Baloncuklar Neden Yuvarlaktır ?

Baloncuklar Neden Yuvarlaktır ?

Öncelikle sabun köpüğünden olmak üzere, kusursuzca yuvarlak şekilleri ve parlayan renkleriyle hepimiz baloncuklara hayranlık duyarız. Sir Charles Vernon Boys adındaki İngiliz bilim insanı bu konuyla o kadar ilgilendi ki 1890 yılında, Sabun Köpükleri, Renkleri ve Onları Şekillendiren Kuvvetler adında 200 sayfalık bir kitap yayımladı.

Boys, baloncukları ‘’ büyüleyici objeler ‘’ olarak adlandırmış ve baloncukları bir arada tutan kuvvetin tüm sıvılarda bulunduğunu öne sürmüştür. Bu durum söz konusu olmasaydı, çay koyamaz, damlayan musluğu kapatamaz ya da su birikintisinden yürüyüp geçemezdik.

Bir balonu suyla doldurduğunuzu düşünün. Su eklemeye devam ettikçe balonun lastiksi yüzeyi genişler. Balon patlayana kadar bu genişleme devam eder.

Şimdi bir su damlasını gözünüzün önüne getirin. Musluğun ağzında biriken damlayı hayal edin. Gittikçe daha da büyüyerek musluğun ağzında asılı kalır. Belli bir büyüklüğe ulaştığında düşer. Boys bunun nedenini merak etmiş, su damlasının musluğun ağzında neden asılı kaldığını anlamaya çalışmıştır. Balın gibi küçük bir poşetin içinde, asılı duruyormuşçasına sallanan suyun miktarı arttığında, poşet yırtılıyor veya patlıyormuş gibi oluyor ve su damlası aşağı düşüyor.

Su damlasının etrafını saran böyle bir poşet yoktur. Ancak Boys’a göre, tıpkı görünmez bir çeperle kaplıymışçasına damlayı bir arada tutan bir şey olmalıydı.

Suya ve diğer sıvılara ait bir özellik olan bu şey, yüzey gerilimi olarak adlandırılır. Suyu ele alalım. Yüzey altındaki su molekülleri, birbirini çok kuvvetli çeker. Ancak yüzeydeki moleküller üstlerindeki hava moleküllerini çekmez. Sadece aşağıya ve içeri doğru, suyu geri kalan kısmına doğru bir çekim söz konusudur. ‘’ Yüzey gerilimi ‘’, bu sayede suyu etrafında bir çeper varmış gibi bir etki yaratmış olur.

Söz konusu bu ‘’ çeper ‘’ su damlası çok ağırlaşıp düşene kadar, damlayı musluğun ağzında tutar.

Boys, farklı sıvıların daha kuvvetli veya daha zayıf olmak üzere farklı ‘’ çeperleri ‘’ olduğunu söyler. Örneğin alkolün yüzey gerilimi suyunkinden daha zayıftır ve damla oluşturmaz. Bunun yanında, kırılan bir cam termometreden çıkıp yerde boncuk boncuk ilerleyen sıvı civanın yüzey gerilimi gerilim kuvveti, suyunkine oranla altı kat daha fazladır.

Yüzey gerilimi köpük baloncuklarını da bir arada tutar. Ucu daire şeklinde bir çubuğu köpüklü bir solüsyon içine sokup çıkardığımızda, çubuğun ucunda ince bir tabaka belirdiğini görürüz. Üzerine doğru üflediğimizde, yüzey gerilimi bu köpüklü tabakayı esnek bir zar gibi genişletir. Bu ince tabaka içine havayı alarak kapanır, baloncuk oluşur ve uçmaya başlar.

Baloncuğun esnek ‘’ çeper/zarı ‘’ yüzünden, tıpkı balon içindeki hava gibi, baloncuk içindeki hava da basınç altındadır. Bu basıncın kuvveti, baloncuk çeperinin ne kadar sıkı olduğuna bağlıdır. Çeper ne kadar sıkı ve kuvvetliyse, baloncuk o kadar küçük ve içindeki hava da o kadar basınç altındadır. Boys, içi hızla boşalan bir balondan çıkan hava gibi, oluşan köpük baloncuktan çıkan havanın da mum alevini söndürebilecek kadar kuvvetli olduğunu gösteren deneyler gerçekleştirmiştir.

Peki, baloncuk neden yuvarlaktır? Çünkü yüzey gerginliği, sıvı tabakayı yani çeperi en sıkışık ve yoğun şekilde bir araya getirir. Doğadaki en sıkıştırılmış ve yoğun şekil dairedir( diktörtgen değildir örneğin). İçerdeki hava, baloncuğun dışındaki havayla aynı kuvvette içerde tutulur ( en azından kırılgan baloncuk patlayana kadar).

Yine de hava biraz çabayla baloncuklar kusursuzca yuvarlak olmayan şekillerde oluşturulabilir diye not emiştir Boys. Örneğin baloncuğa iki halka arasına alır ve iki tarafa çekerseniz, baloncuğa silindir şekli verebilirsiniz. Daire şeklinden uzaklaşan bu baloncuklar ne kadar büyük olurlarsa, o kadar dengesiz olurlar. Uzun silindir bir baloncuk çok geçmeden ortasından incelecek ve iki ayrı küre oluşturacak şekilde bölünecektir.