Basıncın Hal Değişimine (Erime ve Kaynama Noktasına) Etkisi
Hal değişimi sırasında madde molekülleri arasındaki mesafe değişmektedir. Basınç değişiminin olması moleküller arası mesafeyi etkiler. Hal değişimi bu değişimden etkilenir ve maddenin hal değişimi sıcaklığı değişebilir. Bir gaza sabit sıcaklıkta sadece basınç uygulayıp sıvıya ve çok daha fazla kuvvet uygulayıp katıya dönüştürmek mümkündür.
Fakat su için bu durum istisnadır. Suyun katı hali olan buza basınç uygulandığında erime sıcaklığı düşmektedir. Kar yağışından sonra sıcaklık 0 C veya daha düşük olmasına rağmen arabaların geçtiği yerlerdeki erime bu duruma güzel bir örnektir. Dağların zirvelerinde karın uzun süre erimeden kalması ise düşük basınçtan dolayı erime sıcaklığının yükselmesinden kaynaklıdır.
Özetle, su gibi maddeler donarken hacmi büyüyen türden ise basınç erime noktasını düşürür. Madde donarken hacmi küçülen cinsten ise basınç erime noktasını yükseltir.
Kaynama noktası için şu yorum yapılabilir; sıvının iç basıncı dış basınca eşit olduğunda kaynama gerçekleşir yani dış basınç artarsa kaynama noktası artar. Bu duruma düdüklü tencere örneği verilebilir. Kapalı tencere içerisinde basınç artmasından dolayı suyun kaynama noktası 100 C’nin üzerine çıkmaktadır ve yemekler daha hızlı pişmektedir. Eğer dış basınç azalır ise anlatılan durumun tam tersi olur ve kaynama noktası düşer.
Akışkanların Basıncı
Bir kabın içinde hareketsiz, denge halindeki akışkanın basıncı yukarıda anlatılmıştır ve buna statik basınç denilir. Denge halindeki maddelerin temas ettikleri yüzeye uyguladığı basınç olarak da tanımlanır.
Akışkan hareket edebilen sıvı veya gazlara denir ki su ve hava aklımıza ilk gelen olmalıdır. Konuldukları kabın şeklini alabilen, bir kuvvet etki ettiğinde şekil veya yer değiştirebilen akışkanlar (sıvı ve gazlar) dinamik basınç denilen bir basınç uygular. Elimizle bir hortumdan akan suyu sıkıştırdığımız zaman oluşan basınç dinamik basınçtır.
İsveç bilim adamı Daniel Bernoulli akışkanların hızlı aktığı yerde, basıncın düştüğünü fark eder ve bu kendi adıyla anılan bir ilke haline gelir. Özetle şöyle tanımlanabilir; Bir boruda akışkanın hızının arttığı noktalarda basınç düşmesi olur.
- Akışkanların molekülleri birbirine göre sürekli pozisyon değiştirerek dışarıdan gelen etkilere karşı katılar kadar direnç göstermezler.
- Akışkanlar basıncın büyük olduğu yerden küçük olduğu yere doğru akar.
- Kesit alanı sabit bir boruda akışkan sabit süratle hareket eder ancak kesit alanı değiştiğinde akışkanın hızı da değişir. Kesit alanı daraldıkça akışkanın hızı artarken genişledikçe hızı azalır. Bu durumun sebebi kesit alanı değişse dahi birim alandan geçen akışkan hacmi değişmez bu yüzden hız değişir.
- Görselde görülen boruda kesitler arasındaki ilişki şeklindedir
- Sıvıların sürati şeklinde olur.
- Basınçlar ise şeklinde olur.
- Borunun farklı kesitlerinde yer alan açık uçlu borulardaki su seviyesi akışkanın basıncıyla doğru orantılı olacağından yükseklikler arasındaki ilişki şeklinde olur.
Günümüzde bu prensip birçok alanda kullanılmakta ve günlük hayatımızda bu prensibe tanık olmaktayız. Uçak kanatlarının özel yapılarından dolayı üst yüzeyde hava hızlı, alt yüzeyde yavaş akar bunun sonucunda alttaki basınç üstteki basınçtan büyük olacaktır ve bu basınç farkından dolayı havalanmak için gerekli kuvvet oluşur uçak yukarı doğru itilir(dinamik kaldırma kuvveti). Evlerin kuvvetli fırtınada uçan çatıları da hızlı hava akımıyla üst yüzeyde alçak ve alt yüzeyde yüksek basınç oluşumundan kaynaklanmaktadır.
Yukardaki şekilde görüldüğü gibi kanadın üstündeki basınç havanın süratinin fazla olmasından dolayı daha düşüktür ve bunun sayesinde uçaklar uçabilmektedir.
