9. Sınıf Kimya · Ünite 2
Akmaya Karşı Direniş: Viskozite
Sıvıların akmaya karşı gösterdiği direnç olan viskoziteyi, moleküller arası etkileşimleri ve sıcaklığın akışkanlığa etkisini günlük hayattan örneklerle keşfediyoruz.
Kazanım KİM.9.2.11 · 35 dk okuma
Sabah kahvaltısında krep yaptığınızı ve üzerine bal dökmek istediğinizi hayal edin. Balın şişeden ne kadar yavaş aktığını fark etmişsinizdir. Peki aynı şişede su olsaydı ne olurdu? Su anında dökülürdü. İşte sıvıların bu akma davranışındaki farklılık, kimyada çok önemli bir kavram olan viskozite ile açıklanır.
Viskozite ve Akışkanlık Nedir?
Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirence 'viskozite' denir. Yani bir sıvı ne kadar zor akıyorsa, o sıvının viskozitesi o kadar yüksektir. Bal, pekmez veya motor yağı gibi yavaş akan sıvılar yüksek viskoziteli sıvılardır. Akışkanlık ise viskozitenin tam tersi bir durumdur. Viskozitesi yüksek olan sıvıların akışkanlığı düşüktür.
Moleküller Arası Etkileşimlerin Rolü
Farklı saf sıvıların (örneğin su, etil alkol ve gliserin) neden farklı hızlarda aktığını hiç merak ettiniz mi? Bunun temel sebebi sıvı moleküllerinin birbirini çekme gücüdür. Sıvı molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri (hidrojen bağları veya Van der Waals kuvvetleri gibi) ne kadar güçlüyse, moleküllerin birbiri üzerinden kayarak akması o kadar zorlaşır. Örneğin gliserin moleküllerinde çok sayıda hidrojen bağı bulunur; bu yüzden moleküller birbirine sıkıca tutunur ve gliserin, suya göre çok daha yüksek bir viskoziteye sahip olur.
Sıcaklık Viskoziteyi Nasıl Etkiler?
Buzdolabından yeni çıkardığınız bir balı ekmeğe sürmek çok zordur, çünkü soğuk balın viskozitesi oldukça yüksektir. Ancak balı biraz ısıttığınızda moleküllerin kinetik enerjisi artar. Hızlanan moleküller arasındaki etkileşimler zayıflar ve sıvı daha kolay akmaya başlar. Demek ki sıcaklık arttıkça sıvının viskozitesi azalır ve akışkanlığı artar.
Yollar asfaltlanırken ziftin çok sıcakken dökülmesi veya kışın araç motorlarının rahat çalışması için soğukta donmayacak (düşük viskoziteli) motor yağlarının tercih edilmesi, bilimsel bir gerçeğin günlük hayatımızı nasıl kolaylaştırdığına harika örneklerdir.
Akmaya Karşı Direniş: Viskozite: Alıştırma Soruları
1. Bir sıvının akmaya karşı gösterdiği dirence ne ad verilir?
- A) Akışkanlık
- B) Viskozite
- C) Yüzey Gerilimi
- D) Buhar Basıncı
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Viskozite
Sıvıların akmaya karşı gösterdiği direnç viskozite olarak adlandırılır. Viskozite ne kadar yüksekse sıvı o kadar zor akar.
2. Soğuk havalarda araç motorlarındaki yağın kalınlaşıp zor akması, aşağıdaki değişkenlerden hangisinin viskoziteye etkisi ile doğrudan açıklanabilir?
- A) Sıvının kütlesi
- B) Sıvının hacmi
- C) Sıcaklık
- D) Dış basınç
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Sıcaklık
Sıcaklık düştüğünde moleküllerin kinetik enerjisi azalır, moleküller arası çekim güçlenir ve sıvının viskozitesi artar. Bu durum sıcaklık değişimi ile ilgilidir.
3. Aynı sıcaklıktaki X, Y ve Z sıvıları eğik bir düzlemden aynı anda bırakılıyor. Bitiş noktasına ulaşma süreleri Y > X > Z şeklinde ölçülüyor. Buna göre bu sıvıların akışkanlıklarının büyükten küçüğe sıralanışı aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Y > X > Z
- B) Z > X > Y
- C) X > Y > Z
- D) Y > Z > X
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Z > X > Y
Bitiş noktasına en geç ulaşan (süresi en uzun olan) Y sıvısının akmaya karşı direnci (viskozitesi) en yüksek, akışkanlığı ise en düşüktür. En hızlı akan Z sıvısının akışkanlığı en büyüktür. Dolayısıyla akışkanlık sıralaması Z > X > Y olur.
4. Oda sıcaklığında bulunan Su, Etil Alkol ve Gliserin sıvılarının viskozite değerleri birbirinden oldukça farklıdır. Bu durumun temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Sıvıların farklı hacimlerde olması
- B) Moleküller arası etkileşim güçlerinin farklı olması
- C) Sıvıların bulundukları kabın şekli
- D) Sıvıların kütlelerinin farklı olması
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Moleküller arası etkileşim güçlerinin farklı olması
Aynı sıcaklıktaki farklı sıvıların viskozitelerinin farklı olmasının tek nedeni, sıvı molekülleri arasındaki etkileşim türlerinin ve güçlerinin (örneğin hidrojen bağlarının sayısı) farklı olmasıdır.
5. Bir öğrenci, moleküller arası etkileşimlerin akışkanlığa etkisini ispatlamak için bir deney tasarlıyor. Aynı sıcaklıkta, eşit hacimde su ve gliserin alarak bu sıvıların aynı eğimdeki yüzeyden akma sürelerini kronometre ile ölçüyor. Bu deneydeki bağımsız değişken (araştırmacının bilerek değiştirdiği değişken) aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Sıvıların sıcaklığı
- B) Sıvıların akma süresi
- C) Sıvının cinsi (moleküller arası etkileşim)
- D) Kullanılan eğik düzlemin açısı
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Sıvının cinsi (moleküller arası etkileşim)
Deneyde etkisi araştırılan ve bilerek değiştirilen özellik sıvının cinsidir (su ve gliserin kullanımı). Bu yüzden bağımsız değişken moleküller arası etkileşim türü/sıvının cinsidir. Akma süresi ise buna bağlı olarak ölçülen bağımlı değişkendir.