Alkolsüz gazlı içecek, alkol içermeyen tatlı ve gazlı içecektir.

Alkolsüz Gazlı İçeceği Kim İcat Etti?

1768 yılında İngiliz Joseph Priestley ilk gazlı içecek olan sodayı icat etti.

Joseph Priestley

Joseph Priestley (1733-1804) Kimdir?

Joseph Priestley bilimsel hiçbir eğitim almamış bir din görevlisiydi. 1766 yılında, kendisini elektrik ve kimya deneyleri yapması için teşvik eden ünlü mucit Benjamin Franklin ile tanıştı. Joseph Priestley, alkolsüz gazlı içeceğin dışında oksijeni, hidroklorik asidi (tuz ruhu) ve gülme gazını da bulmuştur.

Alkolsüz Gazlı İçeceğin Öyküsü

Yer altındaki kaynaklardan gelen maden suları bazen gazlıdır. İnsanlar yüzyıllardır bu suyun sağlığa iyi geldiğini düşünmüştür. 1700’lü yıllarda insanlar doğal maden suyuna benzer sodalı içecek yapma yöntemleri denedi. Joseph Priestley bunu başaran ilk kişi oldu. Ardından insanlar maden suyuna bitkiler ve tatlandırıcılar eklemeye, içine saparna, şeker ve meyve gibi şeyler koymaya başladılar. Bazı tarihçiler tatlandırıcı eklenmiş ilk alkolsüz gazlı içeceğin 1807 yılında doktor Philip Syng Physick tarafından Amerika’da yapıldığına inanıyor.

soda

Alkolsüz Gazlı İçecek Nasıl Yapılır?

Alkolsüz gazlı içecek, renklendiri ve tatlandırıcı eklenerek, şeker ve sudan yapılır. Alkolsüz gazlı içecekteki köpük ya da kabarcıklar, bu tür içeceklere basınçla pompalanan ve içecek içinde çözünen karbondiyoksit gazından kaynaklanır. Kapağı açtığınızda, içecekteki gaz “çözünürken” bir tıslama sesi gelir ve kabarcıklar oluşur. Şişe kapağı gevşek olursa içeceğin gazı kaçar.

Bazı gazlı içecek şişelerinin metal kapaklarını açmak için, özel bir açacağa ihtiyaç vardır.

williampainter
1892 yılında Amerika’da William Painter, “Metal Gazoz Şişesi Kapağı” patentini aldı. Bu şişe kapağı metaldi ve açmak için özel bir açacağa ihtiyaç vardı. Bu metal kapak, içeceğin içindeki gazın kaçmasını önleyen ilk başarılı yöntemdi.

Alkolsüz Gazlı İçeceklerin Zamanla Geçirdiği Değişimler

Alkolsüz gazlı içeceklerin bir çoğunda bol miktarda şeker vardır. Bu yüzden, gazlı içeceklerde yapay tatlandırıcı kullanımı giderek artıyor. Doğal olarak tatlandırılmış maden suları, daha az şeker içerdiği için gün geçtikçe popülerleşiyor.

Katı bir madde ısıtılırsa sıvıya, sıvı ısıtılırsa gaza dönüşür. Örneğin, buzu ısıtırsak da sıvı hale geçer, su olur. Suyu ısıtırsak gaz hale geçer, su buharı elde ederiz. Peki, gaz ısıtılırsa ne olur? Madde, katı, sıvı ve gazın ötesinde plazmaya, yani iyonlaşmış gaza dönüşür. Bilimadamları plazmayı 1920’lerde keşfettiler ve maddenin dördüncü hali olarak kabul ettiler.

maddenin halleri

Plazmayı anlamak için önce maddenin atom yapısını iyi öğrenmek gerekir. Maddenin atomlardan oluştuğunu biliyoruz. Atomlar da bir çekirdek ve bu çekirdeğin çevresinde dönen elektronlardan oluşur. Çekirdeğin iki atomaltı parçacığı vardır: proton ve nötron. Nötronların elektrik yükü yoktur. Protonlar artı (+), elektronlar eksi (-) yüklüdür. Mıknatıslarda zıt kutuplar birbirini çeker, değil mi? Benzer şekilde protonlar da çekirdek çevresinde dönen elektronları çekerler. Yoksa, elektronlar dönmenin etkisiyle uzaklaşıp giderlerdi. Bir atomda bulunan proton ve elektron sayıları eşittir. Böyle bir atom yüksüzdür. Ama atomlar elektron kazanabilir ya da kaybedebilir. Bu durumda iyonlaşırlar. Bir anda kimya biliminin içine daldık, ama bunları bilmek önemli. Çünkü maddenin plazma halinde atomlar serbest elektronlar ve iyonlara ayrışır. Maddeyi bu hale getiren yüksek sıcaklık, yüksek voltaj ya da yüksek basınçtır. Milyonlarca derecedeki bir sıcaklık, çekirdek çevresinde dolanan elektronları hızlandırır. Elektronlar öyle hızlanır ki, protonların çekim etkisinden kurtulurlar.

plazma

Bunları anlamak zor olabilir. Çünkü plazma çevremizde sıklıkla görebileceğimiz bir madde hali değil. Yine de farkında olmadan plazmayla ilgili bir şeyler duymuş ya da görmüş olabilirsiniz! Sözgelimi, floresan lamba! Yanan bir floresan lambanın içinde maddenin plazma hali bulunur. Lambayı açmak için elektrik düğmesine bastığınızda yüksek elektrik voltajı uygularsınız. Elektrik, ince uzun tüpte akarken tüpün içindeki gazın atomlarını uyarır ve yükler. Bu da lamba içinde plazma, dolayısıyla ışık oluşmasına neden olur. Diğer bir plazma örneği, neon lambalardır. Benzer şekilde elektrik, neon atomlarını yükler ve bir tüpün içindeki gaz plazmaya dönüşür. Peki, yıldırımlara ne dersiniz? Fırtınalı havalarda gördüğünüz yıldırımlar da çevrelerindeki havanın plazma haline gelmesine neden olur. Atmosferin yoğun radyasyona uğrayan manyetosfer katmanında oluşan “kuzey ışıklarını” biliyor musunuz? Güneş rüzgarlarıyla uzaya savrulan yüklü parçacıklar, Dünya’nın manyetik alanına yakalanır. Burada yakalanan parçacıklar, manyetik alan boyunca ilerler ve bir bölümü kutup bölgelerinde atmosfere girer. Bu parçacıklar, oksijen ve azot atomlarıyla çarpışır ve elektronları uzaklaştırarak uyarılmış düzeylerde iyon oluştururlar. Bu iyonlar, floresan ya da neon lambalarda olduğu gibi ışınım yapar. Bu kendine özgü, olağanüstü güzellikteki ışınıma “kuzey ışıkları” (aurora) denir. İşte, bu ışıkların kaynağı plazmadır. Alaska, İskoçya ya da Norveç’in kuzeyi gibi bölgelerde havanın açık olduğu bazı gecelerde kuzey ışıklarını görmek olasıdır.

Birçok insan, Güneş ve gezegenler arasında uzayın boş olduğunu düşünür. Oysa Güneş, yıldızlar, gökadalar, yıldızlar arası ve gökadalar arası uzayda da plazma bulunur. Bilimadamları, görünür evrendeki maddenin % 99’unun plazma olduğunu tahmin ediyorlar. Görünür evren diyorlar; çünkü evrenin kütlesinin % 90’ının “karanlık madde”, yani bileşimi ya da hali hakkında hiçbir şey bilmediğimiz bir biçimde olduğunu düşünüyorlar. Tüm bunlar ne anlama gelir? Gökadaları düşünmek zor olabilir. Biz Güneş Sistemi’ni düşünelim. Güneş, bir yıldız ve şu anda milyonlarca derece sıcaklıkta bir gaz topu değil mi? Yüksek sıcaklıkta gazların iyonlaşarak plazmaya dönüştüğünü hatırlayın. Gerçekten Güneş’in korona adı verilen en dış tabakasında yüksek sıcaklıktan dolayı atomlar elektonlarını kaybetmiş durumdadır. Peki, Güneş plazma haldedir; ya gezegenler arası boşluğa plazma nereden gelir? Elbette Güneş rüzgarlarından! Güneş rüzgarları, plazmanın koronadan akmasıyla oluşur.

Plazmanın günlük yaşamımızdaki yerini de merak edebilirsiniz. Belki de plazma TV’leri duymuşsunuzdur. Yüksek aydınlatma verimiyle lambalarla, yarı iletkenlerin üretimiyle bilgisayar, TV ve elektronik eşyalarla plazma teknolojisi evlerimize girmeye başlıyor. Elektronik çip yapımı, elmas yapımı, radar ve füzyon araştırmalarına kadar birçok alanda plazmanın adı geçiyor. Plazma, tıpta da kullanım alanı buluyor; çünkü mikrop öldürücü etkisi var. NASA’da bilimadamları, plazma roket motorları geliştirmeye çalışıyorlar. Uzmanlar, plazma roket motorlarıyla uzay gezilerinin daha kısa ve masrafsız olacağını, hatta Mars’a insanlı uçuşun böyle bir motorla gerçekleşebileceğini düşünüyorlar. Endüstride de kaplama, temizleme, aşındırma, kesme, eritmeden tutun, kimyasal olarak maddeleri değiştirme işlemlerine kadar her alanda kullanılıyor, deneniyor, araştırılıyor. Plazmanın birçok değişik alanda kullanılmaya çalışılmasının bir nedeni de iyi bir iletken, dolayısıyla elektrik ve manyetik alanlara yanıt veren etkili bir radyasyon kaynağı olması. Uzmanlar, bu kaynağın nükleer kaza riski olmadığını da ekliyorlar. İyi, etkin ve doğru kullanılırsa plazma, yeni alanlarda da yaşamımıza girebilecek ucuz bir enerji kaynağı olacak gibi gözüküyor.

18. yüzyılın sonuna doğru bilim insanları dünyanın bir dizi temel maddeden ya da kimyasal elementten oluştuğunu anlamaya başlamıştı. Ama hiç kimse bir elementin ne olduğundan emin değildi. İngiliz meteorolog John Dalton hava durumuna ilişkin incelemelerinde, her elementin kendine özgü benzersiz, özdeş atomlardan oluştuğunu ve bir elementi ayırt eden ve tanımlayan şeyin bu özel atom olduğunu gördü. Dalton kimyanın temelini attı. Atom düşüncesinin tarihi eski Yunanistan’a kadar geri gider; ama hep bütün atomların özdeş oldukları varsayılmıştı. Dalton’ın farkı, her elementin farklı atomlardan oluştuğunu anlamış olmasıydı. O zaman bilinen elementleri – hidrojen, oksijen ve nitrojen dahil – oluşturan atomları “katı, tek parça halinde, sert, içine girilmez, hareketli parçacıklar” olarak tarif etti.

Dalton Atom Modeli 2

Elementler birbirleriyle birleşip sabit oranlı bileşikler oluşturur.
– Bu sabit oranlar her bir elementin atomlarının göreli ağırlığına bağlı olmalıdır.
– Bu nedenle bir elementin atom ağırlığı, bir bileşiğe giren her elementin ağırlığından hesaplanabilir.
Elementler tablosu nihai parçacıkların ağırlığını temel alır.

Dalton’ın düşünceleri, havanın su emme miktarını hava basıncının nasıl belirlediğini araştırırken ortaya çıktı. Havanın farklı gazların bir karışımı olduğuna inanmaya başladı. Deney yaparken, verili miktarda saf oksijenin aynı miktarda saf nitrojenden daha az su buharı tuttuğunu gözlemledi ve bundan, oksijen atomlarının nitrojen atomlarından daha büyük ve daha ağır olduğu sonucunu çıkardı.

Dalton Atom Modeli

Ağırlık Önemlidir

Dalton farklı elementlerin atomlarının ağırlıklarına göre ayırt edilebileceğini anladı. İki ya da daha fazla elementin atomlarının ya da “nihai parçacıklarının” birleşip çok basit oranlı bileşikler oluşturduklarını gördü ve bu şekilde, bir bileşiğe giren her elementin ağırlığıyla her atomun ağırlığını çıkarabilirdi. Çok hızlı bir biçimde o zaman bilinen her elementin atom ağırlığını ortaya çıkardı.

Atom Modelleri Nedir Özellikleri Nelerdir.

Dalton’a göre hidrojen en hafif gazdı, bu nedenle onun atom ağırlığını 1 olarak belirledi. Suda hidrojenle birleşen oksijenin ağırlığından ötürü, oksijenin atom ağırlığını 7 olarak belirledi. Ne var ki, Dalton’un yönteminde bir kusur vardı; çünkü aynı elementin atomlarının birleşebileceğini fark etmedi. Bir atom bileşiğinde – bir molekülde – her elementten yalnızca bir atom olduğunu varsaydı. Ama Dalton’un çalışması bilim insanlarını doğru yola sokmuştu ve on yıl içinde İtalyan fizikçi Amedeo Avogadro bir moleküler oran sistemi geliştirip, atom ağırlıklarını doğru bir biçimde hesapladı. Yine de Dalton’un teorisinin temel düşüncesinin – her elementin kendine özgür benzersiz büyüklükte atomları olduğu düşüncesi – doğru olduğu anlaşıldı.

Dalton’nun tablosu farklı elementlerin simgelerini ve atom ağırlıklarını gösterir. Dalton, meteoroloji üzerinden, hava ve su parçacıklarının neden birbirine karışabildiğini kendine sorarak atom teorisine ulaştı.

John Dalton Kimdir?

İngiltere’de Lake District’te 1766’da Quaker bir ailede doğan John Dalton, 15 yaşından itibaren düzenli hava durumu gözlemleri yaptı. Bunlar birçok önemli içgörü edinmesini sağladı (atmosfer neminin hava soğuyunca yağmura dönüştüğünü görmesi gibi). Dalton meteorolojik araştırmaları dışında, kardeşiyle paylaştıkları bir durumdan da büyülendi: renk körlüğü. Bu konuyla ilgili bilimsel tebliği, 1817’de başkanlığına seçildiği Manchester Edebiyat ve Felsefe Derneğine kabul edilmesini sağladı. Bu dernek için, atom teorisiyle ilgili olanlar da dahil yüzlerce bilimsel yazı yazdı. Atom teorisi hızla kabul gördü ve Dalton sağlığında bir şöhret oldu. 1844’te Manchester’da cenaze törenine 40.000’den fazla kişi katıldı.

John Dalton

Önemli Eserleri:
1805 – Experimental Enquiry into the Proportion of the Several Gases or Elastic Fluids, Constituting the Atmosphere (Atmosferi Oluşturan Çeşitli Gazların ya da Elastik Sıvıların Oranları Üzerine Deneysel İnceleme)
1808 – 1827 – New System of Chemical Philosophy (Yeni Kimya Felsefesi Sistemi)

Atom Modelleri

Elementler Hakkında Tarihsel Gelişmeler

MS yaklaşık 400 – Demokritos, dünyanın bölünmez parçacıklardan oluştuğunu öne sürer.

MS 8. yüzyıl – İranlı bilgin Cabir bin Hayyan elementleri metal olanlar ve olmayanlar şeklinde sınıflandırır.

1794 – Joseph Proust; bileşiklerin, her zaman aynı oranda birleşen elementlerden oluştuğunu gösterir.

1811 – Amedeo Avogadro, eşit miktarda farklı gazın eşit sayıda molekül içerdiğini gösterir.

1869 – Dimitri Mendeleyev, elementleri atom ağırlıklarına göre sergileyen bir periyodik tablo çizer.

1897 – Joseph John Thomson elektronu keşfederek, olası en küçük parçacığın atom olmadığını gösterir.

1770’lerde Felemenkli bilim insanı Jan Ingenhousz, daha önceki bilim insanlarının belirttiği gibi, bitkilerin neden ağırlaştığını keşfetmeye koyuldu. İngiltere’ye gidip araştırmasını Bowood House’ta – Joseph Priestley’in 1774’te oksijeni keşfettiği yer – yapıyordu ve fotosentezin anahtarlarını – günışığı ve oksijen – bulmak üzereydi.

ingenhousz

Kabarcık Çıkaran Otlar

Ingenhousz bitkilerin suda gaz kabarcıkları çıkardığını okumuştu; ama kabarcıkların kesin bileşimi ve kökeni belli değildi. Bir dizi deneyde günışığındaki yaprakların karanlıktaki yapraklardan daha fazla kabarcık çıkardığını gördü. Yalnızca günışığında çıkan gazı topladı ve akkor halinde bir kıymığı alevlendirdiğini gördü – bu oksijendi. Bitkilerin karanlıkta çıkardığı gaz bir alevi söndürüyordu – bu da karbondioksitti.

riccia
Geceleyin su otu kabarcıkları solunumu gösterir; çünkü bitkiler oksijen alıp karbondioksit vererek glikozu enerjiye dönüştürür.

Ingenhousz bitkilerin, içinde büyüdükleri toprağın ağırlığı fazla değişmeden ağırlık kazandıklarını biliyordu. 1779’da, atmosferle gaz alışverişinin, özellikle karbondioksit emilmesinin, bir bitkinin artan organik maddesinin en azından kısmen kaynağı olduğu sonucuna vardı – yani, ekstra kütlesi havadan geliyordu. Şimdi bildiğimiz gibi, bitkiler fotosentezle beslenir – bitkilerin emdiği karbondioksit ve suyun tepkimesiyle güneşten alınan enerji glikoza çevrilir ve atık olarak oksijen dışarı verilir. Sonuç olarak bitkiler hem yaşam için vazgeçilmez olan oksijen verir, hem enerji verir. Bitkiler, solunum denilen tersine bir süreçle, gece ve gündüz besin olarak glikoz kullanır ve karbondioksit verir.

fotosentez

Bitkiler Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1640’lar – Felemenkli kimyacı Jan Baptista van Helmont’ın çıkarımına göre, bir saksı ağacı topraktan su emerek ağırlık kazanır.

1699 – İngiliz doğa bilimci John Woodward bitkilerin suyu hem aldığını hem verdiğini, bu nedenle büyümelerinin başka bir madde kaynağına gerek duyduğunu gösterir.

1754 – İsviçreli doğa bilimci Charles Bonnet bitki yapraklarının su altında aydınlatılınca hava kabarcıkları çıkardığını fark eder.

1796 – İsviçreli botanikçi Jean Senebier, bitkilerde yeşil yaprakların oksijen verip karbondioksit emdiğini gösterir.

1882 – Alman bilim insanı Theodor Engelmann, bitki hücrelerinde oksijen yapan bölümler olarak kloroplastları gösterir.

Joseph Priestley; Leeds’te papazken, evine yakın bira fabrikasını ziyaret etti. Mayalama teknesinin üzerindeki hava tabakasının sabit hava olduğu zaten bilinmekteydi. Bir mumu tekneye yaklaştırınca, köpüğün 30 cm kadar üstünde mumun söndüğünü fark etti; orada alev, yüzen sabit hava tabakasına giriyordu. Duman sabit havanın üstünde birikip, iki hava arasındaki sınırı görünür kıldı. Sabit havanın, “sıradan” havadan daha yoğun olduğu için, teknenin kenarından akıp dibe battığını da fark etti. Priestley sabit havayı soğuk suda çözündürme, bir kaptan diğerine dökme deneyleri yapınca, daha sonra gazoz çılgınlığına yol açan ferahlatıcı köpüklü bir içecek yaptığını anladı.

– Prisetley’in keşfettiği gibi oksijen “sabit hava” dan (karbondioksit) ayrıdır.
Oksijen yanmaz, bu nedenle ateş öğesi filojiston içeremez.
Oksijen filojistonsuz havadır.
– Ama Lavoisier diğer gazların ve malzemelerin oksijende kolaylıkla yandıklarını gösterir.
– O halde yanma, oksijenle birleşme sürecidir.
Filojiston yoktur.

Oksijeni Ayırmak

1 Ağustos 1774’te Priestley yeni gazını – şimdi oksijen (O2) olarak bildiğimiz – günışığı ve bir büyüteçle ısıtarak sızdırmaz bir cam kaptaki cıva oksitten yalıttı. Daha sonra bu yeni gazın fareyi sıradan havadan daha uzun süre canlı tuttuğunu, solunmasının hoş ve sıradan havadan daha dinçleştirici olduğunu, yakıt olarak yaktığı çeşitli maddelerin yanmasını desteklediğini keşfetti. Bitkilerin gündüzleri bu gazı ürettiğini de gösterdi, fotosentez dediğimiz sürecin ilk işareti. Ne var ki, o sırada yanmanın, bir yakıttan filojiston denilen gizemli bir malzemenin ayrılmasını gerektirdiği sanılıyordu. Bu yeni gaz yanmadığı ve bu nedenle filojiston içermemesi gerektiği için, ona “filojistonsuz hava” dedi.

oksijen

Priestley o sırada başka gazlar da yalıttı; ama sonra bir Avrupa turuna çıktı ve ertesi yılın sonuna kadar sonuçlarını yayımlamadı. İsveçli kimyacı Carl Wilhelm Scheele, Priestley’den iki yıl önce oksijen hazırlamıştı, ama 1777’e kadar sonuçlarını yayımlamadı. Bu arada Paris’te Antoine Lavoisier, Scheele’nin çalışmasından haberdar oldu, Priestley’den bilgi aldı ve hemen kendi oksijenini yaptı. Yanma ve solunum üzerine yaptığı deneyler, yanmanın filojistonun serbest kalma süreci değil, oksijenle birleşme süreci olduğunu kanıtladı. Solunumda havadan emilen oksijen glikozla tepkimeye girer ve karbondioksit, su ve enerji çıkarır. Yeni gazın bazı maddelerle – kükürt, fosfor ve nitrojen gibi – tepkimeye girip asit ürettiğini keşfedince, yeni gaza oksijen, yani “asit yapıcı” adını verdi.

Joseph Priestley gaz deneyi
Priestley’in gaz deneyleri için kullandığı aygıt, keşifleriyle ilgili kitabında yer alır. Ön tarafta bir fare kavanozun altında oksijende tutuluyor; sağ tarafta bitki bir tüpte oksijen salıyor.

Joseph Priestley Kimdir?

Yorkshire’de bir çiftlikte doğan Joseph Priestley muhalif bir Hristiyan olarak büyüdü, ömrü boyunca yoğun bir biçimde dindar ve politik davrandı. Priestley 1770’lerin başında Leeds’te yaşarken gazlara ilgi duydu; ama en iyi çalışmalarını, Shelburne Kontu’nun kütüphanecisi olarak Wiltshire’a taşındıktan sonra yaptı. İşleri hafifti ve araştırma yapmaya bol vakti vardı. Daha sonra kontla arası açıldı – siyasal görüşleri çok radikal olmuş olabilir – ve 1780’de Birmingham’a taşındı. Orada, özgür düşüncelilerden, mühendislerden ve sanayicilerden oluşan gayri resmi ama nüfuzlu bir gruba, Lunar Society’e katıldı. Priestley’in Fransız Devrimini desteklemesi sevilmemesine neden oldu. 1791’de evi ve laboratuvarı yakıldı; Londra’ya ve ardından Amerika’ya taşınmak zorunda kaldı. Pennsylvania’ya yerleşti ve 1804’te orada öldü.

papaz ana

Önemli Eserleri:
1767 – The History and Present State of Electricity (Elektriğin Tarihi ve Bugünkü Durumu)
1774-77 – Experiments and Observations on Different Kinds of Air (Çeşitli Gazlar Üstüne Deneyler ve Gözlemler) 6 Cilt

Gazlar Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1754 – Joseph Black ilk gazı, karbondioksiti yalıtır.

1766 – Henry Cavendish hidrojeni hazırlar.

1772 – Carl Scheele, Priestley’den iki yıl önce üçüncü bir gazı, oksijeni yalıtır, ama 1777’e kadar bulgularını yayımlamaz.

1774 – Paris’te Priestley, yeni gazlar meydana getiren ve vardığı sonuçları Mayıs 1775’te yayımlayan Antoine Lavoisier’e yöntemini gösterir.

1779 – Lavoisier gaza “oksijen” adını verir.

1783 – Cenevre’nin Schweppes Şirketi, Priestley’in icat ettiği gazozu yapmaya başlar 1877 İsviçreli kimyacı Raoul Pictet, roket yakıtında, sanayide ve tıpta kullanılacak sıvı oksijen üretir.

1754’te Joseph Black, bizim şimdi karbondioksit (CO2) dediğimiz şeyi “sabit hava” olarak tarif etmişti. Bir gazı saptayan ilk bilim insanı olmanın yanı sıra, çeşitli “hava” türlerinin, yani gazların varlığını da gösterdi.

On iki yıl sonra Henry Cavendish adlı İngiliz bilim insanı, çinko, demir ve kalay gibi metallerin “asitlerdeki çözeltiyle yanar hava ürettiklerini” Londra’da Kraliyet Derneğine bildirdi. Bu yeni gaza, sıradan ya da “sabit hava” dan farklı olarak kolay yandığı için “yanar hava” dedi. Bugün biz ona hidrojen (H2) diyoruz. Bu, saptanan ikinci gaz ve yalıtılan ilk gaz elementti. Cavendish, çinko-asit karışımının tepkime sırasındaki ağırlık kaybını ölçerek ve çıkan bütün gazları bir torbada toplayıp tartarak – önce gazla dolu sonra boş – bir gaz örneğinin ağırlığını ölçmeye koyuldu. Gazın hacmini bildiği için yoğunluğunu hesaplayabilirdi. Yanar havanın, sıradan havadan 11 kat daha az yoğun olduğunu buldu.

Henry Cavendish deneyleri

Düşük yoğunluklu gazın keşfi, havadan daha hafif olan uçan balonlara yol açtı. 1763’te Fransa’da mucit Jacques Charles ilk hidrojen balonunu uçurdu ve iki haftadan daha kısa bir süre sonra Montgolfier Kardeşler ilk insanlı sıcak-hava balonunu uçurdu.

hidrojen balonu
İlk hidrojen balonunun esin kaynağı Cavendish’ti ve büyük bir kalabalık tarafından alkışlandı. Günümüzde patlayıcı hidrojen yerine helyum kullanır.

Patlayıcı Keşifler

Cavendish kendi gazının ölçülmüş örnekleri ile bilinen hacimlerde havayı şişelerde karıştırdı ve şişelerin kapakların açıp, yakılmış kağıt parçalarıyla karışımları tutuşturdu. Bir birim hidrojen ile dokuz birim hava karışımında yavaş, sakin bir yanma olduğunu; hidrojen miktarının artmasıyla birlikte karışımın artan bir şiddetle patladığını; ama %100 hidrojenin tutuşmadığını gördü. Simyadan kalan ve yanma sırasında ateş benzeri bir elementin (“filojiston”) serbest kaldığını ifade eden köhne bir fikir, Cavendish’in düşüncesini sakatlamaktaydı. Bununla birlikte, deneylerinde ve raporlarında titizdi: “Öyle görünüyor ki, 423 ölçü yanar hava 1000 ölçü sıradan havayı filojistonlaştırmaya neredeyse yeter; patlamadan sonra kalan havanın miktarı, kullanılan sıradan havanın beşte dördünden biraz fazladır. Yanar havanın neredeyse tamamı ile sıradan havanın yaklaşık beşte birinin… yoğunlaşıp camı sıvayan çiğe dönüştüğü… sonucuna varabiliriz.”

Suyu Tanımlamak

Cavendish “filojistonlaştırma” terimini kullanmasına rağmen, çıkan tek yeni malzemenin su olduğunu kanıtlamayı başardı ve iki ölçek yanar havanın bir ölçek oksijenle birleştiği sonucunu çıkardı. Başka bir deyişle, suyun bileşimin H2O olduğunu gösterdi. Bulgularını Joseph Priestley’e bildirmesine rağmen, Cavendish sonuçları yayınlama konusunda o kadar çekingendi ki, arkadaşı İskoç mühendis James Watt 1763’te formülü ilan eden ilk kişi oldu. Bilime birçok katkısı arasında Cavendish havanın bileşimini de “dört parça filojistonlaşmış havayla (nitrojen) karıştırılmış bir parça filojistonsuzlaşmış hava (oksijen)” olarak hesapladı. Bu iki gazın Yer atmosferinin %99’unu oluşturduğunu bugün biliyoruz.

gazlar

Henry Cavendish Kimdir?

18. yüzyıl kimyasının ve fiziğinin en garip ve en parlak öncülerinden biri olan Hanry Cavendish 1731’de Fransa Nice’de doğdu. Her iki dedesi de düktü ve çok zengindi. Cambridge Üniversitesinde okuduktan sonra, Londra’daki evinde tek başına yaşadı ve çalıştı. Çok az konuşan ve kadınlardan utanan bir kişiydi; hizmetçilerine not bırakarak yemek siparişlerini verdiği söyleniyordu.

Henry Cavendish

Cavendish yaklaşık 40 yıl boyunca Kraliyet Derneğinin toplantılarına katıldı ve Royal Institution’da Humphry Davy’e yardım etti. Kimya ve elektrik alanında önemli özgün araştırmalar yaptı, ısının doğasını doğru bir biçimde tarif etti ve Yer’in yoğunluğunu ölçtü ya da halkın dediği şekliyle, “dünyayı tarttı“. 1810’da öldü. 1874’te Cambridge Üniversitesi, yeni fizik laboratuvarına onun adını verdi.

1661 – Robert Boyle bir element tanımlayıp, modern kimyanın temellerini atar.

1754 – Joseph Black, “sabit hava” dediği bir gazı, karbondioksiti saptar.

1772-75 – Joseph Priestley ve (ondan bağımsız) İsveçli Carl Wilhelm Scheele oksijeni yalıtır; onları gaza adını veren Antoine Lavoisier izler. Priestley de nitrik oksidi, azot oksidi ve hidrojen kloridi keşfeder, oksijen soluma ve gazoz yapma deneyleri gerçekleştirir.

1799 – Humphry Davy, azot oksidin ameliyatta bir anestetik olarak yararlı olabildiğini öne sürer.

1844 – Amerikalı dişçi Horace Wells anestezi için ilk kez azot oksit kullanır.

Glasgow Üniversitesinde ve daha sonra Edinburgh’da tıp profesörü olan Joseph Black, kimya dersleri de verdi. Önemli bir araştırmacı bilim insanı olmasına rağmen, vardığı sonuçları nadiren yayımladı, onun yerine derslerinde duyurdu; öğrencileri, yeni bilimin en ön saflarındaydı. Black’in bazı öğrencileri, işlerini yürütmenin maliyetleriyle ilgilenen İskoç viskisi damıtıcılarının oğullarıydı. Yaptıkları tek şey sıvıyı kaynatıp buharı yoğunlaştırmak olduğu halde, viski damıtmanın neden bu kadar pahalı olduğunu soruyorlardı.

Kaynamayla İlgili Yeni Bir Düşünce

1761’de Black ısının sıvılar üzerindeki etkisini araştırdı ve bir çaydanlık su sobanın üzerinde ısıtılırsa, sıcaklığın 100°C’ye ulaşana kadar sürekli arttığını keşfetti. O zaman su kaynamaya başlar, ama suya hala ısı girmesine rağmen sıcaklık artmaz. Black, suyu buhara dönüştürmek – ya da modern terimlerle, moleküllere onları sıvı içinde bir arada tutan bağlardan kurtulmalarına yetecek kadar enerji vermek – için, ısıya ihtiyaç olduğunu anladı. Bu ısı sıcaklığı değiştirmez ve kaybolur gibi görünür bu yüzden Black gizil ısı dedi. Daha doğrusu bu, suyun buharlaşmasının gizil ısısıdır. Bu keşif, termodinamik biliminin – ısıyı, ısının enerjiyle ilişkisini ve mekanik iş yapmak için ısı enerjisini harekete dönüştürmeyi inceleyen bilim – başlangıcı oldu.

su buharı

Suyun alışılmamış ölçüde yüksek bir gizil ısısı vardır; yani sıvı su uzun süre kaynadıktan sonra tamamı gaza dönüşür. Sebze pişirmede buharının bu kadar etkili olmasının, bu kadar etkili olmasının, buharın korkunç bir haşlama gücüne sahip olmasının ve ısıtma sistemlerinde kullanılmasının nedeni budur.

Buzu Eritmek

Suyu buhara dönüştürmek için ısıyı ihtiyaç olduğu gibi, buzu suya dönüştürmek için de ısıya ihtiyaç vardır. Eriyen buzun gizil ısısı, buzun bir içkiyi soğutacağı anlamına gelir. Buzu eritmek ısıyı gerektirir ve bu ısı, buzun içinde yüzdüğü ve soğuttuğu içkiden elde edilir.

Black bütün bunları imbikçilere açıkladı; ama para tasarruf etmelerine yardım edemedi. Buhar motorlarının neden bu kadar verimli olduklarını anlamaya çalışan meslektaşı James Watt’a da açıkladı. Daha sonra Watt, piston ve silindiri soğutmadan buharı yoğunlaştıran ayrı yoğunlaştırıcı düşüncesini ortaya attı. Bu düşünce buhar motorunu çok daha verimli bir makine, Watt’ı da zengin bir kişi haline getirdi.

Burada Black, Glasgow’daki atölyesinde mühendis James Watt’ı ziyaret ederken gösteriliyor. Watt, buharlı aletlerinden birini tanıtıyor.
Joseph Black james watt

Joseph Black Kimdir

Fransa’da Bordeaux’da doğan Joseph Black, Glasgow ve Edinburgh üniversitelerinde tıp okudu; profesörünün laboratuvarında kimyasal deneyler yaptı. 1754’te doktora tezinde Black, tebeşir (kalsiyum karbonat) ısıtılıp sönmemiş kireç (kalsiyum oksit) haline getirilince, genellikle inanıldığı gibi ateşten yakıcı bir ilke almadığını, aksine ağırlık kaybettiğini gösterdi. Black, hiçbir sıvı ya da katı üretilmediği için, bu kaybın bir gaz olması gerektiğini anladı ve tebeşirde sabitlenen bir hava (gaz) olduğu için ona “sabit hava” dedi. Sabit havanın (şimdi karbondioksit olarak bildiğimiz) soluduğumuz gazlar arasında olduğunu da gösterdi.

Joseph Black a

1756’dan itibaren Glasgow’da tıp profesörüyken Black, ısı konusunda dönüm noktası olan araştırmasını yaptı. Ulaştığı sonuçları yayımlamamasına rağmen, öğrencileri bulgularını yaydı. 1776’da Edinburgh’a taşındıktan sonra, araştırma yapmayı bırakıp ders vermeye ve – Sanayi Devrimi hız kazanırken – İskoçya sanayisinde ve tarımında kimya temelli yenilikler konusunda tavsiyelerde bulunmaya odaklandı.

1661 – Robert Boyle gazları yalıtmaya öncülük eder.

1750’ler – Joseph Black kimyasal tepkimelerden önce ve sonra malzemeleri tartar – ilk nicel kimya – ve karbondioksiti keşfeder.

1766 – Henry Cavendish hidrojeni yalıtır.

1774 – Joseph Priestley oksijeni ve diğer gazları yalıtır.

1798 – Amerika doğumlu İngiliz fizikçi Benjamin Thompson, ısının parçacıkların hareketiyle üretildiğini öne sürer.

1845 – James Prescott Joule devinimin ısıya dönüşmesini inceler ve ısının mekanik eşdeğerini ölçüp, verili bir mekanik iş miktarının aynı miktarda ısı ürettiğini söyler.

17. yüzyılın sonunda Isaac Newton hareket ve kütleçekim yasalarını saptayarak, bilimi her zamankinden daha kesin ve matematiksel hale getirdi. Çeşitli alanlarda bilim insanları Evren’i yöneten temel ilkeleri tanımladı ve bilimsel araştırmanın çeşitli kolları giderek daha fazla uzmanlaştı.

Universum small

Akışkan Dinamiği

1720’lerde İngiliz din adamı Stephen Hales bitkilerle bir dizi deney yaparak kök basıncını – bitkilerin sapı bu sayede yükselir – keşfetti ve laboratuvarda gaz toplama aygıtını, pnömatik hazneyi icat etti; bu aygıtın daha sonra havanın bileşenlerini saptamada yararlı olduğu anlaşıldı. İsviçreli matematikçi bir ailenin en parlak üyesi olan Daniel Bernoulli, Bernoulli denklemini formüle – bir akışkan hareket edince basıncı düşer – etti. Bu, kan basıncını ölçmesini olanaklı kıldı. Bu, aynı zamanda uçakların uçmasına olanak veren ilkedir de.

0 15db78 2a6ec649 XL

Daha sonra gizil ısı teorisini formüle edecek olan İskoç kimyacı Joseph Black 1754’te, kalsiyum karbonatın bozunması ve “sabit hava”nın, yani karbondioksitin oluşması üzerine dikkate değer bir doktora tezi üretti. Bu tez, kimyasal araştırma ve keşif alanında zincirleme bir tepkimenin kıvılcımını çaktı. İngiltere’de münzevi deha Henry Cavendish hidrojen gazını yalıttı ve suyun iki parça hidrojen ile bir parça oksijenden oluştuğunu kanıtladı. Muhallif papaz Joseph Priestley oksijeni ve başka birçok yeni gazı yalıttı. Felemenkli Jan Ingenhousz, Priestley’in bıraktığı yerden devam etti ve yeşil bitkilerin gün ışığında oksijen, karanlıkta karbondioksit saldıklarını gösterdi. Bu arada Fransa’da Antoine Lavoisier karbon, kükürt ve fosfor dahil, birçok elementin oksijenle birleşerek yandığını ve bugün bizim oksit dediğimiz şeyi oluşturduğunu gösterip, yanıcı malzemelerin yanmalarını sağlayan ve filojiston denilen bir madde içerdiğine ilişkin teoriyi çürüttü. (Ne yazık ki, Fransız devrimciler Lavoisier’i giyotine gönderecekti.)

1793’te Fransız kimyacı Joseph Proust, kimyasal elementlerin neredeyse her zaman belirli oranlarda birleştiklerini keşfetti. Bu, basit bileşiklerin formüllerini çıkarma yönünde yaşamsal bir adımdı.

Yer Bilimleri

Terazinin diğer ucuna Yer süreçlerine ilişkin bilgi büyük ilerlemeler kaydediyordu. Amerika’da Benjamin Franklin, şimşeğin bir elektrik biçimi olduğunu kanıtlamak için tehlikeli bir deney yapmanın dışında, Gulf Stream araştırmalarıyla büyük ölçekli okyanus akıntılarının varlığını kanıtladı. İngiliz hukukçu ve amatör meteorolog George Hadley, ticaret rüzgarlarını Yer’in dönüşüyle ilişki içinde açıklayan kısa bir kitapçık yayımlarken; Newton’ın bir düşüncesine sarılan Nevil Maskelyne, bir İskoç dağının kütleçekimini ölçmek için ağır hava koşullarında birkaç ay kamp kurdu. Bunu yaparken Yer’in yoğunluğunu ortaya çıkardı. James Hutton İskoçya’da çiftlik miras aldıktan sonra jeolojiyle ilgilenmeye başladı ve Yer’in daha önce sanılandan daha yaşlı olduğunu ortaya çıkardı.

1200 base image 4.1424268652

Yaşamı Anlamak

Bilim insanları Yer’in aşırı yaşını öğrenince, yaşamın nasıl başladığına ve evrildiğine ilişkin yeni düşünceler ortaya çıkmaya başladı. Zamanının ötesinde Fransız yazar, doğa bilimci ve matematikçi Georges-Louis Leclerc, diğer adıyla Comte de Buffon, modern evrim teorisi yönünde ilk adımları attı. Alman teolog Christian Sprengel ömrünün çoğunu bitkilerle böceklerin etkileşimini inceleyerek geçirdi ve erdişi çiçeklerin erkek ve dişi organları farklı zamanlarda çıkardıklarını, dolayısıyla kendi kendilerini döllemediklerini açıkladı. İngiliz rahip Thomas Robert Malthus dikkatini demografiye verdi ve nüfus arttıkça felaket öngören An Essay on the Principle of Population’ı (Nüfus Artışı Hakkında Araştırma) yazdı. Malthus’un kötümserliğinin yersiz olduğu (şimdiye kadar) anlaşıldı; ama kontrol edilmezse nüfus artışının kaynakları aşacağı düşüncesi, daha sonra Charles Darwin’i etkileyecekti.

DigiRev

Yüzyılın sonunda İtalyan fizikçi Alessandro Volta, izleyen on yıllarda ilerlemeleri hızlandıracak elektrik bataryasını icat ederek yeni bir dünyanın kapısını açtı. 18. yüzyıl boyunca öyle bir ilerleme olmuştu ki, İngiliz filozof William Whewell, filozoftan farklı yeni bir mesleğin yaratılmasına önerdi: “Genel olarak bilimle uğraşan birini tarif etmek için bir ada çok ihtiyacımız var. Ben bilim insanı deme eğilimindeyim.”

Genişleyen Ufuklar 1700 – 1800

1727 – İngiliz din adamı Stephen Hales kök basıncını gösteren Vegetable Staticks‘i yayımlar.

1735 – İsveçli botanikçi Carl Linnaeus flora ve fauna sınıflandırmasının başlangıcı olan Systema Naturae‘yi yayımlar.

1735 – George Hadley on yıllarca meçhul kalan kısa bir kitapçıkta ticaret rüzgarlarının davranışlarını açıklar.

1738 – Daniel Bernoulli gazların kinetik teorisinin temelini atan Hydrodynamica‘yı yayımlar.

1749 – Georges-Louis Leclerc, Histoire Naturelle‘nin ilk cildini yayımlar.

1754 – Joseph Black’in karbonatlar üzerine doktora tezi, nicel kimyada öncü eserdir.

1766 – Henry Cavendish, çinkoyu asitle tepkimeye sokarak hidrojen ya da yanar hava yapar.

1770 – Amerikalı diplomat ve bilim insanı Benjamin Franklin, Gulf Stream akıntısının bir haritasını yayımlar.

1774 – Joseph Priestley bir büyüteç ve Güneş ışığı kullanıp cıva oksidi ısıtarak oksijen meydana getirir, buna filojistonsuz hava der.

1774 – Antoine Lavoisier, Priestley’den tekniği öğrendikten sonra, aynı gazı meydana getirir ve adına oksijen der.

1774 – Nevil Maskelyne, bir dağın kütleçekimini ölçerek Yer’in yoğunluğunu hesaplar.

1779 – Jan Ingenhousz yeşil bitkilerin gündüz dışarıya oksijen verdiklerini keşfeder; bu, fotosentezdir.

1788 – James Hutton Yer’in yaşıyla ilgili teorisini yayımlar.

1793 – Christian Sprengel, tozlaşma üzerine kitabında bitki cinselliğini tasvir eder.

1798 – Thomas Robert Malthus insan nüfusu üzerine, daha sonra Charles Darwin ve Alfred Russel Wallace’ı etkileyen ilk denemesini çıkarır.

1799 – Alessandro Volta elektrik bataryasını icat eder.

17. yüzyılda Avrupa’da birçok bilim insanı havanın özelliklerini araştırdı ve onların çalışmaları, İrlanda asıllı İngiliz bilim insanı Robert Boyle’nin bir gazdaki basıncı açıklayan matematiksel yasaları çıkarmasına yol açtı. Bu çalışma, yıldızlar ile gezegenler arasındaki uzayın doğasıyla ilgili daha geniş bir tartışmayla ilişkiliydi. “Atomculara” göre göksel cisimler arasında boş uzay vardı; Kartezyenlere (Fransız filozof Rene Descartes’ı izleyenler) göre ise, parçacıklar arasındaki uzay esir denilen bilenmeyen bir maddeyle doluydu ve bir vakum üretmek olanaksızdı.

Robert Boyle

Barometreler

İtalya’da matematikçi Gasparo Berti, bir emme tulumbanın suyu neden 10 metreden yukarıya çıkaramadığını anlamak için deneyler yaptı. Berti uzun bir boru aldı, bir ucunu kapatıp suyla doldurdu. Sonra ağzını bir su teknesinin içinde koyup ters çevirdi. Tüpteki suyun düzeyi, sütun yaklaşık 10 metre yükselene kadar düştü.

Gasparo Berti

1642’de Berti’nin çalışmalarından haberdar olan yurttaşı Evangelista Torricelli benzer bir aygıt yaptı, ama su yerine cıva kullandı. Cıva sudan 13 kat daha yoğundur; bu yüzden sıvı sütunu yalnızca 76 santimetre kadar yüksekti. Torricelli’nin buna ilişkin açıklaması şöyleydi: çanaktaki cıvanın üzerideki havanın ağırlığı cıvayı aşağı bastırıyordu ve bu, sütunun içindeki cıvanın ağırlığını dengelemekteydi. Tüpün içinde cıvanın üstündeki alanın bir vakum olduğunu söyledi. Bu durum bugün basınçla (belli bir alan üzerideki kuvvet) açıklanır, ama temel düşünce aynıdır. Torricelli ilk cıvalı barometreyi bulmuştu.

Blaise Pascal’ın barometre deneyleri, hava basıncının yükseklikle birlikte nasıl değiştiğini gösterdi. Pascal fiziğin yanı sıra matematiğe de önemli katkılarda bulundu.
Blaise Pascal

Fransız bilim insanı Blaise Pascal, Torricelli’nin barometresinden 1646’da haberdar oldu ve hemen kendi deneylerini yapmaya başladı. Kayınbiraderi Florin Perier’in gerçekleştirdiği bu deneylerden biri, hava basıncının yüksekliğe bağlı olarak değiştiğini gösterecekti. Bir barometre Clermont’ta bir manastırın zeminine yerleştirildi ve gündüzleri bir keşiş tarafından gözlemlendi. Perier başka bir barometreyi, kasabadan yaklaşık bin metre yükseklikteki Puy de Dôme’un tepesine götürdü. Dağın tepesindeki cıva sütunu, manastırın bahçesinde olandan 8 cm daha kısaydı. Dağın üzerideki hava miktarı aşağıdaki vadinin üzerindeki havadan fazla olduğuna göre, gerçekten de havanın ağırlığı su ya da cıva tüplerindeki sıvıyı orada tutmaktaydı. Bu ve diğer çalışmalarda ötürü, modern basınç birimine Pascal adı verilir.

Torricelli

– Bir barometreyi bir dağın başına götürürseniz, barometredeki cıvanın yüksekliği düşer.

– Bunun nedeni, cıvayı aşağıya bastıran havanın yukarıda daha az olmasıdır.

– Bir barometrede alıcının havası boşaltılınca, civanın düzeyi düşer.

– Yani, alıcıdaki hava miktarı ne kadar azsa, basınç da o kadar düşüktür.

Havanın kütlesi küçüldükçe “havanın yayı” da küçülür.

Hava Pompaları

Bir sonraki önemli atılımı, bir kaptan bir miktar havayı boşaltabilen bir pompa yapan Prusyalı bilim insanı Otto von Guericke gerçekleştirdi. En ünlü gösterisini 1654’te yaptı: İki metal yarımküreyi aralarına hava geçirmez bir conta koyup birleştirdi ve aradaki havayı boşalttı. İki takım metal yarımküreleri birbirinden ayıramadı. Hava boşaltılmadan önce, contalı yarımkürelerin içindeki hava basıncı ile dışarıdaki hava basıncı aynıydı. İçeride hava kalmayınca, dışarıdaki havanın basıncı yarımküreleri bir arada tutuyordu.

Otto von Guericke

Robert Boyle, von Guericke’nin deneylerinden 1657’de yayımlanınca haberdar oldu. Boyle kendi deneylerini gerçekleştirmek için, Robert Hooke’u bir hava pompası tasarlayıp yapmakla görevlendirdi. Hooke’un hava pompası, çapı yaklaşık 40 cm olan cam bir “alıcı” (kap), altında piston bulunan bir silindir ve bu ikisinin arasında tıkaçlardan ve vanalardan oluşmaktaydı. Pistonun peş peşe hareketleri alıcıdan daha fazla havayı dışarıya çekiyordu. Donanımın contalarındaki hafif sızıntı nedeniyle, alıcının içinde vakuma yakın bir durum ancak kısa bir süre sürdürülebiliyordu. Yine de makine daha önce yapılanların üzerinden büyük bir ilerlemeydi; bilimsel bir araştırmayı daha da ilerletmede teknolojinin önemini gösteren bir örnekti.

hava pompası

Deneysel Sonuçlar

Boyle, hava pompasıyla çok sayıda farklı deney yaptı ve bunları 1660’ta New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air and its Effects kitabında tarif etti. Kitapta, Galileo gibi ünlü deneycilerin bile çoğu kez “düşünce deneylerinin” sonuçlarını ilan ettiği bir zamanda, açıklanan bütün sonuçların deney ürünü olduğuna işaret etmeye gayret etti.

robert boyle icatları

Boyle’nin birçok deneyi, doğrudan hava basıncıyla bağlantılıydı. Alıcı bir Torricelli barometresini tutacak şekilde değişebiliyordu; tutkalla yerine sabitlenen tüp alıcının tepesinde kadar çıkmaktaydı. Alıcıdaki basınç azaltılınca, cıvanın düzeyi düşmekteydi. Tersinden bir deney de gerekleştirdi ve alıcının içinde basıncın yükselmesiyle cıva seviyesinin de yükseldiğini gördü. Bu, Torricelli’nin ve Pascal’ın daha önceki bulgularını doğruladı.

robert boyle hava pompası

Boyle, hava miktarı azaldıkça alıcıdaki havayı boşaltmanın zorlaştığını belirtti ve alıcının içinde yarı şişirilmiş bir torbanın etrafındaki hava boşaltılınca, hacminin arttığını da gösterdi. Torba bir ateşin önünde tutulduğunda da benzer bir sonuca varılabiliyordu. Bu sonuçlara neden olan hava “yay”ına ilişkin iki olası açıklama yaptı: Her bir hava parçacığı bir yay gibi sıkıştırılabilirdi ve bütün hava kütlesi bir yapağıya benziyordu ya da hava rastgele hareket eden parçacıklardan oluşuyordu.

Bu Kartezyenlerin görüşüne benziyordu; ama Boyle esir düşüncesine katılmadı, “taneciklerin” boş uzayda hareket ettiklerini öne sürdü. Açıklaması, maddenin özelliklerini hareket eden parçacıklar bakımından tarif eden modern kinetik teorisine bariz bir biçimde benzer.

Boyle’nin bazı deneyleri fizyolojikti; hava basıncının azalmasının kuşlar ve fareler üzerindeki etkilerini araştırdı ve havanın akciğere nasıl girip çıktığına kafa yordu.

Boyle Yasası

Boyle yasasına göre, gaz miktarı ve ısı aynı tutulduğu sürece, bir gazın basıncının hacmiyle çarpımı bir sabitti. Başka bir deyişle, bir gazın hacmini azaltırsanız, basıncı artar. Hava yayını üreten, bu artan basınçtır. Bir bisiklet pompasında, pompanın ucunu bir parmağınızla kapatıp pompa kolunu içeri doğru iterseniz etkiyi hissedebilirsiniz.

Bu yasa Boyle adını taşımasına rağmen, ilk kez Boyle değil, Torricelli barometresiyle bir dizi deney yapan ve sonuçlarını 1663’te yayımlayan İngiliz bilim insanları Richard Towneley ve Henry Power önerdi. Boyle kitabın ilk taslağını gördü ve sonuçları Towneley’le tartıştı. O sonuçları deneyle doğruladı ve ilk deneylerine yöneltilen eleştiriye yanıtın bir parçası olarak 1662’de “Bay Towneley’in Hipotezi”ni yayımladı.

Boyle’nin dikkatli deney tekniğinden ötürü ve beklenen sonuçları versin ya da vermesin, deneylerini ve olası hata kaynaklarını eksiksiz rapor ettiği için, gazlarla ilgili çalışması özellikle önemliydi. Bu nedenle birçok kişi onun çalışmalarını genişletmeye çalıştı. Bugün Boyle Yasası, başka bilim insanları tarafından ortaya çıkarılan ve ısı, basınç ya da hacim değişiklikleri altında gerçek gazların davranışına yaklaşan “İdeal Gaz Yasası“nı oluşturan yasalarla birleştirilmektedir. Düşünceleri sonunda kinetik teorisinin gelişmesine de yol açtı.

boyle yasası

Robert Boyle Kimdir?

Robert Boyle İrlanda’da doğdu, Cork Kontlarının 14. çocuğuydu. İngiltere’de Eton College’e gitmeden önce evde özel eğitim aldı ve sonra Avrupa’yı dolaştı. 1643’te babası öldü ve bütün zamanını bilimle ilgilenmeye ayırmasına yetecek kadar para bıraktı. Boyle iki yıllığına tekrar İrlanda’ya taşındı; ama 1654’ten 1668’e kadar çalışmalarını daha kolay yürütebilmek için Oxford’ta yaşadı, ardından Londra’ya taşındı.

robert boyle kimdir

Boyle, bilimsel konuları inceleyen, Londra’da ve Oxford’ta toplanıp düşüncelerini tartışan ve “Görünmez Kolej” denilen grubun üyesiydi. Bu grup 1663’te Kraliyet Derneği oldu ve Boyle ilk konsey üyelerinden biriydi. Bilime ilgisinin yanı sıra Boyle simya deneyleri de yaptı ve farklı insan ırklarının kökeni ve teolojiyle ilgili yazılar da yazdı.

Önemli Eserleri:

1660 – New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air and its Effects

1661 – The Sceptical Chymist (Kuşkucu Kimyager)

Kuşkucu Kimyager

Hava Basıncı Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1643 – Evangelista Torricelli bir cıva tüpü kullanarak barometreyi icat eder.

1648 – Blaise Pascal ile kayınbiraderi, hava basıncının yükseklikle birlikte azaldığını gösterir.

1650 – Otto von Guericke hava ve vakum üzerine, ilk kez 1657’de yayımlanan deneyler gerçekleştirir.

1738 – İsviçreli fizikçi Daniel Bernoulli, gazların kinetik teorisini açıklayan Hydrodynamica’yı yayımlar.

Hydrodynamica

1827 – İskoç botanikçi Robert Brown polenlerin sudaki hareketini, rastgele yönlerde hareket eden su molekülleriyle çarpışmanın sonucu olarak açıklar.