Fizik Öğretmeni

Akustikçiler ses dalgalarını soğutma sistemlerinde kullanmayı başardılar. Yeni bir buzdolabı geliştirildi artık bu buzdolabında geleneksel buzdolabında yeralan hareketli mekanik parçalar ve zararlı kimyasallar yerine ses dalgalarını ve zararsız gazları kullanılmaya başlandı. ‘Termoakustik buzdolabı’ adı verilen bu sistemler çok verimli, ucuz ve çevre dostu olmasından dolayı pazarda epey bir pay sahibi olabilecektir.

Peki, ses nasıl soğutur?
Çoğu buzdolabı içlerinde bulunan kimyasalları genleştirip sıkıştırarak soğuturlar. Bu şekilde buzdolabının içindeki ısı dışarı verilirken içerisi soğur. Çok güçlü ses dalgalarıda ısı taşınmasına yardımcı olarak aynı işi yapabilir.

Sıkıştırılan gazlar ısınmaya, genleştirilen gazlar ise soğumaya eğilim gösterirler. Bir kapalı kapta çok güçlü bir ses dalgası oluşturulabilirse, gazın belli aralıklarda sıkıştırılması ve genleştirilmesi ile ısıtılıp soğutulması sağlanabilir. Kabın içerisindeki çok güçlü ses dalgaları bir jetin gürültüsünden çok fazla olmasına rağmen dışarıdan duyulmaz. Duyulan sadece evinizdeki buzdolabınınkine benzer bir sestir.

Akustik buzdolabında küçük çelik bir kapta tutulan helyum gazı atmosfer basıncının 10 katı basınca sahiptir. İçerisinde bulunan hoparlör uzun değişmeyen bir nota vererek helyum dolu kabın içerisinde ses dalgalarının titreşimini sağlamaktadır. Kapalı kabın içinde yansıyan dalgalar tarafından oluşturulan basınç farkı sayesinde gaz ısıtılır ve soğutulur.

Ses helyumu küçük gözlü ağlardan oluşan paslanmaz çelik ekrandan geçmeye zorlar ve ısı gazdan çeliğe aktarılır. Ses ekranlardan geçtikçe ses dalgasının basıncının düşmesine sebep olur. Bu da helyumun varacağı etil alkol rezervuarına ulaşmasından çok daha önce bile helyumun genleşmesine dolayısıyla soğumasına sebep olur.

Şu aşamada soğuk olan helyum alkolden ısı alır. Soğuk alkol sonra buzdolabının duvarlarının içinden pompalanarak içeriyi soğutur ve helyumun tekrar soğutması için rezervuara pompalanır.

Kulaklarımızda aynen akustik buzdolabı gibi davranır. Kulağımıza ulaşan ses dalgaları zarı titreştirir. Kulak zarının ileri geri hareketi ile içerde bulunan sıvı, buzdolabının helyum silindiri gibi, bu dalgaları toplar. Enerjiyi buzdolabının yaptığı gibi dalgadan ısıya çevirmek yerine, dalgaların enerjisi içerdeki tüysü yapıları titreştirerek farklı frekansları algılamamızı sağlar.

120dB civarındaki yüksek sesler- bir heavy metal konserindeki sahneye yakın bir yerde duyabileceğinize yakın – ağrıya sebep olabilir. 165 dB ‘de saçlarınız ses titreşimlerinin sebep olduğu sürtünmeden dolayı alev alabilir. Akustik buzdolaplarında ses seviyeleri bir uzay mekiğinin fırlatılmasında açığa çıkan sese yakın olan 173–196 dB arasındadır. Güvenli bir şekilde yüksek basınçlı gaz bulunduran bu kapların parçalanması durumun da bile ses hemen atmosfere yayılarak zararsız seviyelere imektedir.

Mustafa Demir / Fizik Öğretmeni
forphysics@gmail.com

Kaynaklar:

http://www.sciencentral.com/articles/view.php3?type=article&article_id=218392316

http://news.bbc.co.uk/1/hi/technology/2543085.stm

http://aip.org/dbis/stories/2004/14171.html