İçeriğe atla

Süperkritik akışkan

Süperkritik akışkan, belirgin sıvı ve gaz fazının olmadığı kritik noktanın üzerinde basınç ve sıcaklığa sahip madde. Katıların içinde gaz gibi dağılabilir ve maddeleri sıvı gibi çözebilir. Ayrıca süperkritik akışkanın kritik noktasına yakın durumlarda, sıcaklık ve basınçtaki küçük değişimler, yoğunlukta büyük değişimlere sebep olabilir bu da süperkritik akışkanın birçok özelliğinin üzerinde ince ayar yapılabilmesini sağlar.

Doğal oluşum

Hidrotermal sirkülasyon

Kara baca, bir tür hidrotermal havalandırmadır

Hidrotermal sirkülasyon, sıvının ısındığı ve konveksiyona başladığı yerkabuğunda meydana gelir. Bu akışkanların, porfir bakır yataklarının oluşumu veya deniz tabanında deniz suyunun yüksek sıcaklıkta sirkülasyonu gibi bir dizi farklı ortamda süper kritik koşullara ulaştığı düşünülmektedir. Okyanus ortası sırtlarında, bu sirkülasyon en çok "kara baca" olarak bilinen hidrotermal menfezlerin ortaya çıkmasıyla kendini gösterir. Bunlar, 400 °C'ye kadar sıvıları boşaltan sülfit ve sülfat minerallerinin metrelerce yükseklikteki bacalarıdır. Akışkanlar, akışkandaki çözünmüş metallerin çökelmesi nedeniyle büyük siyah dalgalı duman bulutları gibi görünür. Bu havalandırma alanlarının birçoğunun derinlikte kritik üstü koşullara ulaşması muhtemeldir ancak çoğu deniz tabanına ulaştıklarında kritik altı olmak için soğur. Belirli bir havalandırma sahası olan Turtle Pits, havalandırma sahasında kısa süper kritiklik dönemi gösterdi. Cayman Çukuru'ndaki başka bir yer olan Beebe’nin havalandırma deliğinde sürekli süper kritiklik gösterdiği düşünülmektedir.[1]

Gezegenlerin atmosferleri

Venüs'ün atmosferi %96,5 karbondioksit ve %3,5 azottur. Yüzey basıncı 9,3 MPa (93 bar) ve yüzey sıcaklığı 735 K olup, her iki bileşenin kritik noktasının üstündedir. Bu değerler nedeniyle yüzey atmosferi süper kritik akışkandır.

Güneş sistemi gaz devi gezegenlerinin iç atmosferleri, kritik noktalarının çok üstündeki sıcaklıkta hidrojen ve helyumdur. Jüpiter ve Satürn'ün dış gaz atmosferleri, yoğun sıvı halindeki iç kısma sorunsuzca geçebilirken, Neptün ve Uranüs geçiş bölgelerinin doğası bilinmemektedir.

Ötegezegen Gliese 876 d'nin teorik modelleri, dibinde katı yüksek basınçlı su buz tabakasını basınçlı, süper kritik akışkan su okyanusuna yerleştirdi.

Kaynakça

  1. ^ Webber, A.P.; Murton, B.; Roberts, S.; Hodgkinson, M. "Supercritical Venting and VMS Formation at the Beebe Hydrothermal Field, Cayman Spreading Centre". Goldschmidt Conference Abstracts 2014. Geochemical Society. 29 Temmuz 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Temmuz 2014. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Basınç</span> bir yüzey üzerine etkide bulunan dik kuvvetin, birim alana düşen miktarı

Basınç, bir yüzey üzerine etkide bulunan dik kuvvetin, birim alana düşen miktarı. Katı, sıvı ve gazlar ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye bir kuvvet uygularlar. Kuvvetin kaynağı ne olursa olsun birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç (P), bütün yüzeye dik olarak etki eden kuvvete de basınç kuvveti (F) denir.

<span class="mw-page-title-main">Helyum</span> Atom numarası 2, kısaltması He olan element

Helyum, sembolü He ve atom numarası 2 olan kimyasal element. Periyodik cetvelin birinci periyot 8A grubunda yer alan bir gazdır. Kokusuz, renksiz bir gazdır ve yanmaz.

<span class="mw-page-title-main">Maddenin hâlleri</span> maddenin farklı aşamalarında yer alan farklı hâlleri

Bir fizik terimi olarak maddenin hâli, maddenin aldığı farklı fazlardır. Günlük hayatta maddenin dört farklı hâl aldığı görülür. Bunlar; katı, sıvı, gaz ve plazmadır. Maddenin başka hâlleri de bilinir. Örneğin; Bose-Einstein yoğunlaşması ve nötron-dejeneje maddesi. Fakat bu hâller olağanüstü durumlarda gerçekleşir, çok soğuk ya da çok yoğun maddelerde. Maddenin diğer hâllerininde, örneğin quark-gluon plazmalar, mümkün olduğuna inanılır fakat şu an sadece teorik olarak bilinir. Tarihsel olarak, maddenin özelliklerindeki niteleyici farklılıklara dayanarak ayrım yapılır. Katı hâldeki madde bileşen parçaları ile bir arada tutulur ve böylece sabit hacim ve şeklini korur. Sıvı hâldeki madde hacmini korur fakat bulunduğu kabın şeklini alır. Bu parçalar bir arada tutulur ama hareketleri serbesttir. Gaz hâlindeki madde ise hem hacim olarak hem de şekil olarak bulunduğu kaba ayak uydurur.Bu parçalar ne beraber ne de sabit bir yerde tutulur. Maddenin plazma hâli ise, nötr atomlarda dahil, hacim ve şekil olarak tutarsızdır. Serbestçe ilerleyen önemli sayıda iyon ve elektron içerirler. Plazma, evrende maddenin en yaygın şekilde görülen hâlidir.

<span class="mw-page-title-main">Gaz</span> maddenin dört temel halinden biri

Gaz, maddenin 4 temel hâlinden biridir. Bu haldeyken maddenin yoğunluğu çok az, akışkanlığı son derece fazladır. Gaz halindeki maddelerin belirli bir şekli ve hacmi yoktur. Katı bir madde ısıtıldığı zaman, katı halden sıvı, sıvı halden de gaz haline geçer. Bu duruma faz (safha) değişikliği denir. Sıvıyı meydana getiren tanecikler birbirlerini çeker. Sıvı ısıtıldığı zaman, tanecikler arasındaki çekim kuvveti yenilir ve tanecikler sıvı fazdan (ortamdan) ayrılarak gaz haline dönüşürler. Gazı meydana getiren tanecikler her yönde hareket edebilir ve bulundukları kabın hacmini alabilirler.

<span class="mw-page-title-main">Katı</span> maddenin 4 halinden biri

Katı, maddenin atomları arasındaki boşluğun en az olduğu halidir. "Katı" olarak adlandırılan bu haldeki maddelerin kütlesi, hacmi ve şekli belirlidir. Bir dış etkiye maruz kalmadıkça değişmez. Sıvıların aksine katılar akışkan değildir. Fiziksel yollarla, diğer üç hal olan sıvı, gaz ve plazmaya dönüştürülebilirler. Altın demir gibi madenler katı maddelere örnektir. Ayrıca katı maddeler atomlarının en yavaş hareket edebildiği haldir. Doğa'da amorf veya kristal yapıda bulunurlar. Amorf katılar maddenin taneciklerinin düzensiz olma durumudur. Kristal katılar ise de maddenin taneciklerinin düzenli olma durumudur. Kristal katılar da aralarında 4'e ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Çözelti</span>

Çözelti ya da solüsyon, iki ya da daha fazla maddenin herhangi bir oranda bir araya gelerek oluşturdukları homojen karışımdır.

Konveksiyon, katı yüzey ile akışkan arasında gerçekleşen ısı transferinin bir çeşididir. Akışkan içindeki akımlar vasıtası ile ısı transfer edilir. Akışkan, içindeki veya akışkanla sınır yüzey arasındaki sıcaklık farklarından ve bu farkın yoğunluk üzerinde oluşturduğu etkiden doğabilmektedir. Yoğunluk değişimlerinin diğer kaynakları, değişken tuzluluk oranı veya dış kaynaklı zorlayıcı kuvvet uygulaması gibi sebepler de olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Okyanus</span> büyük miktarda tuzlu su

Okyanus, bir gezegenin hidrosferinin çoğunu oluşturan bir su kütlesidir. Dünya üzerinde bir okyanus, Dünya Okyanusunun ana geleneksel bölümlerinden biridir. Bunlar, bölgeye göre azalan sırada, Pasifik, Atlantik, Hint, Güney (Antarktika) ve Kuzey Kutbu Okyanuslarıdır. Spesifikasyon olmadan kullanılan "okyanus" veya "deniz" ifadeleri, Dünya yüzeyinin çoğunu kapsayan birbirine bağlı tuzlu su kütlesini ifade eder. Genel bir terim olarak, "okyanus" çoğunlukla Amerikan İngilizcesinde "deniz" ile değiştirilebilir; ancak İngiliz İngilizcesinde değil. Açıkça söylemek gerekirse, deniz kısmen veya tamamen karayla çevrili bir su kütlesidir.

<span class="mw-page-title-main">Viskozite</span> bir sıvının fiziksel özelliği

Viskozite, akmazlık veya ağdalık, akışkanlığa karşı direnç. Viskozite, bir akışkanın, yüzey gerilimi altında deforme olmaya karşı gösterdiği direncin ölçüsüdür. Akışkanın akmaya karşı gösterdiği iç direnç olarak da tanımlanabilir. Viskozitesi yüksek olan sıvılar ağdalı olarak tanımlanırlar.

<span class="mw-page-title-main">Genleşme</span> Genleşen cisim hacmi artacağından dolayı yüzer.

Genleşme, sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır.

Süblimleşme, katı maddelerin ısıtılınca, ara bir hâl olan sıvı hâle geçmeden doğrudan gaz hâle geçmesi. Süblimleşme endotermik faz değişimidir. Faz diyagramındaki üçlü noktanın altında gerçekleşir. Süblimleşme'nin tersine ise kırağılaşma denir.

<span class="mw-page-title-main">Deniz altı volkanları</span>

Deniz altı volkanları, yeryüzünün denizlerle örtülü olduğu bölgelerinde bulunan yarıklardır. Yer altından gelen lavlar bu yarıklar sayesinde yüzeye çıkarlar. Dünya üzerine bir yılda yer altından gelen lavların %75 kadarını bu tür yarıklardan gelenler oluşturur. Çıkan malzemelerin büyük çoğunluğu tektonik hareketlerin yoğun olarak görüldüğü Orta Atlantik Yükselimi olarak da adlandırılan kıta levhalarının bulunduğu bölgelerde gerçekleşir. Pek çoğu okyanusların derin bölgelerinde olmasına karşın, bir bölümü de sığ sularda görülür. Bu tür durumlarda birikerek yükselen malzeme, küçük adacıklar oluşturabilir.

<span class="mw-page-title-main">Akışkan yatak</span>

Akışkan yatak, belli boyutlardaki katı taneciklerin sıvı gibi davrandıkları duruma verilen isimdir. Bu durum, basınçlı bir gazın, ortamı oluşturan katı tanecikler arasından geçmesiyle oluşur. Bu durumda katılar sıvı karakteristiği göstermeye başlar. Ayrıca taneciklerin elemental yapısını değişmeden, yoğunlukları azalır. Bu olaya yataklama adı verilir. Akışkan yataklar kurutucu olarak, kirli suların temizlenmesinde filte olarak kullanılabilir. Bunun dışında, yataktaki taneciklerin kurutulmasında da kullanılır.

Soğutucu akışkanlar, klima sistemlerinin ve ısı pompalarının soğutma döngüsünde kullanılan ve çoğu durumda sıvıdan gaza tekrarlanan bir faz geçişine ve tekrar geri dönen maddelerdir. Sıcaklığa ve basınca bağlı olarak saf olabilir veya sıvı veya gaz fazında veya her ikisinde bulunan saf sıvıların bir karışımı olabilir. Akışkan, düşük sıcaklık ve düşük basınçta ısıyı emer ve daha sonra, genellikle hâl değişikliği ile daha yüksek sıcaklık ve basınçta ısı verir.

<span class="mw-page-title-main">Hidrostatik</span>

Akışkan statiği ya da hidrostatik, hareketsiz akışkanlar üzerinde çalışmalar yapan akışkan mekaniğinin dalı. Hangi akışkanların durağan dengede hareketsiz kaldığıyla ilgili yapılan çalışmaları kabul eder ve akışkan dinamiğiyle karşılaştırıldığında hareket halindeki akışkanları inceler.

<span class="mw-page-title-main">Yoğunlaşma</span>

Yoğunlaşma veya yoğuşma, maddenin fiziksel halinin gaz fazından sıvı faza değişimi ve buharlaşmanın tersidir. En sık su döngüsü anlamında kullanılır. Atmosfer içinde bir sıvı veya katı bir yüzey veya Yoğunlaşma bulutu ile temas ettiğinde, su buharının sıvı suya değişmesi olarak da tanımlanabilir. Doğrudan gaz fazdan katı faza geçiş gerçekleştiğinde, değişime kırağılaşma denir.

<span class="mw-page-title-main">Buharlaşma</span>

Buharlaşma, bir sıvının gaz fazına geçerken yüzeyinde oluşan buharlaşma türüdür. Çevreleyen gazdaki buharlaşan maddenin yüksek konsantrasyonu, örneğin çevredeki nemin suyun buharlaşma hızını etkilemesiyle buharlaşma yavaşlar.

<span class="mw-page-title-main">Faz (madde)</span> Fiziksel bilimlerde, bir faz bir malzemenin fiziksel özelliklerini esas olarak eşit bir şekilde madde boyunca dağılan bir sistemdir. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi , mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi inde

Fiziksel bilimlerde faz; bir malzemenin fiziksel özelliklerinin her noktasında aynı olduğu bölgedir/alandır. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi, mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi indeksi. Basit bir açıklama ile bir faz fiziksel olarak ayrı, kimyasal olarak yeknesak ve (genellikle) mekanik ayrılabilir malzemeli bir bölge olmasıdır. Bir cam kavanoz buz ve sudan oluşan bir sistemde, buz küpleri birinci faz, su ikinci faz ve suyun üstünde bulunan nem ise üçüncü fazdır. Cam kavanoz ise başka bir ayrı aşamasıdır. Faz terimi bazen maddenin hali olarak eş anlamlı bir şekilde kullanılabilir. Ancak bir maddenin aynı halde çok sayıda karışmayan fazı olabilir. Ayrıca, faz terimi bazen bir faz diyagramı için üzerinde sınır ile basınç ve sıcaklık gibi durum değişkenler açısından sınırı çizilmiş denge durumunda bir dizi oluşturmak için kullanılır. Faz sınırları gibi katı veya başka bir kristal yapısından daha ince değişikliğine sıvıdan bir değişiklik olarak maddenin organizasyon değişiklikleriyle ilgili olduğundan bu son kullanım durumuna eş anlamlısı olarak "faz" kullanımına benzer. Ancak, madde ve faz diyagramı kullanımların hali yukarıda verilen ve amaçlanan anlam terim kullanıldığı bağlamdan kısmen tespit edilmelidir resmi tanımı ile orantılı değildir. Fazın çeşitleri Farklı fazlar, gaz, sıvı, katı, plazma veya Bose-Einstein yoğuşma ürünü olarak maddenin farklı durumlar olarak tarif edilebilir. Maddenin katı ve sıvı formda diğer haller arasındaki faydalı mezofazlar.

<span class="mw-page-title-main">Karbondioksitle temizleme</span>

Karbondioksitle temizleme (CO2 temizleme), çeşitli fazlarda karbondioksit kullanarak parça temizleme ve sterilizasyon için bir yöntem ailesini içerir. Hassas yüzeylerde kullanım için genellikle tercih edilir. CO2 ile temizleme, havacılık, otomotiv, elektronik, tıp ve diğer endüstrilerde kendine uygulama alanı bulmuştur. Karbondioksit karıyla temizleme, metal, polimer, seramik, cam ve diğer malzemelerden ve sabit diskler ve optik yüzeyler de dâhil diğer çeşitli yüzeylerden parçacıkları ve organik kalıntıları gidermek için kullanılagelmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Dev gezegen</span> Dünyadan çok daha büyük herhangi bir gezegendir

Dev gezegen, Dünya'dan çok daha büyük herhangi bir gezegendir. Dev gezegenler, kayaç veya diğer katı maddelerden ziyade genellikle kaynama noktası düşük malzemelerden oluşurlar, ancak devasa katı gezegenler de olabilir. Güneş Sistemi'nde bilinen dört dev gezegen vardır: Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün. Diğer yıldızların yörüngesinde dönen ötegezegenler arasında da birçok dev gezegen tanımlanmıştır.