Suyun Halleri - Suyun Halleri Nelerdir

Suyun Halleri - Suyun Halleri Nelerdir

Su yerkürede değişik hallerde bulunur: su buharı, (bulutlar), su (denizler, göller), buzkar, dolu, buzullar) gibi. Su sürekli olarak su döngüsü olarak bilinen döngü içinde değişik fiziksel hallere dönüşür.

Yağışın insanlık ve tarım için öneminden dolayı, değişik biçimlerine farklı isimler verilmiştir: çoğu ülkede genel ismi yağmur'dur, dolu, kar, sis ve çiy diğer örneklerdir. Uygun şartlar oluştuğunda, havadaki su damlacıkları güneş ışığını kırarak, gökkuşağı oluştururlar.

Temel olarak, su akışı, nehirler ve tarım için su ihtiyacı gibi, insanlık tarihinde büyük roller oynamıştır. Nehirler ve denizler, ticaret ve ulaşım için elverişli yollar sunmuştur. Su akışı, erozyon etkisi ile çevrenin şekillenmesinde büyük roller oynayarak, vadiler ve deltalar oluşmasını sağlamış ve insanların yerleşimine uygun arazi ve alanlar meydana getirmiştir.

Su aynı zamanda zemine nüfuz ederek, yer altına doğru iner. Bu yeraltı suları daha sonra tekrar yüzeye çıkarak doğal kaynaklar, sıcak su kaynakları ve gayzerler oluşturur. Yeraltı suları, aynı zamanda ambalajlanarak maden suyu olarak satılmaktadır.

Su, kendi içinde farklı maddelerin koku ve tadlarını barındırabilir. Bu nedenle, insan ve hayvanların, suyun içilebilirliğini anlamak için duyuları gelişmiştir. Hayvanlar genel olarak, tuzlu deniz suyunun ve bataklık suyunun tadından hoşlanmaz, dağlardan veya yeraltından gelen saf kaynak sularını ararlar. Kaynak suyu veya mineral su diye bilinen tat, aslında suyun içinde çözülmüş olan minerallerin tadıdır. Saf su (H2O), tatsızdır. Bu yüzden, kaynak veya mineral suyunun saflığı diye bilinen şey, suyun içinde zararlı (toksik) maddeler, kir, toz veya mikrobik organizmalar olmadığını belirtir.

Buhar‎

Buhar, fizik, kimya ve mühendislikte, buharlaşmış suyu ifade eder. 100 santigrat derece civarındaki sıcaklıkta ve standart atmosferik basınçtaki buhar, saftır, saydam gaz haldedir ve sıvı haldeki sudan 1600 kat daha hacimlidir. Buhar doğal olarak suyun kaynama noktasından daha sıcaktır. Daha yüksek sıcaklıklardaki buhara genelde kızdırılmış buhar denir.

Sıvı haldeki su, çok sıcak sıvı bir madde ile temas ettiğinde (örneğin lav veya erimiş metal), çok çabuk olarak buhar haline gelebilir. Buna buhar patlaması adı verilir. Bu patlama, özellikle kapalı alanlarda ani basınç değişikliği nedeniyle, son derece büyük hasarlara sebep olabilir.

Bir buhar makinesi, mekanik iş üretmek için türbin veya pistonun hareketini buharın genişlemesi ile sağlar. Diğer endüstriyel uygulamalarda, buhar genellikle borular boyunca dolaşarak depoladığı enerjiyi ısı transferi ile aktarır. Buhardaki bu depolanmış ısının nedeni suyun yüksek buharlaşma ısısıdır. Mühendisler buhar makinelerini modellemek için ideal termodinamik çevrim olan Rankine çevrimini kullanır.
Buhar, endüstri dışında sauna ve hamam gibi yerlerde de sıcaklık ve insanlar üzerindeki terapi etkileri sağlamak için kullanılır.

ABD'de elektrik enerjisi üretiminin % 90'ından fazlası akışkan olarak buhar kullanan buhar türbinleri ile sağlanmaktadır. Buhar türbininde enerji verimini maksimize etmek için düşük basınçta, buharın yoğuşarak su haline gelmesi sık sık meydana gelir. Fakat bu durumun (yaş-buhar), korozyona sebep olmaması için süreç çok dikkatli bir şekilde kontrol edilmelidir.

Su buharı suyun gaz halidir.

Su buharı

Su her sıcaklıkta buharlaşabildiği için havada her zaman su buharı bulunur. Buharlaşma su yüzeyinden meydana gelir. Suyun su buharı haline gelmesine buharlaşma denir. Su buharının tekrar su haline gelgdcmesine de yoğunlaşma denir. Atmosferde bulunan su buharı ani yoğunlaşmalar yaşarsa yağmur yağar, yoğunlaşma ortamı aniden ve aşırı soğursa su buharı direkt yoğunlaşma olmadan katı hale geçer.


Bulutlar‎

Bulut, su damlacıkları, buz kristalleri ya da bunların karışımlarından oluşan, toprağa değmeyen, gözle görülür kütledir.

Atmosferde yoğunlaşan madde su buharıdır. Bu da, küçük su damlacıklarını, genellikle 0,01 mm buz kristallerini oluşturur. Milyarlarca damlacık ve kristallerin beraber durmasıyla bulut olarak görünürler. Bulutlar tüm görünür dalga boyutlarını yansıtır ve genellikle beyazdır fakat gri veya siyah olarak görünebilirler. Siyah görünmelerinin sebebi, çok kalın veya yoğun olması ile güneş ışığının geçmesine izin vermemesindendir.

Bulut cinsleri ve açıklamaları

Yüksek bulutlar

Cirrus (Ci): İnce beyaz iplikler ya da beyaz parçalar ya da dar şeritler biçiminde birbirinden ayrı parçalardan oluşan bulutlardır. Bu bulutların ipliksi bir görünümü ya da ipeksi bir parlaklığı vardır; Kimi zaman her iki özellik bir arada bulunur.
Cirrocumulus (Cc): Gölgesiz ince beyaz parça, örtü ya da katman biçiminde bulut. Birbirine karışmış ya da ayrı ayrı ve oldukça düzgün dizilmiş taneler, dalgacıklar biçiminde çok küçük öğelerden oluşur. Bu öğelerin görünür genişlikleri 1 dereceden azdır.
Cirrostratus (Cs): Genellikle ışık halkası oluşturan ipliksi ya da düzgün görünümlü, saydam ve gökyüzünü tümüyle ya da kısmen örten beyazımsı bulut türü.

Orta bulutlar

Altocumulus (Ac): Beyaz ya da gri, ya da beyaz gri renklerde parça, örtü ya da katman biçiminde bulut. Genellikle gölgeli yerleri olur; katmanlardan, yuvarlak kütlelerden ve tomarlardan oluşur. Kısmen ipliksidir ya da dağılıp yayılmış durumdadır; karışıp birleşmiş olabilir ya da olmayabilir. Düzenli dizilmiş küçük öğelerinin 1 ile 5 derece arasında belirgin bir genişliği vardır.
Altostratus (As): Grimsi ya da mavimsi renklerde bulut örtüleri ya da çizgili ipliksi ya da birörnek görünümlü katmanlar. Gökyüzünü tümüyle ya da kısmen örter; güneşi, bir buzlu camın arkasından görünüyormuş gibi bulanık bir biçimde gösterecek kadar ince bölümleri vardır.
Nimbostratus (Ns): gri renkli bulut katmanı. Genellikle koyu renklidir. Oldukça sürekli yağan ve çoğu kez yere kadar ulaşan yağmur ya da kar yüzünden görünümü yayılmış gibidir. Güneşi tümüyle örtecek kadar kalındır. Çoğu kez bu katmanın altında, parçalı bulutlar bulunur; nimbostratus bulutları bunlarla birleşmiş ya da birleşmemiş durumda olabilir.

Alçak bulutlar

Stratocumulus (Sc): Gri ya da beyazımsı, ya da gri ve beyazımsı renklerde parça, örtü ya da katman biçiminde, hemen her zaman koyu parçaları olan bulut. Mozaik gibi, yuvarlak kütlelerden, tomarlardan oluşur.Yere ulaşmadan buharlaşan yağış durumu dışında ipliksi değildir. Birleşmiş ya da birleşmemiş durumda olabilir. Düzgün dizilmiş küçük öğelerin çoğunun genişliği görünürde 5 dereceden çoktur.
Stratus (St) : Genellikle bir örnek bir zemini olan gri bulut katmanı. Çisenti, buz prizmaları ve kar taneleri verebilir. Güneş, bulutun arkasından göründüğünde çevresi açıkça ayırt edilebilir. Stratus ayla oluşturmaz; ayla olayı çok düşük sıcaklıklarda ortaya çıkabilir. Stratus, kimi zaman parçalar halinde de görülebilir.
Cumulus(Kümülüs)(Cu) : Birbirinden ayrı bulutlar. Genellikle yoğun olurlar ve dış çizgileri keskindir. Kabarık duran üst bölümü, karnabahara benzeyen, yükselen tepeler, kubbeler ya da kuleler biçiminde düşey olarak oluşur. Güneşin aydınlattığı bölümleri çoğu zaman parlak beyaz renk alır. Bu bulutların zemini görece koyu ve yataydır. Kimi zaman parçalı görünümde olurlar.
Cumulonimbus (Cb) : Dağ ya da çok büyük kuleler biçiminde, düşey doğrultuda büyük yer kaplayan, ağır ve yoğun bulut. Üst bölümünün bir kısmı genellikle düzgün, ipliksi ya da çizgilidir ve hemen her zaman yassıdır. Bu bölüm, örs ya da çok büyük bir sorguç biçimi alana kadar yayılır. Çoğu kez koyu renkte olan bulutun zemininin altında, sık sık onunla birleşmiş ya da birleşmemiş durumda parçalı bulutlar vardır. Burada çoğu kez yağış olur; bu yağış kimi zaman yere ulaşamadan buharlaşan türden olabilir..Bu bulutlara dış dünyayla bağlantısız kasırgalar denilebilir.Uzaktan bakıltığında sadece bir şekilli bulut gibi gözükür ama içinde 30,000 °C ısılı ve yüzbinlerce wattlık elektrik enerjili şimşeklerle saatte 260 km'yi bulan rüzgarlar vardır.Şu anda hiçbir cumulonimbus bulutun içi görüntülenmemiştir.Sadece sağ çıkan çok nadir görgü tanıkları ve radarlar sayesinde bilgi sahibi olunmuştur.


Buz‎

Buz suyun donmuş haline verilen addır. Oda koşullarında 0 °C ve altında bulunur. Buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan az olduğu için su üstünde yüzebilir.


Kullanımı

Sporlar

Buz aynı zamanda eğlence için de kullanılabilmektedir. Buz pateni, tour skating, buz hokeyi, ice fishing, ice climbing, körling, broomball ve kızak yarışları olan bobsled, kızak ve skeleton gibi sporlarda buzlu bir alana ihtiyaç duyulur. Buzlu ortamlarda yapılan birçok farklı spor dalı, 4 yılda bir düzenlenen ve bu sporların uluslararası düzeyde temsilini sağlayan Kış Olimpiyat Oyunları'nda boy göstermektedir

Hidratlar‎

Klatrat hidratlar (veya gaz klatratlar, gaz hidratlar), su içeren, kristal yapılı katılardır; birbirine hidrojen bağları kurarak "kafes" yapı oluşturmuş su molekülleri içine hapsolmuş küçük apolar moleküllerdir (tipik olarak gaz molekülleri). Bir diğer deyimle, klatrat hidratlar, kafes bileşiklerdir, konak molekül sudur, konuk molekül de tipik olarak bir gazdır. Hapsolmuş molekülün desteği olmaksızın klatrat hidratların kafes yapısı göçer ve buzun kristal yapısı veya sıvı su meydana gelir. Çoğu düşük moleküler ağırlıklı gazlar (O2, H2, N2, CO2, CH4, H2S, Argon, Kripton ve Ksenon) ayrıca bazı hidrokarbonlar ve freonlar uygun basınç ve sıcaklıkta hidratlar oluştururular. Klatrat hidratlar kimyasal bileşik değildirler çünkü hapsolmuş moleküller kafese bağlı değildirler. Klatrat hidratların oluşumu ve bozunumu birinci dereceden bir faz geçişidir, bir kimyasal tepkime değildir. Moleküler düzeyde bunların oluşum ve bozunum mekanizması henüz iyi anlaşılmamıştır.Klatrat hidratlar ilk 1810'da Sir Humphry Davy tarafından belgelenmiştir.

Klatratların doğada büyük miktarlarda var olduğu bulunmuştur. Yaklaşık 6.4 trilyon (yani 6,4x1012) ton metan, okyanus tabanında metan klatrat yatakları içinde hapis durumdadır.[4] Bu yataklar Norveç kıta sahanlığında, Storegga Kayması'nın kuzey yamacında bulunabilir. Klatratlar tiyal (permafrost) içinde de bulunabilirler, kuzeybatı Kanada'da Mackenzie Deltasındaki Mallik gaz hidrat sahasında olduğu gibi. Bu doğal gaz hidratları muazzam bir enerji kaynağı olarak görülmektedirler ama ekonomik bir çıkarma yöntemi henüz bulunmamamıştır. Hidrokarbon klatratları petrol endüstrisi için problem yaratırlar çünkü bunlar petrol borularında oluşup çoğu zaman tıkanmaya yol açarlar. Deniz dibinde karbon dioksit klatratı oluşturulması, atmosferdeki sera gazlarının giderilmesi ve iklim değişikliğinin önüne geçmek için bir yöntem olarak öne sürülmüştür.

Klatratların bazı dış planetlerde, aylarda ve Neptün ötesi cisimlerde çok miktarda bulunduğu tahmin edilmektedir.


Kar‎

Kar, bir yağış çeşididir.

Çok sayıda kar kristal çeşidi olmasına rağmen hepsi altı köşelidir. Kar tanelerinin kristal yapıları birbirinin tıpa tıp aynısı değildir. Mikroskopla büyütülen kar taneleri üzerinde yapılan araştırmalarda, kristal yapıları birbirinin aynı olan iki kar tanesine rastlanmamıştır. Kar kristalleri üzerinde ilk araştırmaları yapan ABD'li Wilson Bentley, gördüğü muhteşem sanat karşısında adeta büyülenmiş ve elli yıl boyunca sürekli kar kristali fotoğrafı çekmiştir. Elde ettiği 6000 resim içinde kristal yapıları birbirinin aynı olan iki kar tanesine rastlayamamıştır. Daha sonraları diğer bilim adamlarının sürdürdüğü çalışmalar neticesinde şimdiye kadar kar tanecikleri arasında aynı büyüklükte, aynı şekilde ve aynı sayıda su molekülü ihtiva eden iki kristal bile bulunamamıştır.

Kar kristallerinin şekillerinin çok fazla çeşitlilik göstermesi, popüler olan "birbirine benzer iki tane yok" ifadesine yol açmıştır. İstatistik olarak mümkün olmasına rağmen, yere inerken kristalin maruz kaldığı sıcaklık ve nem çok fazla değişkenlik gösterdiği için aynı şekilde iki kristal oldukça ender oluşur. 1885 yılından itibaren mikroskopla fotoğraflama yöntemi ile ikiz kar kristali arama girişimleri sonucunda bugün binlerce kar kristalinin farklı varyasyonlarını bilmekteyiz. Aynı koşullarda oluşan kar kristallerinin birbirlerine benzer olmaları, oluşum ortamları birbirine ne kadar çok benzerse, o kadar olasıdır. Birbirinin aynısı iki kar kristali 1988 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nin Wisconsin eyaletinde tespit edilmiştir.

Çapları 2-4 mm, ağırlıkları ise yaklaşık 0,005 gram olan kar tanecikleri havanın gösterdiği direnç sebebiyle süzülerek (limit hızla) yere inerler. Bu inme sırasında tanecikler birbirlerini ittiklerinden yapışmazlar. Özelliklerini koruyarak yere inerler. Bunlar güneş ışığını tamamen yansıttıkları için beyaz olarak görülürler. Kar yağışı genellikle hava sıcaklığı -4 °C ilâ -20 °C arasındayken olur. Bu yağış, sıcaklık sıfırın altında birkaç derece olduğunda ağır, nemli, ebatları bir santimetreye ulaşan parçalar halinde gerçekleşir. “Lapa lapa kar yağması” tabiri bu durum için kullanılır. Atmosfer ile toprağın sıcaklıkları eşit olursa yüzeye ulaşan kar hemen erimez. Toprak sıcaklığı atmosfer sıcaklığının üzerinde ise, yere düşen kar kısa sürede erir.

Dünya üzerinde bir bölgede, kar yağışı olma ihtimali, o bölgenin ekvatordan uzaklık ve deniz seviyesinden yüksekliği ile doğru orantılıdır. Buna rağmen ılıman bölgelerin kara iklimi görülen kısımlarında, ekvatordan uzaklık ve denizden yükseklik şartları yeterli durumda olmasa bile, kar yağışı görülür. Yapılan araştırmalarda bütün yağışların altı veya sekizde birinin kar olarak gerçekleştiği anlaşılmıştır. Karın, tarım toprağını koruması ve nemli tutmasında önemi büyüktür. Kar, yeryüzü ve yeraltı su rezervlerinin ana kaynağıdır.

Kar, -8 °C’de, bitkilerin üzerinde ince bir hava tabakası bırakarak, bu bölgeyi 0 °C olacak şekilde örter. Kış boyunca toprak ve bitkileri donmaktan koruyan kar, ilkbaharda sıcaklığın artmasıyla eriyerek nehirlere ulaşır. Ayrıca kışın yağan ve dörtte üçü üst kısımlarda kalan kar, yaz kuraklığına karşı da toprağı ve bitkileri korumuş olur. Karda bulunan amonyak, kar erimesiyle birlikte toprakta kalır. Bu amonyak, azot bakterileri tarafından kalsiyum nitrat gibi azot tuzlarına çevrilerek bitkilerin azot ihtiyacını karşılar.

Çok uzun anlatılmış. Özet halinde suyun hallerini anlatan konu lazım.