Dr. Yanıt

Kahvaltı tabağındaki topaklaşmanın nedeni nedir?

Soru: piyasada satılan çeşitli gevrekleri çanak içine koyup üzerine süt döktüğünüzde, gevreklerin kısa sürece içinde birbirine yapışarak topaklandğını görürüz. Bu topaklaşmanın nedeni nedir, kimsayasl bir etki mi söz konusu?

Yanıt: Bu sorunun cevabını, Harvard Üniversitesi’nden Lakshminarayanan Mahadevan ve Dominic Vella araştırdı ve sütün içinde yüzen kahvaltı gevreklerinin topaklanmasına kimyasal etkiye değil "Cheerios-etkisi"ne bağladılar..

Topaklanma etkisinden sanıldığı gibi karmaşık kimyasal bağlantılar sorumlu değil. Baloncukların, karabiber tanecikleri ve diğer yüzen parçacıkların bir kabın ortasında veya kenarında toplanmaları, basit fiziksel kurallara bağlı. Cheerios etkisinde rol oynayan yerçekimi, yüzdürme ve yüzey gerilim kuvvetlerini, bilim adamları maden sodası içindeki baloncuklarda izlemişler.

CO2 baloncukları bilindiği gibi su ve hava arasındaki sınıra kadar yükseliyor. Burada bir baloncuk yüzdürme kuvveti nedeniyle yukarı doğru bir çıkıntı yapıyor. Bu küçük yükselti yukarı çıkmaya eğimli olan diğer baloncukları kendisine çekiyor. Aynı şey bardağın kenarında da meydana gelmekte, diyor bilim adamları. Suyun yüzeyi burada da yüzey gerilimi yüzünden yukarı doğru büküktür.

Öte yandan yüzmeyen cisimler de aslında sudan daha yoğun olan nesneleri de çekebilirler. Raptiye veya karabiber taneleri örneğin, suyun yüzey gerilim kuvvetleri tarafından taşındıkları için batmazlar. Ancak yüzen cisimlerin aksine suyun yüzeyini yukarı doğru değil aşağı doğru büküyorlar. Bu da raptiyelerin ve baloncukların birbirlerini ittikleri anlamına gelir.

Bilim adamlarının açıklamasına göre çekim ve itme farklı malzemelerin toplanmasıyla değil, yüzdürme kuvvetiyle ilgili ve fizikçiler raptiye ve baloncukları topaklaştırmanın kimyasız da mümkün olduğunu söylüyorlar.

Kimyasız topaklaşma

Bu amaçta bir tarafı, üzerine işlenmiş metal tel nedeniyle sudan daha büyük bir yoğunluğa sahip bir şerit tasarlamışlar. Diğer yüzünün yoğunluğu sudan düşük olduğu için sudan dışarı çıkıyordu.

Raptiye gerçekten de şeridin bir yüzüne tutunurken, suyun üzerinde yüzebilen raptiye başlığı diğer yüzüne yapışmış.

Bilim adamları suda yaşayan kimi böceklerin, su birikintisini terk etmek istediklerinde benzer bir taktikten yararlandıklarını söylüyorlar. Fakat birikintinin kenarında, yerçekimi kuvvetine karşı koymak zorunda oldukları için Cheerios etkisinin kurbanı oluyorlar.

Bununla birlikte gözlemlerden anlaşıldığı üzere bazı böcekler ağırlık merkezini, iki farklı yoğunlukta yüzeye sahip şerit gibi davranacak şekilde ayarlayabiliyorlar. Böylece Cheerios etkisinden yararlanarak kendilerini suyun kenarına çektirebiliyorlar.

Soğuk havada kartopu yapmak zorlaşır, kar topaklaşmaz, neden?

Yanıt: Öncelikle yanıtını verelim, sonra çda bu konuda tartışmaları aktaralım: Kar tanelerinin kartopu haline gelebilmesi için biraz sıvı içermesi gerekir. tamamen kuru kar tanelerini topaklayamazsınız.. Yani kar tanelerinin yaklaşık yüzde 50 gibi sıvı su içerirse rahatça topaklaşır. Yani karın bıraz "ıslak" olması gerekir! tabii karın ıslaklığı biraz da hava ile ilgilidir. Yani sıcaklığın donma noktasında seyrettiği günler kartopu için uygundur.

Şimdi de bu alanda yapılan ilk çalışmalara bir göz atalım: Konu ile ilgilenen bilim adamlarından Michael Faraday 1842 yılında, ıslak kardaki buz parçacıklarının üzerinde ince bir su tabakası olduğunu ve bunun buz parçacıklarının birbirine yapışmasını sağladığını ileri sürdü. Bu amaçla donmakta olan suyun içine iki buz kalıbı batırdı ve iki parçanın birbirine değer değmez yapıştı. Başka bilim adamları da farklı görüşler ileri sürdüler.

Yüzey bilgileri arttı

Bugün ise yüzeyler hakkında çok fazla bilgiliyiz: Buz parçacıklarının yüzeyindeki su moleküllerinin havaya bakan yönde hiçbir şeye bağlı olmadıklarını biliyoruz. Yani artı enerjileri vardır. Bu enerji, Faraday’ın gözlemlediği gibi, iki yüzeyin yan yana gelmesiyle azalır.

Ancak çok düşük sıcaklıklarda, çeşitli şekillerdeki kar taneleri birbirlerine yapışmaz. Donma noktasına yakın sıcaklıklarda tek tek su moleküllerinin hareketliliği artar ve yüzey üzerinde sabit durmazlar. Bu hareketliliğin sonucunda kar tanelerinin arasındaki boşlukları doldururlar. Böylece birbirine yakın taneler daha iyi yapışır. Kar taneleri arasındaki temas noktaları büyüdükçe birbirlerine daha kolay ve çabuk yapışırlar.

Mide asidinin kaynağı nedir ve nasıl azaltılır?

Yanıt: Mide asidini oluşturan klorid iyonlarının kökeni kan plazmasıdır. Kan plazması farklı tuzları içerir: Pozitif iyonlar çoğunlukla sodyumdur ve negatif iyonlar çoğunlukla klorid’dir. Mide asidinin üretimini "gastrik parietal hücreler" adı verilen özel mide hücrelerinin zarlarındaki pompalar başlatır. Bu pompalar hücrelerdeki hidrojen iyonlarını midenin içine doğru pompalarken, karşılığında potasyum iyonları hücreye çeker. Bu süreç bir enerji tüketimi gerektirir.

Parietal hücrelerin içindeki hidrojen iyonları deposu, karbon dioksidin suyla reaksiyonu sonucu yenilenir. Hücreler, karbonik anihidraz enzimi içerir. Bu enzim bu reaksiyonu katalize eder. Reaksiyon ayrıca bikarbonat iyonları üretir. İyonlar, klorid iyonlarıyla değiş tokuş yapan kanal üzerinden plazmaya geçmek üzere hücreyi terk eder ve mideye dolar.

Bunun net etkisi plazmanın karbon dioksit, su ve klorid iyonlarını yitirmesi, bikarbonat iyonlarını kazanmasıdır. Bu arada midenin içeriğinde hidroklorik asit miktarı yükselir. Yani mide metabolik olarak aktif olduğu zaman, vücuttaki pek çok organdan farklı olarak karbon dioksit tüketir.

Doktorlar, reflü sorunu olanlara genellikle tuzu azaltmalarını önerir. Bu şekilde midede oluşan asit miktarı azalabilir.