Maddenin ana hâllerinden biri olan sıvıları, belli bir şekli olmayan, içine konuldukları kabın şeklini alan akışkan malzemeler olarak tanımlarız. Ancak belirli koşullar altında kediler bu tanıma uyuyor gibi görünüyor.
Peki, kedilerin neden bu kadar çevik olduklarını ve bardaklara, kutulara ve diğer küçük yerlere mükemmel şekilde sığabileceklerini merak ettiniz mi? Kedilerin bu akışkan doğasını Boston Üniversitesi’nde reoloji araştırmacısı olan Marc-Antoine Fardin merak etmişti. ( Reoloji -maddenin sıvı halini inceleyen bilim dalı)
Fardin, çalışmaları ile de 2017 LG Nobel Fizik ödülünü almıştı. ( Bu ödüller, Harvard Üniversitesi tarafından Nobel’in bir parodisi olarak tanımlanan, anlamsız, saçma kabul edilen ve yeniden üretilmemesi gereken bilimsel çalışmalara verilen ödüllerdir.)
Sıvı Dediğimiz Şey Tam Olarak Nedir?
Sıvı, fizikte maddenin üç temel halinden biri, gaz ve kristal katı arasındaki bir ara maddedir. Bir sıvının en belirgin fiziksel özelliği hacmini koruması ve bulunduğu kabın şekline uyum sağlamasıdır. Sıvı bir madde bir kaba döküldüğünde kabın şeklini alır ve madde sıvı halde kaldığı sürece kabın içinde kalır. Yani bir sıvının tanımının merkezinde bir eylem vardır. Bir malzeme, formunu bir kaba sığacak şekilde değiştirebilmelidir.
Pek çok çeşit sıvı vardır. Bazıları çok öngörülebilir şekilde hareket eder. Aşina olduğumuz su buna bir örnektir. Bunlara Sir Isaac Newton’un adını referans alarak, Newton tipi akışkanlar denir. Ancak diğer sıvı türleri bu kadar düzgün ve kolayca hareket etmez. Örneğin bir sıvı olarak düşünmeseniz de fıstık ezmesi de aslında sıvıdır. Ancak hava veya su kadar kolay akmaz. Sadece yeterli kuvvet uygulandığında akacaktır.
Bir kavanoz fıstık ezmesini karıştırdığınızı düşünün. Eğer yeterince kuvvetli bir biçimde karıştırırsanız fıstık ezmesi akıcı hale gelir ve ekmeğin üzerine kolayca sürülür. Ancak yavaş karıştırırsanız sert kalır.
Kediler Neden Sıvıdır?
Fıstık ezmesinin de sıvı olduğunu açıkladıktan sonra kedilerin neden kimi durumlarda bir sıvı gibi davrandığını anlamlandırmaya çalışalım. Aslında günlük yaşamlarımız tam olarak öyle olduklarını algılamasak da bir çok sıvı ile doludur. Genel olarak bir şey akabiliyorsa sıvıdır. Ve bu şey sonunda bulunduğu kabın şeklini alacaktır. Bu durumda, fıstık ezmesi gibi, krem şanti, mayonez ve kurabiye hamuru da sıvıdır. Diş macunu, çığ, bataklık gibi şeyler de sıvı olarak kabul edilmektedir.
Akışkanlar iki genel kategoriye ayrılır: gazlar ve sıvılar. Hem gazlar hem de sıvılar deforme olabilir ve kaplara dökülebilir ve bulundukları kabın şeklini alır. Ancak gazlar sıkıştırılabilirken sıvılar en azından kolayca sıkıştırılamaz.
Ayrıca akışkanları tanımlamak ve gruplamak, bir malzemenin veya sistemin durumunu veya rejimini belirlemek için kullanılabilecek birçok sayı vardır. Bunlardan birisine de ‘Deborah sayısı’ denir. Bu, akışkanların davranışlarının konsantrasyon, sıcaklık ve deney süresine bağlı olarak tanımlanabildiği bir sayıdır.
Bu sayı hesaplanırken, malzemenin gevşeme süresi deney süresine bölünür ve sonuç 1’den büyükse malzeme katıdır; sonuç 1’den düşükse sıvıdır. Deborah sayısı;1’den büyükse elastik, 1’e yakın bir değerse viskoelastik, 1’den çok daha küçükse viskoz davranış gösterir.
Sonuç olarak
Kediniz çok hareketliyse ve girdiği kabın içerisine yerleşmesi uzun sürüyorsa, durağanlaşma süresi deneysel süreden büyük olacağı için sonuç 1’den küçük olacaktır. Bunun sonucunda da kediniz de ‘sıvı’ olarak tanımlanmayı hak edecektir.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Answering the question that won me the Ig Nobel prize: Are cats liquid?; yayınlanma tarihi. 8 Kasım 2017; Bağlantı. Answering the question that won me the Ig Nobel prize: Are cats liquid?
- Liquid Cats, Didgeridoo Research and More From the 2017 Ig Nobel Prizes. Yayınlanma tarihi: 15 Temmuz 2017. Bağlantı: Liquid Cats, Didgeridoo Research and More From the 2017 Ig Nobel Prizes
- Poole, Robert. (2012). The Deborah and Weissenberg numbers. The British Society of Rheology – Rheology Bulletin. 53. 32-39.
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
