Aynı masaya damlattığın su yayılıp masayı ıslatır; cıva ise topak hâlinde durur. Metal bir ataş suya bırakıldığında batması gerekirken yüzeyde kalır. Ağaç, kökündeki suyu pompa olmadan metrelerce yukarı taşır. Bu üçünün de tek bir açıklaması var: moleküller arasındaki çekim kuvvetleri.
Tahtaya, musluğa ve böcek üzerine yapışan su damlaları gibi farklı cinsteki iki maddenin bir arada bulunmasını yani birbirine yapışmasını sağlayan etken, bu farklı maddeler arasındaki çekim kuvvetidir. Farklı türden madde molekülleri arasındaki çekim kuvvetine adezyon kuvveti denir.
Cam bardağa su damlatılıp bardak ters çevrildiğinde bazı su damlalarının düşmediği gözlenir. Bu olay, su molekülleri ve cam bardak arasındaki çekim kuvvetidir. Bu çekim kuvvetine adezyon kuvveti denir.
Adezyon kuvveti etkisi, yağmur yağdığında bitkilerin yaprakları ile yağmur damlaları arasında da görülür. Damlanın yaprağa tutunup akıp gitmemesinin sebebi budur.
Katı maddeler arasında da adezyon etkileri görülebilir. Tozların yüzeye yapışması adezyon etkisine verilecek örneklerdendir. Mobilyanın üstünde biriken toz da bir adezyon olayıdır.
Nanoteknoloji kullanılarak su ve toz gibi maddelerin yüzeylere yapışması engellenir veya en aza indirilir. Yani adezyon kuvveti bilerek düşürülür.
Aynı türden maddelerin molekülleri arasındaki çekme kuvvetine kohezyon kuvveti denir. Bir yüzey üzerine damlatılan cıva damlalarının dağılmadan bir arada durduğu yani birbirini tuttuğu gözlenir. Bu olayın nedeni cıva moleküllerinin kendi arasındaki çekim kuvveti olan kohezyon kuvvetidir.
Su damlası yerçekimi kuvvetinin etkisinden dolayı tam daire şeklinde olmayıp, kohezyon kuvvetinin etkisinden dolayı oval bir şekle sahiptir. İki kuvvet birbiriyle yarışır.
Yeryüzünden uzakta bulunan bir uzay aracında bulunan cisimlere yerçekimi kuvveti etki etmediğinden, kohezyon etkisi ile su damlası küre şeklini alır. Yerçekimi çekilince geriye sadece kohezyon kalır.
Cıvada kohezyon etkisi daha belirgin olduğundan dolayı yüzey üzerinde sudan daha az dağılır. Su ve cıvanın yüzey üzerindeki davranışlarının farklı olmasının nedeni, birbirlerini tutma eğilimlerinin farklı olmasıdır.
Sıvı molekülleri birbirine, cismin yüzeyine tutundukları kuvvetten daha büyük bir kuvvetle tutunuyorlarsa sıvı yüzeye yayılamaz ve küresel biçimde kalır. Bu durumda sıvı, yüzeyi ıslatmaz.
Sıvı molekülleri birbirine, cismin yüzeyine tutundukları kuvvetten daha küçük bir kuvvetle tutunuyorlarsa sıvı yüzeye yayılır ve küresel biçimde kalamaz. Bu durumda sıvı, yüzeyi ıslatır.
Bir kabın içinde bulunan sıvının molekülleri birbirini çeker, yani bu moleküller arasında kohezyon kuvveti vardır. Sıvı yüzeyindeki moleküllerin etrafındaki diğer sıvı molekülleri, sıvının derin kısımlarındakilerine göre daha azdır. Bundan dolayı sıvı içinde bulunan moleküllere her yöne eşit olacak şekilde kohezyon kuvveti etki eder; yüzeydekilere ise etmez. Sonuçta yüzeyde bulunan sıvı molekülleri daha dirençli bir sıvı yüzeyi oluştururlar. Bu olaya yüzey gerilimi adı verilir.
Yüzey geriliminin büyüklüğü sıvının türüne, sıvının sıcaklığına ve sıvının saflığına bağlıdır.
Her sıvının kendisine özgü olan bir yüzey gerilim katsayısı vardır ve sıvının yüzey geriliminin büyüklüğünü belirler.
Sıvının sıcaklığı artırıldığında yüzey gerilimi azalır. Çünkü sıcaklık arttığında sıvı molekülleri arasındaki kohezyon kuvveti zayıflar ve yüzey gerilimi azalır.
Sıvıların içine başka bir madde eklendiğinde sıvıların saflığı bozulur. Eklenen maddenin cinsine göre yüzey gerilimi artabilir de azalabilir de.
Suya tuz eklendiğinde suyun yoğunluğu artar ve su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetinin artması sonucunda yüzey gerilimi artar.
Suya temizlik malzemesi olarak eklenen çamaşır ve bulaşık deterjanları, sabun ve şampuanlar suyun yüzey gerilimini azaltarak maddenin daha çok ıslanmasını, daha kolay temizlenmesini sağlar.
Sıvı içine bu sıvıda çözünmeyen yağ gibi başka bir sıvı eklendiğinde yüzey gerilimi bir miktar azalır.
Sıvıların adezyon etkisiyle bir katı içine doğru gösterdiği yayılma eğilimine kılcallık denir. Bitkilerde toprakta bulunan suyun yapraklara kadar taşınması, sünger ve benzeri bezlerin suyu çok iyi çekmesi, gaz lambasındaki fitilin gaz yağını fitile çekerek yanması, kılcallık olayının sonuçlarıdır.
Cıva yüzeyinin kendi üzerinde toplanması, kohezyon etkisinin adezyon etkisinden büyük olmasındandır. Bu yüzden cıvanın yüzeyi dışbükey (ortası yukarı kabarık) görünüme sahiptir.
Kılcal boruda cıva, kaptaki seviyeden aşağı iner. Cam boruya tutunmaktansa kendi moleküllerine tutunmayı "tercih eder".
Adezyon etkisi kohezyon etkisinden büyük olduğundan su yüzeyi içbükey (ortası aşağı çukur) bir görünüme sahiptir.
Kılcal boruda su, kaptaki seviyeden yukarı çıkar. Cam boruya tutunma isteği kendi moleküllerini tutma isteğinden büyüktür.
Bu üç kuvvet mutfakta, banyoda, bahçede, hastanede ve doğanın her yerinde çalışıyor.
Teflon yüzey, yemek ile tava arasındaki adezyon kuvvetini en aza indirir. Yumurta tabana tutunamaz, yağ damlası bile üzerinde yuvarlanır.
Saf su yüksek yüzey gerilimi yüzünden kumaşın liflerinin arasına giremez. Deterjan yüzey gerilimini düşürür, su kumaşı gerçekten ıslatır ve kir sökülür. Yıkarken "suyun ıslaklığını artırmış" oluruz.
Bitkilerde toprakta bulunan suyun yapraklara kadar taşınması kılcallık olayının sonucudur. Gövdedeki damarlar çok ince olduğu için — kılcallık çapla ters orantılı — su metrelerce yukarı tırmanabilir. Ne pompa var ne motor.
Su üstünde koşan böcek yüzmez, yüzey geriliminin üstünde durur. Ataş deneyinin canlı hâlidir: özkütlesi sudan büyük olduğu hâlde batmaz.
Süngerin içi binlerce kılcal boşluktan oluşur. Sünger ve benzeri bezlerin suyu çok iyi çekmesi kılcallık sayesindedir. Kağıt havlu, kumaş peçete ve tebeşir de aynı işi yapar.
Gaz lambasındaki fitilin gaz yağını fitile çekerek yanması kılcallık olayının sonucudur. Aynı sebeple mumun fitili de erimiş mumu yukarı çeker.
Daralan kalp damarlarını genişletmek için takılan stentlerin iç yüzeyleri sıvı tutmayan yüzeyle kaplanır. Böylece iç yüzey daha kaygan hâle gelir ve tıkanmalar engellenebilir.
Mayo kumaşı suyla temas ettiğinde günlük kıyafetlere göre çok daha az su çeker, çok daha hızlı kurur. Adezyon azaltıldığı için yüzücü daha rahat ve hızlı yüzer.
Ağzına kadar doldurulan bardakta su, kenarın biraz üstüne kadar kubbe gibi kabarır ama dökülmez. Yüzey gerilimi zar gibi tutar. Çayı sıcak koyarsan daha çabuk taşar — sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi azalır.
18 sorudan oluşan bu test ile "Adezyon, Kohezyon, Yüzey Gerilimi ve Kılcallık" ünitesini ne kadar kavradığını gör. Her sorudan sonra anında geri bildirim alacaksın.
Farklı türden madde molekülleri arasındaki çekim kuvveti. Yapışma kuvvetidir. Tozun yüzeye yapışması, camdaki su damlası.
Aynı türden maddelerin molekülleri arasındaki çekme kuvveti. Birbirini tutma kuvvetidir. Cıva damlasının dağılmaması.
Adezyon büyükse sıvı yayılır, yüzeyi ıslatır (su). Kohezyon büyükse küresel kalır, ıslatmaz (cıva).
Adezyon > kohezyon ise yüzey içbükey (su); kohezyon > adezyon ise dışbükey (cıva) görünür.
Yüzeydeki moleküllerin etrafında daha az molekül olduğundan yüzeyde daha dirençli bir tabaka oluşur. Kaynağı kohezyondur.
Her sıvının kendine özgü yüzey gerilim katsayısı vardır; sıcaklık artarsa gerilim azalır; saflık bozulursa değişir.
Tuz kohezyonu artırır → yüzey gerilimi artar. Deterjan/sabun/şampuan azaltır → daha iyi ıslatır ve temizler. Yağ bir miktar azaltır.
Sıvıların adezyon etkisiyle bir katı içine doğru gösterdiği yayılma eğilimi. Bitkiler, sünger, fitil.
Kılcallık olayı kullanılan borunun çapı ile ters orantılıdır. Boru inceldikçe su daha yükseğe çıkar, cıva daha aşağı iner.