Katalog

BİLİM TARİHİ Bilim tarihinde yanlıs kavramlar: Kalorik Ortaya atıldıkları ve kullanıldıkları dönemde, araştırmacı ruhları beslemekte yararlı olan, yanlış kavramlardan birinin öyküsü Prof. Dr.R. Omür Akyüz ırkaç ay once bu sayfalarda Bılım ÎTarıhı'nde ilginç ve hızlı bir gezinti 'yapıldı * Bu gezintide "Flojiston" kavramı için uzunca bır duraklama oldu. Yazıda, modern kimyanın gerektırdığı nıtelıklere uyduğu soylenen bu nesne'nın kutleye etkısındekı terslığe de değinilmekte Ancak bu terslık Lavoisier'in getirdiğı devrımden önce de bilinmekteydi Bu yüzden "FlojıstorT'un "ters ağırlık" özelliğı olduğuna inanılmaktaydı. Yani, bugünki fiziksel tanımlara gore "negatıf kutlelı" ıdı Ne yazık kı Nevvton'un çekım yasasına çok ılgınç katkıları olabilecek boylesıne bır nesnenın doğada bulunmadıgı, modern kimyanın ilk temel bulgularından birisi oldu Flojiston, bılım tarınınde, kullanıldıkları donemde en azından araştırmacı ruhları beslemek açısından çok yararlı olan bir çok "yanlış" kavramdan birisidir. Diğerleri arasında belki en onde Miasma, Kalorik ve Esir gelır Bunlardan birincısı hastalık yapan bır oz nıteliğındedir. Bilgı alanımın dışına çıktığından bır hekim ele alıp anlatıncaya kadar bu konudaki ayrıntıları merak edeceksiniz Ben sızı bugun bıraz Kalorik konusun da aydınlatacağım Elektrık ve ışıkla ilgili olayları açıklarken sığınılan "Esir" kavramının doğum, ölüm ve yeniden dirilmesi ise bir başka yazıya... malar Isı ve sıcaklık arasındaki farkı ilk farkeden, Iskoçya'da cin vb içkileri süzen ımalathanelerin danışmanlıgını yapmakta olan kimyacı Joseph Black'dlr. (17281799, Iskoç Isının "miktarı ve şiddeti' olarak başlattığı bu ayrımda ıçki yapımında harcanan yakıt miktarı denetiminin etkısi çok olmuştur Isı sığası, ısınma ısısı, erime (gizli) ısısı (bır zamanlar, bugun çdzelti, çözulme vb adı verilen olgulara erıyık, erime vb denırken, ısıyla sıvılaşmaya da ergime derdik; bugün olağan adlandırmaya dönmekte hıçbır sakınca yoktur. hatta bu daha doğrudur), buharlaşma (gizli) ısısı gibi kavramları Black'a borçluyuz. Sıcaklık değışimlerıne olduğu kadar durum değişımlerine de sonradan Lavoisier tarafın James Joule dan Kalorik diye adlandırılan akışkanın değıştokuşunun yol açtığına inanılmaktaydı. Kalorik, maddesel atomlarla bırleşerek gizleniyor ya da uygun etkiler altında açığa çıkarak termometreyle gözlenebiliyordu. öyle ki yukarıda geren "gizli" nitelemesı bile bu durumdan doğmuştur Sadle Carnot (17961832, Fransız), 1824 yılında yazıp yayınlandığı "Reflexions sur la puıssance motrıce du feuAteşin hareket gücu uzerinde düşünceler" adlı tek makalesınde, o günlerde geliştirilmekte olan ısı makinelerinin çalışma ilkelerini incelemiş, ve bunları yüksek sıcaklıktan düşuk sıcaklığa akan kalorık'in (tıpkı akarsuyun değırmeni dondurdüğu gıbı) çalıştırdığını ve bu arada yapılan ışın harcanan ısıya olan oranınıyla ölçülen verımlerine, doğanın bir üst sınır koyduğunu saptamıştır. Carnot, bu eserinde "kalorıkısı'nın korunduğu duşüncesine yer vermıştir Ancak bir şans eseri olarak bu düşunce, vardığı sonuçların doğruluğunu etkilememiştir öte yandan kalorik kavramının terk edllmesl gerektiğıni de eserine eklediğı bazı notalarla beırtmiştir. Aşağıda bunlart bılimsel kafaya sahip bir insanın dogmalardan nasıl sakındığına yahut yanlış yapmış olmaktan nasıl korkmadığına bir ornek olarak yazıyonım. Bir varsayım (hipotez) olayları açıklamakta yeterlı olmamaya başlayınca terk edılmelidir Bu, kaloriğin bir madde, bir ınce akışkan olması varsayımı için de geçerlidir Bu kuramı yıkmak eğilimini gösteren deneysel gerçekler şunlardır. Cısımlerın sürtunme veya darbeyle ısınmasında (Rumford'un deneyleri, tekerleklerin dingil sürtünmesi) sıcaklık yükselmesi hem sürten her sürtulen cisımde aynı zamanda olmaktadır. Dahası bu cısımlerde gerek şekil gerek davranış bakımından dıkkatı çeken bir değişiklık olmamaktadır (bunun kanıtlanması gerekır) Bu yüzden ısı hareketle oluşmaktadır Eğer madde ise, maddenin de hareketten yaratıldığı kabul edilmelidir" Goruldüğu gıbi Carnot, kalorik kuramına aykırı olan gözlemlerin farkındaydı Bunların en önde gelenleri Ben]amln Thompson (Kont Rumford) (17531814, Amerikalı, Ingiliz, Alman?) ıle Sir Humhry Davy 'nın (11751820, Ingıliz)' yaptıklarıdır. Rumford, Amerıkan bağımsızlık savaşında doğum yerı olan Amerikadan kaçarak desteklediği Ingiltere'ye yerleşmiş bilime meraklı bir politikacıaskermühendistı. Daha sonra Bavyera'ya yerleşerek Elektor'un askerı danışmanlıgını yaptı Bu sırada gözetıminde yapılan topların namluları oyulurken sınırsız mıktarda ısınma olduğunu fark ederek kalorik kuramının, hareket veya titreşimle değişmesi gerektiğine işaret etti Bir başka deney Ingıltere'deyken kurulmasına öncülük ederek başına getırdığı Davy, Rumford'un bu görüşünü daha ilginç bir deneyle pekiştirdi Davy birbirine sürtulen iki buz parçasının eridiğinde, buzun ısınma ısısının (özgül ısı) ortaya çıkan suyunkinin yarısı kadar olduğunu ve de her ıkısinın de erime (gizli) ısısından çok daha az olduğuna işaret ederek bu durumun kalorik kuramına çok aykırı olduğunu iddia etti. Ancak bu iddialar hemen kabul görmedi. Isı ıletimi kuramını yaratan Joseph Fourler (17681830, Fransız) bu klasik, matematiksel eserinde ısıyı, yok edilemez bir maddesel nesne şeklinde, kuramının doğru ve kalıcı sonuçlarıyla tutarlı olarak kullanabilmiş, S. Laplace (17491827, Fransız) ve SD Polsson (17811840, Fransız) gazlardakı ses hızını hesaplarken Nevvton'un yaptığı hatayı "kalorik kuramı yardımıyla" düzeltip doğru sonucu bulmuşlardr Lavoisier'in katkısı "Kimya'nın Nevvton'u" dıye adlandırılabıl en Antoine Lavoisier (17431794. Fransız), getirdiği yeni sısteminyerleşebılmesı ıçin yazdığı ve olumüne yol açan Fransızdevrımınin başladığı 1789 yılında yayınlanan A nto/nela voisier "Traıte Elementaıro de Chemıa' adlı kıtabında, yırmıuçu yepyeni otuzuç element adlandırıp dızer Bunların ıkı tanesi Kalorik ve ışıktır "Isı maddesı" diyebileceğımiz ve maddeden maddeye geçen bır 1 akışkan" olarak tasavvur cdılen kalorıkı, kımyaya "atom" kavramını sistemlı bır şekılde sokan John Dalton (17661844, Ingilız) gaz atomlarının birbirinı itme ozelliklerını açıklamak için de kullanmıştr Her bır maddesel gaz atomunu kütlesiz ve kendilerini iten kalorik'ten bir kurecik sar24010 Kalorik ve bir yasa Kalorik kavramının en buyuk "başarısı", "termodınamığın ıkıncı ılkesınin" (ya da yasası) saptanmasındadır Aslında bu sıralamada ilginç bir olay Zira ıkinci ilke bırınciden, sıfırıncı ise uçüncüden sonra adlandırılmış Hatta, ıkinci ılkeye varılmasında Kalorik kavramının rol oynamış olması birıncı ılkeye ters duşer gıbıdır Yanı, ısının yalnızca bır enerjı gorunumu olduğu ve rnekanık ışle bırbırlerine dönüşebıldığı (birınci ilke), James Joule (18181889, Ingıliz) tarafından gösterilınceye kadar bu kavram çok yararlı olmuştur. Hatta bugun kullandığımız "Kalorımetre", uzun yıllar ısı ve besın enerjısı bırımı olarak kullanılan ve artık |oule ve kılojoule ıle değişmeğe başlayan "kalorı ve kilokalori'nin bu kelimeden turediğı apaçıktır Gelelım 2. ılkeye Fransa'ya ve dunyaya çok değerli bılim adamları kazandırmış olan askerı mühendislikfen okulu Ecole Polytecnique'i 1814 yılında bitiren Sirl.Newton Kalorik kuramının iyice kalkması, bir "Enerjinin genel korunum" yasası niteliğinde olan termodinamığin birinci ilkesinin ortaya atılması ve arkadan kinetık kuramın sağlam temellere oturmasıyla mumkün olabildi. Aslında kinetık kuram, yanı gazları ve dığer maddenin asıl davranışlarının, moleküllerinın mekanik hareketlerinden doğduğu inancı eskidır 17 ve 18 yydan beri Slr I. Nevvton (16921727, Ingiliz) ve D. Bernoulli (17001782, Isviçreli) bunu kullanarak akışkan basınçlarını ve BoyleMarıotte yasasını açıklabılmekteydıler 19 yuzyılda yeniden ele alınan ve matematiksel temeli J. Maxwell (18311879, Iskoç) tarafından Satürn'ün halkalarının yapısı ve kararlılığını ıncelerken geliştirılen bu kuram bır başka yazıya konu olabilir. *) Ömer Kuleli'nın "Bilim Tarihinde 5 Dakika.." başlıklı yazısı