Su ne kadar zamanda donar?
Su Neden ve Ne Kadar Zamanda Donar?
Su, bildiğin gibi, 0°C'de donar. Ama bu teorik bilgi. Gerçek hayatta, suyun donma süresi çevresel faktörlere göre büyük ölçüde değişir. Deneyimlerime göre, bu süreyi etkileyen en önemli şeyler şunlar:
- Sıcaklık Düşüşünün Hızı ve Derecesi
Hava sıcaklığı ne kadar hızlı düşerse ve hedef sıcaklık (0°C'nin altına) ne kadar düşerse, su o kadar çabuk donar. Örneğin, dışarıda hava -10°C'ye hızla inerse, bir bardak su birkaç saat içinde buz tutabilir.
Ama eğer sıcaklık sadece 0°C'ye yakınsa ve yavaşça düşüyorsa, donma süreci çok daha uzun sürebilir. Hatta bazen, hava sıcaklığı 0°C'nin biraz altına düşse bile, suyun içinde çözünmüş mineraller veya hareketlilik nedeniyle hemen donmayabilir. Bu duruma aşırı soğuma (supercooling) deniyor.
Pratik İpucu: Eğer bir şeyi hızlıca dondurmak istiyorsan, örneğin yazın içeceğini soğutmak için, dondurucuya koymadan önce içine biraz tuz atabilirsin. Tuz, suyun donma noktasını düşürür ve bu aslında daha hızlı soğumasına yardımcı olur.
- Suyun Hacmi ve Şekli
Küçük bir su kabı, büyük bir su kabına göre çok daha hızlı donar. Neden mi? Çünkü küçük hacimdeki suyun sıcaklığı, çevresel sıcaklığa daha hızlı adapte olur. Bir çay kaşığı su ile bir kova suyu aynı anda dondurucuya koysan, çay kaşığı aylar önce buz olmuş olurdu.
Ayrıca, suyun yüzey alanı da önemli. Geniş ve sığ kaplardaki su, dar ve derin kaplardakine göre daha çabuk donar. Bunun sebebi, daha fazla yüzey alanının ısıyı daha hızlı kaybetmesidir.
Örnek: Buzdolabındaki buzlukta, küçük buz küpü kalıpları genellikle birkaç saat içinde donar. Ama bir litre suyu dondurmak için çok daha uzun bir süre gerekir, hatta bazen bir gece bile yetmeyebilir.
- Çevresel Koşullar ve Isı Kaybı
Suyun donması, aslında ısısını çevreye kaybetmesiyle gerçekleşir. Bu ısı kaybı ne kadar hızlı olursa, donma o kadar çabuk olur.
- Hava Akımı: Rüzgarlı bir ortamda su, durgun havaya göre daha hızlı ısı kaybeder ve bu da donma sürecini hızlandırır. Düşünsene, dışarıda esen bir rüzgarla su birikintilerinin nasıl daha çabuk donduğunu.
- Temas Yüzeyi: Suyun bulunduğu kabın malzemesi ve kabın temas ettiği yüzey de ısı kaybını etkiler. Metal bir kap, plastik bir kaba göre ısıyı daha iyi iletir, bu yüzden metal kap içindeki su daha hızlı soğuyabilir. Eğer suyu doğrudan buzdolabının soğuk metal rafına koyarsan, bu da ısı kaybını artırır.
- Başlangıç Sıcaklığı: Suyun ilk sıcaklığı da önemli. Buzdolabına koyduğun su zaten soğuksa, donması daha az zaman alacaktır.
Deneyimlerime göre: Soğuk bir kış gününde, bahçedeki kovada biriken su, rüzgarın etkisiyle birkaç saat içinde yüzeyden donmaya başlar. Ama aynı suyun tamamen buz olması için daha uzun süre gerekir.
- Suyun İçindeki Maddeler
Saf su, yaklaşık 0°C'de donar. Ancak suya eklenen her şey, donma noktasını etkileyebilir. Tuz gibi çözünen maddeler, suyun donma noktasını düşürür.
Örnek: Yol tuzlama çalışmalarında bunun en büyük örneğini görürsün. Yollara tuz serpildiğinde, karın veya buzun erimesinin sebebi, tuzun suyun donma noktasını düşürmesidir. Yani, normalde donacak olan su, tuz sayesinde donmaz.
Aynı şekilde, şekerli su veya gazlı içecekler de saf suya göre daha düşük sıcaklıklarda donar. Bu yüzden, çok şekerli bir içeceği dondurucuya koyduğunda, ilk başta katılaşmayabilir ama sonra yavaş yavaş kristaller oluşarak donar.
Pratik İpucu: Eğer bir şeyin donmasını istemiyorsan, örneğin kışın araba camlarının donmasını engellemek için antifriz kullanılması gibi, suya donmayı geciktiren maddeler ekleyebilirsin.