Suyun Özısısı daha az olsaydı ne olurdu?

Özısı bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığını bir santigrat derece artırmak için gerekli olan ısı enerjisi olarak tanımlanır. Suyun özısının değeri 1 cal/gr.°C’ dir ve çoğu maddeninkinden büyüktür. Tam olarak bunun ne olduğunu anlayabilmek için demirin özısısı olan 0.11 cal/gr.°C ile karşılaştıralım. Aynı kütledeki demir ve suya eşit miktarda ısı verirsek demirin sıcaklık değişimi yaklaşık 9 kat daha fazla olacaktır. Mesela suyun sıcaklık değişimi 10 °C ise demirin sıcaklık değişimi yaklaşık 90 °C olacaktır.

Deniz suyunun özısısı karalarınkinden büyük olduğu için suyun belli bir sıcaklığa erişmesi kumsallara göre daha çok enerji soğurmasını gerektirir. Su bu yüzden geç ısınır ve geç soğur, karalar için ise tam tersi geçerlidir.
          Su, soğutma aracı olarak otomobillerde ve motorlarda kullanılır. Suyun yerine başka bir madde kullanılsaydı aynı miktardaki ısı soğurulması sonucu soğutucunun sıcaklığı çok daha fazla artardı. Su akışkan olduğu ve geç soğuduğu için soğuk kış günlerinde kalorifer sistemlerinde kullanılarak binalar ısıtılır. Sıcak su torbalarından da bu mantıkla faydalanırız.
Karalar yazın gündüz vakitlerinde çabucak ısınarak üzerindeki havayı ısıtır yükselmesini sağlar, bu hava kütlesinin yerine deniz üzerindeki soğuk hava kütlesi akın eder. Böylece denizden karaya hoş bir meltem eser. Yaz gecelerinde ise tam tersi gözlenir, su geç soğur hatta çok da fazla soğumaz diyebiliriz ve sonuçta karadadan denize hava hareket eder.
Suyun özısının hayatımıza etkisi bununla sınırlı değildir. Suyun sıcaklık değişimine bu direnci dünyamıza da büyük oranda etki eder, giyeceğimiz elbiselere kadar dolaylı olarak tesir eder. Nasıl mı? Dünya haritası veya küresi üzerinde Avrupa ve Kanadanın kuzeydoğusu aşağı yukarı aynı enlemlerde yer alırlar. Eğer suyun özısı bu kadar büyük takdir edilmemiş olsaydı kilometre kareye eşit güneş ışığı düşen Avrupa ve Kanada’nın durumu değerlendirildiğinde; Avrupalılar Kanada’nın kuzeydoğu bölgelerinde yaşayanlar kadar soğuğu etkili bir şekilde hissedeceklerdi. Atlantik akıntısı olarak bilinen Gulf Stream (körfez akıntısı) ılık suları Karayiplerden Avrupa kıyılarına kadar taşır ve buralarda soğuyarak her bir gram su kütlesi bir derece soğuyarak 1 cal enerjiyi havaya aktarır ve havayı ısıtır. Isınan hava batıdan Avrupa kıtası üzerine akarak soğuğu kırar. Çok büyük ve gizli bir kalorifer tesisatı gibi yaşlı dünyamıza masrafsız bir ısınma sağlar. Böylece su bir klima gibi davranarak kıyılarda kışın havayı ısıtır, yazında serinletir ve karaların içlerinde yaşanan uç sıcaklık ve soğuklukların buralarda yaşanmasını engeller.

Bedenimizin bir parçası olan suyun, sadece içerek tükettiğimiz bir madde değil, dünyadaki hassas dengeleri sağlayan özel bir seçim olduğu gün geçtikçe daha da çok açığa çıkıyor. Su dengesinin bozulması iklim değişikliklerine kadar uzanan hayata etkilere sebep olabilir. Ne dersiniz sizce de suyun özısısı iyi ki böyleymiş değil mi?
Su gibi aziz olun…
KAYNAKLAR:
1) Resim 1 - Deniz suyu yüzey sıcaklıkları
http://sos.noaa.gov/images/fullsize/Ocean/sstNASAModel.jpg
2) Resim 2 - Deniz akıntıları
http://sos.noaa.gov/images/fullsize/Ocean/seacurrents.jpg
3) Resim 3 - Küresel dünya deniz suyu ortalama sıcaklıkları 1982-1995
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/climatology/sst/

globalsst.clim.annual_1982-1995.gif

 Akdeniz Üniversitesi Emekli Öğretim Üyesi: Prof. Dr. Oktay HÜSEYİN (Guseinov) beyin bu makale hakkındaki düzeltmeleri:

 Sayın yazar Mustafa Demir diyor ki: “Özısı bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığını bir santigrat derece arttırmak için gerekli olan ısı enerjisi olarak tanımlanır.” Tüm Türkçe lise kitaplarında böyle doğruluktan uzak olan bir özısı kavramına rastlamaktayız. Unutulmamalıdır ki bizim toplumumuz da, genelde, çocuklukta neler anlatılırsa ölene kadar bize söylenmiş olanlara inanırız, düşünmek ve sorgulamak istemeyiz ve sonuç olarak gerçekleri aramayız. Bütün eğitim sistemimiz ezberciliğe dayandığından, bu eğitim sorgulamaya ve araştırmaya imkan vermemektedir. Gerçekte ortaokulda anlatılan özısı kavramı, cismin sabit hacimde olduğu ve maddenin değişmeyen hali için (ya katı,ya sıvı ya da gaz halinden biri) geçerli olandır, ama bu vurgulanmıyor. Bu değerler normal basınç ve sıcaklık koşullarında geçerlidir ve yazarda bunları kullanıyor. Ortaokulda maddenin sabit hacimde ki  C_v   ve sabit basınçtaki C_p  özısıları anlatılmalıdır. Hiç olmasa öğrencilere bunlar söylenmelidir. Sayın yazarın yazdığı yaklaşık olarak doğrudur. Çünkü genelde ısı tutumu maddenin sıcaklığına da bağlıdır. Örneğin demirin -200⁰ C (73⁰ K) de sahip olduğu özısısı 0⁰ C de sahip olduğu özısısından çok daha küçüktür.   

              Unutmayalım ki, Newton lisede gördüğümüz bütün kanunları 26 yaşına kadar bulmuştu. Ünlü Fransız matematikçi ve astronom Alexis- Clod Clero (18. yüz yıl) Paris Akademisinde ilk bildirisini sunduğunda 12 yaşındaydı. Fizik ve matematik konularında en büyük işleri yapmış kişilerden bazıları, ilk bilimsel makalelerini 13–14 yaşlarında yazmıştır (örneğin Maxwell ve Hamilton). Adını matematik tarihine yazdıranlar içinde, 21 yaşında düelloda öldürülmüş Evariste Galois (1811–1832) vardır.

              Güzel bir konuyu anlatan ve büyük ölçüde amacına ulaşmış olan Sayın Mustafa Demir devam ediyor: “Deniz suyunun özısısı karalarınkinden büyük olduğu için suyun belli bir sıcaklığa erişmesi kumsallara göre daha çok enerji soğurmasını gerektirir. Su bu yüzden geç ısınır ve geç soğur, karalar için ise tam tersi geçerlidir.” Burada yazarın fikri özısıda odaklanmış ve maddelerin ısı iletkenliğinin, cisimlerin ısı kapasitelerinin ve yüzeylerinin elektromanyetik dalgalarını nasıl yansıttığının önemi vurgulanmamıştır. Birinci cümleden deniz suyunun ve kumsalların güneş ışığı ile ısınmalarının söz konusu olduğu anlaşılır. Birincisi su ışığı kumdan çok daha fazla yansıtıyor ve daha iyi iletkendir (özellikle tuzlu su). Bu nedenle suyun her bir metre karesi, aynı zaman aralığında, kumsaldan daha az ışık enerjisi soğurmuş oluyor. Diğer yandan tuzlu su daha iyi iletken olduğundan ısıyı suyun tabanına doğru iletiyor ve su derin olduğundan bu süreçten etkilenen suyun kütlesi de fazla olur. Deniz suyunun geç ısınmasında ve geç soğumasında özısının dışında bunların da büyük katkıları vardır. Unutmayalım ki, bir kilo suyu bir derece ısıtmak için gereken ısı bir kilo kumu bir derece ısıtmak için gerekli olan ısıdan daha fazladır. Yani aynı ısı ile bir kilo su, bir kilo kumdan daha az sıcaklık farkı kazanır.