Konu anlatımı
Bal kaşıktan yavaşça akarken su hemen dökülür. Sıvıların akmaya karşı gösterdiği bu farklı direnç viskozite kavramıyla anlatılır. Bu alt başlıkta sıvıların genel özelliklerini, viskozitenin neye bağlı olduğunu ve günlük hayattaki örneklerini göreceksin.
Sıvıların özellikleri
Sıvılarda tanecikler birbirine yakındır ama sabit konumlarda durmaz; birbirinin üzerinden kayarak hareket eder. Bu yüzden sıvıların belirli hacmi vardır, ama belirli şekilleri yoktur; bulundukları kabın şeklini alırlar. Tanecikler arasındaki boşluk çok az olduğu için sıvılar neredeyse sıkıştırılamaz. Sıvıların akabilme özelliğine akışkanlık denir; akışkanlığı yüksek olan sıvı kolay akar.
Viskozite nedir?
Bir sıvının akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite (akmazlık) denir. Viskozite akışkanlığın tersidir: viskozitesi yüksek olan sıvı yavaş akar. Oda sıcaklığında bal ve gliserin çok viskozdur; zeytinyağı sudan daha viskoz, gliserinden ise daha az viskozdur. Su bu üçü içinde en kolay akan sıvıdır.
Viskoziteyi etkileyen etkenler
Moleküller arası etkileşimler güçlendikçe moleküller birbiri üzerinden daha zor kayar ve viskozite artar. Gliserin molekülünde üç tane O–H grubu bulunur; moleküller birbirleriyle çok sayıda hidrojen bağı kurduğu için gliserin çok viskozdur. Sıcaklık arttıkça moleküllerin hareketi hızlanır ve aralarındaki etkileşimleri daha kolay yenerler; bu yüzden sıvıların viskozitesi sıcaklık arttıkça azalır. Isıtılan bal daha kolay akar, kışın soğuk havada ise motor yağları koyulaşır.
Farklı sıcaklıklarda su, gliserin ve zeytinyağının aynı yükseklikten akma süreleri ölçülerek bu etkiler gözlenebilir: her sıcaklıkta gliserin en yavaş, su en hızlı akar ve üç sıvının da akma süresi sıcaklık arttıkça kısalır.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Oda sıcaklığında su, gliserin ve zeytinyağını viskozitelerine göre sıralayınız. Bu sıvılar ısıtılırsa viskoziteleri nasıl değişir?
Çözüm. Oda sıcaklığında viskozite sıralaması gliserin > zeytinyağı > su biçimindedir. Gliserin molekülleri arasında çok sayıda hidrojen bağı bulunduğu için moleküller birbirinin üzerinden zor kayar. Sıcaklık arttığında moleküller daha hızlı hareket eder ve etkileşimleri daha kolay yener; bu yüzden üç sıvının da viskozitesi azalır ve sıvılar daha kolay akar.
Örnek 2. Kışın çok soğuk havalarda araç motorlarının ilk çalıştırılışta zorlanmasının bir nedeni de motor yağıdır. Bu durumu viskoziteyle açıklayınız.
Çözüm. Sıcaklık düştüğünde motor yağının molekülleri yavaşlar ve aralarındaki etkileşimleri yenmekte zorlanır; yağın viskozitesi artar. Koyulaşan yağ motorun hareketli parçaları arasında kolay dağılamaz ve parçaların hareketine daha fazla direnç gösterir. Motor ısındıkça yağın viskozitesi azalır ve yağ kolay akar.
Sık yapılan hatalar
- Viskozite ile akışkanlığı aynı anlamda kullanmak; viskozite arttıkça akışkanlık azalır.
- Sıcaklık artınca viskozitenin arttığını sanmak; sıvılarda viskozite sıcaklıkla azalır.
- Yoğunluğu büyük olan sıvının her zaman daha viskoz olduğunu düşünmek; viskoziteyi moleküller arası etkileşimler belirler.
- Viskozite: akmaya karşı direnç.
- Moleküller arası etkileşim güçlendikçe viskozite artar.
- Sıcaklık arttıkça sıvıların viskozitesi azalır; gliserin > zeytinyağı > su.