Basınç Deneyi - 6

Küçüklüğümde heyecanla seyrettiğimiz hadiselerden biri, bir mum yakılıp üstüne kavanoz kapatıldığı zaman, mum alevinin giderek zayıflayıp en nihayetinde de sönmesiydi. Aradan yıllar geçti ve bu deneyin farklı varyasyonlarını öğrenmeye başladım, ama bilimsel alt yapısının hiç de öyle küçümsenecek gibi olmadığını gördüm.

Mesela, genişçe bir kabın, tercihen cam tepsi, ortasına bir mum yapıştırın. Sonra, içine bir-iki santim derinliğinde su koyun. Yani şimdi mum, suyun ortasında bir yanardağ gibi olmuş oldu. Sonra, mumu yakın ve üstüne bir kavanoz kapatın. Alev yanmaya devam ederken çok düşük bir hızla suyun kavanoz içinde yükseldiğini göreceksiniz. Ama alev can verirken ve görünür şekilde tüten bir is çıkarırken, suyun kavanoz içinde hızla yükseldiğini göreceksiniz. Neden?

Klasik cevaplar, en baştaki sadece mum-kavanoz deneyindekiyle aynı açıklamayı verir ve der ki, içerideki oksijen tükendiği için, kavanozun içindeki basınç düşüyor. Su da ondan dolayı içeri çekiliyor. Ama burada bazı saçmalıklar var gibi. Örneğin, eğer oksijen azalmasından bahsedeceksek, alev şiddetliyken daha fazla tüketim, ama alev sönerkense daha az oksijen tüketimi olması gerekmez mi? Bu durumda da suyun yükselme hızının, önce hızlı sonra yavaş olması gerekmez miydi? Yani, bizim gözlemlediğimizin tam aksi! Fakat saçmalıklar burada bitmiyor.

Tamam, yanma işlemi sırasında oksijen tükeniyor ama, ortaya karbon dioksit çıkıyor?!?!?! Hem de kimyasal reaksiyon olarak bire bir sayıda. Yani, tüketilen her bir oksijen molekülüne karşılık bir karbon dioksit molekülü oluşuyor. Bu durumda da gaz miktarında bir azalma olması mümkün değil. Dolayısıyla da içerideki basıncın düşmemesi gerekir. Üstelik, içeride ateş yandığından dolayı, sıcak olan gazın basıncının, başlangıçtaki soğuk gaza göre daha fazla olması ve suyun kavanoz içine girmesi değil, kavanozun dışına çıkması gerekirdi. Yani kavanoz içindeki su seviyesinin düşmesi gerekirdi. Ama öyle olmuyor!?!?!?

Mevzuun çözümü, eksik yanma (incomplete combustion) sürecinde yatıyor. Eksik yanma sırasında, mumdaki hidrokarbon molekülleri ile havadaki oksijen reaksiyona giriyor ama neticede sadece su ve karbon dioksite dönüşmek yerine is olarak isimlendirdiğimiz ara moleküller oluşuyor. Bu durumda da net gaz dengesi bozuluyor. 

Bizim deneye gelirsek, alevin kuvvetli olduğu durumda, yanma işlemi neredeyse tam verimle devam ettiği için, gaz dengesi çok yavaş bozuluyor ve suyun yükselmesi de yavaş oluyor. Fakat özellikle alevin sönmeye yüz tuttuğu durumda, içeride de çok az oksijen kaldığı için, yanma reaksiyonları başlıyor ama tamamlanamadığı için oksijen tüketilirken ortaya hiç gaz verilmiyor. Onun yerine görünür is, yani katı sıvı karışımı bir şeyler veriliyor. Bu durumda da içerideki basınç hızla düşüyor ve dışarıdaki suyu içeri vakumluyor.

Bu deneyi özellikle sevmemin nedeni, insana çok iyi bir kritik düşünce egzersizi yaptırması. Ezberleri bozması. Basit zannettiğimiz şeylerin içerisinde, aslında ne kadar hassas bir düzen ve derin bir sanat olduğunu göstermesi. 

Diğer günlükleri okumak için tıklayın 

Resim: Anne Nygard