlandırır, zaman algılarını yavaşlatır ve saniyede işleyebilecekleri kare sayısını artırır. Böylece daha hızlı tepki vermelerine yardımcı olur.

Bir başka yerde ise, fareler üzerinde yapılan çalışmalar, beyindeki dopamin üreten nöronları uyararak zaman algısının hızlandırılabileceğini göstermiştir.

Bu bulguların, dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu (DEHB) gibi dopamine bağlı bozuklukları olan kişiler için derin etkileri vardır. Burada dopaminde bir azalma var, bu yüzden hastalar zamanı daha yavaş algıladıkları için belki de dürtüsel olabilirler.

Tersine, dopamin seviyelerini artıran ilaçlar ise zaman algısını hızlandırdıkları için faydalı olabilirler. Ancak, bu sadece çalışan bir hipotez.

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

Çeviri | Scıence Focus

Başlık GÖrseli | PIXABAY – GUNDULA VOGEL

Hayvanlar Zamanı Bizden Farklı Mı Algılıyor? Read More »

Uzay araçları nelerdir? Ne işe yararlar ?

[Özgün yazıdır]
Tarih: 25.04.2021
Yazar: Emre Sezer
Ortalama Okuma Süresi: 3 dakika

Uzay araçları, uzaydaki bir noktaya gitmek veya uzaydaki belli yörüngede belli görevleri yerine getirmek için tasarlanmış araçlardır. Ayrı görevler için özel tasarlanmış birçok uzay aracı vardır. İnsanların inşa ettiği ilk uzay aracı 1942 yılında fırlatılan alman yapımı “Vergeltungswaffe 2” roketidir. Bu roket bu yazıda da bahsettiğim roketlerin öncüsüdür. Bu roket ile başlayan uzay sanayisinde üretilen roketler ve diğer uzay araçlarını görevlerine göre sınıflandırarak tanıyalım. Her bir uzay aracı için ayrı yazı yazmak gerekiyor bu yüzden bu yazıda kullanılan uzay araçlarının olduğu genel bilgilendirme yapmak istiyorum.

Bilimsel Uzay Roketleri:

Bilimsel Uzay Roketleri, katı ya da sıvı yakıtla veya iki yakıt türünün de berber kullanıldığı hibrit şeklinde çalışan yükünü ki bu insan da olabilir uzaydaki bir noktaya taşımak amacıyla kullanılan uzay araçlarıdır. Bu tür roketlerin öncüsü Vergeltungswaffe 2 roketi olsa da ilk yükü Dünya yörüngesine taşıyan roket sovyet yapımı, 1957 yılında fırlatılan “Sputnik 1” uydusunu taşıyan Sputnik (8K71PS/8A91) roketidir. Günümüzde uzaya insan taşımada sadece roketler kullanılmaktadır.

Vostok 1 Roketi
Uzay Mekiği:

Uzaya gitmenin maliyetini düşürmek ve insanlı görevlerin daha güvenli olması için tasarlanmış uçak benzeri uzay araçlarıdır. Nasa tarafından inşa edilen uzay araçları 191-2011 yılları arasında kullanılmıştır. Birçok uçuşta uzay araçları tahrip olmuştur. maaliyeti roketlerden fazla olmaya başlaması, kısmen yeniden kullanılabilir olması ve güvenlik sorunlarından dolayı kullanılması bırakılmıştır.

Discovery Uzay Mekiği Görseli
Uzay İstasyonu:

Uzayda yaşam kabiliyetini ölçmek ve çeşitli deneyleri gerçekleştirmek için belli bir yörüngede dolanan istasyonlardır. 1998 yılında uzayda yapımına başlanan ve hala çalışmakta olan Uluslararası Uzay İstasyonunu en fazla 7 kişilik kapasiteye sahiptir.

Uluslararası Uzay İstasyonu Görseli
Yapay Uydu:

Belli bir yörüngede dolanan daha sensörleri ile bilgi toplayıp ileten uzay araçlarıdır. Otonom ve bilgisayar kontrollü çalışırlar. Uyduların ilki 1957 yılında fıraltılan sovyet yapımı “Sputnik 1” uydusudur. Yapay uyduların görevi haberleşmeyi sağlamak, ortam verisini almak, etrafında döndüğü gök cismini gözlemek veya uzayklardaki gök cisimlerini gözlemlek gibidir.

Sutnik 1 Görseli
Uzay Kondusu:

Gök cisimlerine inmek için tasarlanan uzay araçlarıdır. Apollo projesinde olduğu gibi insan taşımak için veya Mars Phonix projesinde olduğu gibi bilimsel bir görevi yerine getirmek için kullanılırlar.

Phonix Görseli
Uzay Gezgini:

Gök cisimlerini detaylı incelemek için hareket etme kabiliyetine sahip uzay araçlarıdır. Gezdikleri bölgede numune toplama, fotoğraf çekme gibi görevleri yerine getirirler. Haraket kaabiliyetleri bulundukları gök cismi ile görev kontrol merkezi arasındaki iletişim süresine bağlı olarak çok yavaştır. Bu konuyla ilgili detaylı bilgiyi Alo Mars projesinden edinebilirsiniz.

 

 

Curiosity Görseli

 

 

Kaynakça & İleri Okuma

Uzay yarışı | Wikipedia
Vergeltungswaffe 2 | Wikipedia
Uzay aracı | Wikipedia
Sputnik (8K71PS/8A91) (Roket ) | Wikipedia
Sputnik | Wikipedia
Dragon 2 | Wikipedia
VENÜS projesi | DUTlab
Uzay Mekiği | Wikipedia
Alo Mars | DUTlab
Mars Phonix | NASA
Phoenix | Wikipedia
Apollo 11 | NASA
Apollo 11 | Wikipedia
Uluslararası Uzay İstasyonu | Wikipedia
Phoenix görseli | NASA
Curiosity görseli | NASA
Discovery uzay mekiği görseli | NASA
Uluslararası uzay istasyonu görseli | NASA
Başlık görseli | Wikimedia
Sputnik 1 görseli | Nasa
Vostok 1 roketi görseli | NASA

Uzay araçları nelerdir? Ne işe yararlar ? Read More »

Dünya’nın En Hızlı Hayvanı

[Science Focus yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir.]
Tarih: 14.04.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 3 dakika

Hepimiz Dünya’nın en hızlı hayvanını merak etmişizdir. Fakat hayvanlar alemi öyle geniştir ki her geçen zaman yeni bir şeyler keşfediyoruz. Hayvanlar alemi bizi her gün şaşırtmaya devam ediyor. Kimi hayvan avlanmak için kimileri de avcılardan kaçmak için hızlanma kabiliyetlerini kullanıyorlar. En hızlı kara hayvanının çita olduğunu hepimiz duymuşuzdur. Aslında bu bir bakıma doğru, bir bakıma ise yanlış.

Peki nasıl?

Karadaki en hızlı hayvan ödülünün sahibi tabii ki çita! Üstelik hızları 120 kilometreye kadar çıkabiliyor. Fakat bu noktada başka bir bakış açısına ihtiyacımız var. Vücut büyüklüğüne göre hız! Yetişkin bir çitanın vücut uzunluğu 1.1 ile 1.6 metre arasındadır. Bir çitanın en yüksek hızı saatte 120 kilometre yani saniyede yaklaşık 30 metredir. Bu da saniyede uzunluğunun yaklaşık olarak 20 katı mesafe kat ettiği anlamına gelir.

Bu noktada vücut büyüklüğüne göre Dünya’nın en hızlı hayvanı çitalar değildir. Çünkü Güney Kaliforniya’nın kaldırımları ve kayaları arasında yaşayan, susam büyüklüğünde bir akar (Paratarsotomus Macropalpis) saniyede 322 vücut uzunluğuna ulaşan bir hıza sahiptir. Bu da saatte 2000 kilometre hızla koşan bir insanın hızına eşdeğerdir. Usain Bolt’tan 20.000 kat daha küçük ve 40 kat daha hızlıdır.

Akar Görseli

Bu akarın hızlı olduğunu düşünüyorsanız yanılabilirsiniz. Bilim adamları akarın avının daha da hızlı olabileceğinden şüpheleniyorlar, ancak yakalanması zor olan hayvanın kimliği henüz belirlenemedi veya kameraya yakalanmadı.

Diğer kategorilerde Dünya’nın en hızlı hayvanları:

Merlin Balığı – Saatte 130 kilometre

Merlin Balığı Görseli

Denizlerin en hızlısı da 4,5 metrelik boyu ve 750 kiloya yakın ağırlığı ile merlin balığı.

Bayağı Doğan – Saatte 389 kilometre

Doğan Görseli

Göklerin kralı ise bayağı doğan. Avına kilitlendikten sonra öyle bir dalışa geçiyor ki, hızı saatte 389 kilometre hıza kadar çıkabiliyor.

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

 

çEVİRİ | SCIENCE FOCUS

bAŞLIK GÖRSELİ | SCIENCE FOCUS

Akar Fotoğrafı | ScIence FOCUS

Merlin Balığı Fotoğrafı | WallPAPERBETTER

Doğan Fotoğrafı | WIkıpedıa

 

Dünya’nın En Hızlı Hayvanı Read More »

Vampir Beyblade | Bölüm 2: Meteo L-Drago’nun Fiziği

[Özgün yazıdır]
Tarih: 10.04.2021
Yazar: Emre Sezer
Ortalama Okuma Süresi: 6 dakika

Yazının ilk bölümünde birçok beyblade parçasını gördük birçok beyblade tipini tanıdık. Bu bölümde bu özelliklerin fizik kanunları karşısında nasıl hareket ettiğini inceleyeceğiz. 

Bütün beybladeler performans uçları etrafında dönerler. Bu hareketlerine dönme hareketi denir. Dönme hareketlerindeki hızlarına da açısal hız denir. Beyblade’in açısal hızını en dış halkası füzyon tekeri üzerindeki bir p noktasının birim zamanda performans ucu etrafındaki yer değişimi olarak alabiliriz. Beybladeler dönme hareketi yaparken her zaman aynı yerlerinde durmazlar. Yaptıkları bu yer değiştirme öteleme hareketidir.

Dönme Hareketi Görseli (r: beyblade yarı çapı, Q: hareket sırasında taradığı açı, S: haraketi sırasında taradığı yay uzunluğu)

Dönme hareketi yapan beybladeler 3 boyutlu katı cisimler olduğu için üzerlerine başka fiziksel kuvvetler de etki eder. Bu kuvvetler zemine doğru beyblade’in kütlesi ve Beyblade’e etki eden yerçekimi ivmesinin çarpımı olan “mg” kuvveti ve bu kuvvete karşı aynı büyüklükte ters yönde oluşan tepki kuvveti veya normal kuvvet “N” kuvveti. Son olarak bu kuvvetlere dik beyblade’in dönme kuvveti etki eder.

Dönme hareketi yapan beybladeler 3 boyutlu katı cisimler olduğu için üzerlerine başka fiziksel kuvvetler de etki eder. Bu kuvvetler zemine doğru beyblade’in kütlesi ve Beyblade’e etki eden yerçekimi ivmesinin çarpımı olan “mg” kuvveti ve bu kuvvete karşı aynı büyüklükte ters yönde oluşan tepki kuvveti veya normal kuvvet “N” kuvveti. Son olarak bu kuvvetlere dik beyblade’in dönme kuvveti etki eder. Ayrıca aerodinamik etkileri de unutmamak lazım ama plastik beyblade arenasında dönen beyblade oyuncakları bu için ihmal edilebilir bir durumdur. 

Serbest Beyblade Diyagram Görseli

Formüllere hiç girmeden yazdıklarımızı toparlamak gerekirse. Beyblade’e etki eden kuvvetler, daha çok beyblade’in füzyon tekerinin şekli, çapı, kütlesi, füzyon tekerinin zeminden ne kadar yukarıda olduğu, performans ucunun şekline göre değişiklik gösterir. Bu kuvvetler de beyblade’in ne kadar hızda nasıl bir dönme ve sürüklenme yörüngesini izleyeceğini bize söyler. Yani iyi bir beyblade seçmek için fizik biliminden yararlanabiliriz. Teoride en iyi beyblade’i oluşturabiliriz. Sonsuz ihtimallerde bu özellikleri kıyaslamak veya en iyi beyblade’i başka yazıda tartışırız. Şimdi L-Drago’ya geri dönersek…

L-Drago’un farkı ne?

İncelediğimiz Meteo L-Drago, füzyon tekeri olarak ona ismini veren “meteo” parçasını kullanıyor. Meteo özellik olarak diğer füzyon tekerlerine göre daha hafif ve dar çapa sahip ve tam bir çember yerine 6 yayın birleşmesini andıran bir yapıya sahip. Bu yapılardan kauçuk olanlar “pençe” metal ve pürüzsüz olanlar “çene” olarak isimlendiriliyor. Çene çıkıntılarının pürüzsüz olması aerodinamik açıdan, pençe kısımlarının kauçuk olması çarpışma açısından L-Dragoya büyük bir avantaj kazandırıyor. Böylece sürtünmesiz yüzeyiyle daha düzgün hava akışına maruz kalırken gelen etkileri daha kolay emebiliyor. Diğer beybladelerden ters tarafa dönmesiyle de dengesini kaybederken çarptığında bir duvara yaslanmış ve dikilmiş bir şekilde dönmeye devam ediyor. Çarpışmadan sonra diğer beybladeler gibi devrilmesini beklerken tam tersi daha güçlü bir şekilde dönmeye başladığını görüyoruz. Bütün sürpriz füzyon tekerinde değil tabi ki.

Füzyon tekerini aşağıdan besleyen “LW105” dönme kanadına sahip. Bu dönme kanadı dönerken etrafındaki havayı füzyon tekerine doğru aktaracak bir yapıda. Hem de standart modellerden daha uzun olması sayesinde daha düzgün ve büyük bir hava akımını ile beyblade yavaşlasa bile döndüğü sürece hava akımını füzyon tekerine taşıdığı için L-Drago’nun devrilmesini önlüyor. 

Bu özellikler de L-Drago’nun vampir davranışının arkasındaki bilim. Ne kadar basit gibi gözükse de oyuncaklardan, uzay mekiklerine her yerde bilime ve fiziğe ihtiyaç duyuyoruz ve bunları iyi kullanırsak L-Drago gibi veya daha iyi mühendislik harikaları yapmak mümkün.

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

Beyblade Metal Masters | My Anime List

Başlık Görseli | Beyblade Metal Masters (Anime)

Meteo L-Drago LW105LF | beyblade.fandom.com

Dönme Hareketi Görseli | Beyblade Metal Masters (Anime)

Serbest Beyblade Diyagram Görseli | Beyblade Metal Masters (Anime)

Vampir Beyblade | Bölüm 2: Meteo L-Drago’nun Fiziği Read More »

buzlu kahve

Termodinamiğin Düşmanı: Maxwell’in Cini

[Özgün yazıdır]
Tarih: 05.04.2021
Yazar: Süleyman Mansuroğlu
Ortalama Okuma Süresi: 5 dakika

Cin evet ama üç harfli olanlar değil. James Clerk Maxwell tarafından ortaya atılan düşünce deneyidir. Düşünce deneyleri, gerçek hayatta yapılması imkânsız ya da kesinlikle etik olmayan deneylerdir. Maxwell’in ortaya attığı bu deneyin amacı termodinamiğin 2. Yasası olan Entropi İlkesini kesinliğini sorgulamaktır. Termodinamik yasaları ortaya çıkarıldığı 19. Yüzyılda kimse tarafından sorgulanmadan kabul edilmemişlerdir. Bilimde ortaya atılan her fikir, her düşünce en ince ayrıntısına kadar tartışılmalı, karşıt görüşler ve itirazlara cevap verebilir nitelikte olmalıdır. Yasalar birer dogma değillerdir. Daha fazla bilgi için Bilim Nedir? yazısına buradan ulaşabilirsiniz.

Termodinamiğin 2. Yasası Entropi İlkesi

Yüksek potansiyeldeki enerji her zaman daha düşük yoğunluğa sahip başka bir enerji formuna dönüşmek ister. Yani, bir yaz günü soğuk kahve içmek istediğinizi düşünün. Bardağa oda sıcaklığındaki kahveyi koyup üzerine 4-5 parça buz koydunuz. Kahvenizin oda sıcaklığındaki enerjisi etkileşimde olduğu buz parçalarına geçerek buzları eritir. Sonuç olarak kahveniz soğur. Peki kahvenizin etkileşimde olduğu tek şey buz mu? Kahveniz hava ile de etkileşimdedir ve hava sıcaklığı kahvenizden daha fazla olduğu için enerjisiyle kahvenizin sıcaklığını zamanla değiştirecek ve hava sıcaklığına gelene kadar ısıtacaktır. Bu entropi değişimidir. Sistemlerin entropisi daima artar ya da sabit kalır fakat asla azalmaz. 

Maxwell’in Cini

Deneyin şeması. Kırmızı noktalar hızlı molekülleri, mavi noktalar yavaş molekülleri temsil etmektedir.

Kurulan düşünce deneyinde dış ortamdan tamamen izole, kesişen duvarı olan iki oda kurguladı. Bu duvardan herhangi bir ısı akışı gerçekleşmeyecek fakat aradaki duvarın üzerinde bir kapak bulunuyordu. Her bir odada da eşit miktarda ve eşit sıcaklığa sahip aynı gaz ile vardı. Aradaki kapağı ise odadaki gazların hızını ve konumunu bilen bir cin kontrol etmekte. Bu odalara A ve B odaları diyelim. Cin, A odasındaki moleküllerden, hızı bulunduğu odaya göre daha az olan bir molekül kapağa doğru geldiğinde kapağı açar ve B odasına geçmesine izin verir. Aynı şeyi B odasındaki hızı ortalamaya göre yüksek olan moleküller için yaparak A odasına geçirir. Bu şekilde bir süre sonra A odasında hızı yüksek ve B odasında ise hızı düşük moleküller olur. A odasındaki ortalama hız B odasına göre yüksek olmuş olur. Ortalama hız da sıcaklık demek olduğundan bu durum termodinamiğin ikinci yasasıyla çelişir. 

Yasa hala geçerli mi?

Deney’e ilk itiraz Leo Szilard tarafından gelmiştir. Leo Szilard’a göre bir Maxwell Cini de olsa moleküler hızı ölçmek ve konumu bilmek için bazı araçlara ihtiyacı olduğuna ya da bu bilgiyi edinmesi için enerjiye ihtiyacı olması gerekir. Cin ve gazlar etkileşime girdiğinden gazlar ve cinin entropisini bir araya getirilmesi gerekiyor. Daha sonra Brillouin’in yaptığı çalışmalarla, cinin gazın entropisini düşürürken harcadığı enerjiyle çevrenin entropisini arttırdığını ve çevredeki entropi artışının gazdaki düşüşten fazla olacağını dolayısıyla da sistemin entropinin artacağını iddia etti. Tartışmalar daha da devam etti.

Sonuç olarak, Maxwell’in Cini deneyi entropi ilkesini ihlal edilebilirliğini sorgulamış fakat başaramamıştır. 

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

DÜŞÜNCE DENEYİ | WIKIPEDIA

TERMODİNAMİK YASALARI | WIKIPEDIA

MAXWELL’İN CİNİ | Doç. Dr. SADİ TURGUT

MAXWELL’İN CİNİ GÖRSELİ | WIKIPEDIA

Başlık Görseli | Coffee photo created by wirestock – www.freepik.com

 

Termodinamiğin Düşmanı: Maxwell’in Cini Read More »

Scroll to Top