Cep telefonları, akıllı saatler, dizüstü bilgisayarlar ve kablosuz kulaklık gibi kişisel elektronik cihazların neredeyse tamamı lityum iyon piller ile çalışır. Sağladığı yüksek enerji yoğunluğuna ek olarak düşük ve yüksek akımlarda verimli çalışabilmesi lityum iyon pillerin tercih edilmesinin başlıca sebeplerindendir. Ancak ortam sıcaklığı eksi değerlere düştüğünde bu pilleri avantajlı yapan özellikleri dezavantaja dönüşebiliyor.

Telefon pilleri şarj edilirken lityum iyonları pilin gözenekli grafit (karbon) yapısına aktarılır. Telefon prizden çekilip kullanılmaya başlandığında ise iyonlar pilin diğer bölümüne aktarılarak cihazın ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisi elde edilir. Telefon pillerindeki iyon transferi sürecinde, kimyasal tepkimelerin genelinde gözlendiği gibi, sıcaklık artışı tepkime hızını artırırken sıcaklığın düşmesi tepkime hızını düşürür. Lityum iyon pillerin iç dirençlerinin düşük olması da atık ısı miktarını azaltarak pillerin soğuk havadan daha çok etkilenmesine yol açar.

Telefonlarda dış ortam sıcaklığını ölçen termometreler bulunmuyor. Bu yüzden telefon soğuk hava yüzünden azalan iyon akışını pilde tepkimeye girecek madde kalmadığı, yani pilin boşaldığı yönünde algılıyor ve kendini kapatabiliyor. Bununla birlikte, sıcaklık normale döndüğünde iyon transferi süreci de hızlanacağı için telefon tekrar şarj edilmeye gerek duymadan çalışmaya devam eder. Elbette cihazın soğuktan etkilenme miktarı üreticiye, pilin modeline ve yıpranmışlığına göre değişkenlik gösteriyor. Ayrıca uzmanlar lityum iyonlarının karbon gözeneklere düzgünce yerleşebilmesi için çok soğuk olmayan ortamlarda şarj edilmesini öneriyor.

Kaynakça: Livescience, Wired, BilimveTeknik

The post Neden Soğuk Havalar Telefonların Şarjını Azaltıyor? appeared first on Halil Durmus.

Maddeler soğutulduğunda taneciklerinin ortalama kinetik enerjisi düşer. Düşük enerjili tanecikler de daha düşük hacim kaplayarak maddenin yoğunluğunun artmasına sebep olur. Molekülleri soğudukça suyun da diğer sıvılar gibi yoğunluğu artar -ta ki sıcaklık 4°C’ye düşünceye dek.

H2O molekülünü oluşturan oksijen ve hidrojen atomları kovalent bağ ile birbirine sıkıca bağlıdır. Moleküller arasında ise kısmi eksi yüklü oksijen ile kısmi artı yüklü hidrojen atomları arasında görece zayıf hidrojen bağları oluşur. Sıcaklık 4°C’nin üzerindeyken baskın kuvvet, taneciklerin kinetik enerjisidir. Yani taneciklerin hareketliliği, hidrojen bağlarının zamanla kopmasına ve farklı moleküller arasında tekrar tekrar oluşmasına sebep olur. Sıcaklık 4°C’ye düştüğünde ise moleküllerin kinetik enerjisi ile hidrojen bağının enerjisi eşitlenir. Bu noktada su kütlesi mümkün olan en küçük hacimde, yani en yüksek yoğunluk değerindedir.

Suyu diğer sıvılardan ayıran büyük farklar sıcaklık 4°C’nin altına düştükçe gözlenir. Kinetik enerjisi iyice düşen su molekülleri birbirine yaklaşmak yerine düzgün ve boşluklu yapılar oluşturarak hacmi artırır. Su donma noktasına ulaştığında katılaşırken içi boş ve altıgen yapıda kararlı kristal kafesler oluşmaya başlar. Bu boşluklu yapı, buzun yoğunluğunun sudan yaklaşık dokuzda bir ölçüde daha düşük olmasına yol açar.

Düşük kütledeki su daha hızlı soğuyacağından, göllerde donma olayı gölün kenarlarındaki sığ alanlarda başlayarak yüzeyin merkezine doğru ilerler. Buzun yoğunluğu düşük olduğu için donan su yüzeyde kalır, gölün dibinde ise 4°C’deki yoğun su yer alır

Kaynakça: 1milyarbilgi

The post Neden Su Üstten Donmaya Başlar? appeared first on Halil Durmus.