bilim ve teknik - devridaim makineleri

8/9/2019 Bilim Ve Teknik - Devridaim Makineleri

1/8

Newton yasalar bir cismin, relativistik olma- yan hzlardaki davranfln betimler. Birinci yasa;zerindeki net kuvvet sfr olan bir cismin sabithzla hareket ettiini, ikincisi; zerinde F kuvve-

ti bulunan bir cismin F=ma iliflkisine gre ivme-lendiini, ncsyse; iki cisimden birincisin di-erine F12 kuvveti uyguluyor olmas halinde,

ikincisinin de birincisine, ters ynde ve eflit b- yklkte bir F21=-F12 kuvveti uyguladn sy-

ler. Bu nc yasann, etki eflittir tepki flek-linde dile getirildii de olur.

Termodinamik yasalarysa, ok sayda para-cktan oluflan sistemlerin istatiktiksel ortalamadavranfllaryla ilgilidir. Sfrnc denilen yasa,ok basit olarak; A, B, C gibi cisimden, AnnB, Bnin de C ile ayn scaklkta olmas halin-de, Ann C ile ayn scaklkta (termo-dinamik dengede) olmas ge-rektiini, yani termodinamikdenge durumunun geiflmezelliine sahip olduunusyler. Birinci yasa, farklflekillerde dile getirilebil-mekle beraber, yaltlmflbir sistemdeki toplamenerjinin korunumu ilke-sine efldeerdir. kinci

yasaysa, yaltlmfl sis-temlerde; dzensizliinbir ls olan entropi-nin zamanla azalamayaca-n, kendiliinden yer alansrelerde artp dierlerinde

ayn kaldn, fakat mikros-kopik sistemlerde entropi sap-malarnn olabildiini belirtir. Birde nc yasa vardr ki bu; scak-lk mutlak sfra yaklafltnda, sis-tem entropisi sabit bir deere ulaflr-ken tm srelerin dur-duunu, dolaysyla bircismi mutlak sfra ka-dar soutmann snrszzor olduunu syler.

nsann doa hakkndatrettii tm dier yasa-lar gibi bu yasalar da; ku-ramsal olarak ispat-lanmfl teoremlerolmayp, gzlemle-rin ardndan geribakflla tretil-

mifllerdir. Geri geerlilikleri dorultusunda, asrdan fazladr uygulanmakta olmalar sayesindeo kadar ok kant birikmifltir ki; bugn varolanteknolojik medeniyetimizin hemen tamamnn, bu

yasalarn geerlilii zerine infla edilmifl olduusylenebilir. Fakat yine de, yeni baz koflullar al-tnda geerli olmamalar olasl hala vardr. Ni-tekim, geen yzyln bafllarnda Newton yasalar-nn, flk hzna yakn hzlarda geerli olmadklarfarkedilmifl ve Einsteinn grelilik kuram do-rultusunda deifltirilerek, bu yksek hzlarda dageerli olan bugnk hallerine getirilmeleri ge-rekmifltir. Bu geliflmeye paralel olarak; termodi-namiin birinci yasasn oluflturan enerjinin koru-numu ilkesi, ktlenin enerjiye efldeerliini

(E=mc2) de kapsayacak biimde geniflletilmifl-tir.

Termodinamik yasalar, Newton yasalarnnzorunlu birer sonucu deildirler. Bu nedenle olsa

gerek, pek seyrek olmayarak; bu yasalarn etra-fndan dolanlarak, sunduklar kstlarn afllabile-cei yanlgsna dflld olur. Srtnme kayp-lar da gzard edilince, sonu bir devr-i daimmakinesidir. Halbuki bilim insanlar termodina-mik yasalarn; gaz, sv veya kat; byk leklimakroskopik sistemlerin analizinde sk sk kulla-nrlar. Bunu yaparken; aslnda bir yandan da ya-salar, bir bakma snava tabi tutmakta olup, bu-nun farkndadrlar. Hatta bazen kendileri, yasala-ra aykr grnen tasarm nerileri retip, arala-rnda tartflr ve tasarm hatasnn belirlenmesi s-

rasnda, gzden kaan fizik ilkelerinin daha i-yi anlafllmasn salamaya alflrlar. Bunun

dflnda, gemiflteki uygulamalarnn istis-nasz biimde, deney ve gzlemlerle

uyumlu sonular vermifl olmasndandolay, yasalara karfl gven dolubir gnl rahatl ierisindedirler.Dolaysyla, yasalara uymayan birtasarmla karfllafltklarnda, ta-sarm ellerinin tersiyle kenara i-tip, ayrntlarna girmeye gerekgrmeksizin, reddederler.

Bu yazdaki amacmz, butrden birka tasarm ele alp;

neden geersiz olduklarn, savu-nulduklar biimde neden alfla-

mayacaklarn aklamaya alflmak.

Bazlar Newton yasalarnn henzbilinmedii, ya da henz yeterinceiyi anlafllmad dnemlerdeki hatal

analizlerin rn olup, bazlar da uzmanlartarafndan hazrlanmfl flaflrtc rnekler niteli-inde. nce yanltc biimleriyle sunulup, ar-

dndan hatalar ayk-l a n a c a k .H e p s i n i nde, bulankkalmfl baz

noktalar berrak-l a fl t r a n ,eitici yanlar

var.

46 Ocak 2005BLM veTEKNK

DEVR-i DAMMAKNeLeRi

Nasl alflmaz?


2/8

Yerekimi Kuvvetine Dayal Tasarmlar:1. Hollandal matematiki ve mhendis Simon

Stevin (1548-1620) mekanik ilkeleri zerinde a-lflmfl ve ok sayda devr-i daim makinesi tasar-mn incelemifl. En fazla ilgisini ekmifl olan altta-ki tasarmda; bir zincire eflit aralklarla (d) dizil-mifl olan eflit arlklar (m), gen kesitli srtn-

mesiz bir rampann etrafndan dolanyor. Eimidaha dik olan rampadaki ktlelere etki eden yer-ekimi kuvvetinin daha byk olaca dflncesiy-le, zincirin saat ynnde dnmesi bekleniyor. Ka-zand kinetik enerji yararl ifle dnfltrlebilir-se, zincir tekrar dnmeye bafllayacak ve sistem,srekli enerji reten bir devr-i daim makinesioluflturacaktr.

Zamannda epeyce tartfllmfl olan bu tasarm-daki hatay, Newtonun ikinci yasasn kullanarakgstermek mmkn. nk, x rampasndaki kt-lelerin arlnn (mgx/d) rampaya paralel olanbilefleni (mgx/d)sinA, dier rampadakilerinki de(mgy/d)sinCdir. Halbuki te yandan, sinA=h/x

ve sinC=h/y olduundan, bu bileflenlerin ikisi demgh/dye, dolaysyla birbirine eflit olur. Bafllan-gta eer duraansa, zincirin harekete gemesimmkn deildir. Yok, eer bafllangta bir itkiy-le harekete geirilmiflse; srtnmenin gzardedilmifl olmas nedeniyle, hareketine sabit hzladevam eder. Ancak sistemden enerji alnmaya kal-kflldnda, kinetik enerjisi azalr ve tkendiin-de durur.

Stevin bu problemi, Newton yasalarnn bilin-medii bir dnemde irdelerken, sanal ifl (virtu-al work) ilkesini keflfetmifltir. lkeyi flyle akla-mak mmkn: Herhangi bir sistemi ele alp, dfla-rdan zerine uygulanan tm kuvvetlere ve dnmemomentlerine bakalm. Sonra da sistemin, olasbir hareket biimi erevesinde, az biraz, diferan-siyel bir miktarda hareket ettiini veya dnd-n varsayalm. Eer bu sanal hareketi srasnda,sistemin zerindeki kuvvetlerin veya dnme mo-mentlerinin yapt ifllerin toplam sfrsa, sistembu hareketinden dolay enerji kazanamaz. Sonuolarak bu hareketi de yapmaz: Niye yapsn ki? E-er sanal ifl miktar negatifse, sistemin hareketetmesi iin, tam tersine, dflardan zerine ifl ya-plmas gerekir. Dolaysyla; sistemin hareketegemesi iin, sanal ifl miktarnn pozitif olmas ge-rekir; ki sistem, hareketi iin gerekli olan, hare-ketinin temsil ettii kinetik enerjiyi kazanabilsin.lke, dngsel hareket tasarmlar iin, bir periyot

zerinden kullanlmak durumundadr.Dikkatli incelemeleriyle, statik sistemlerin ka-

rarllk analizinde bugn dahi hl ska kullan-lan sanal ifl ilkesini aydnlanma a ncesinin ala-

cakaranlnda keflfetmifl olan Stevinin ansna,yukardaki flekil mezar taflna kaznmfltr.

2. stteki flekilde bir ktleekimi makinesiizimi grlyor. Burada, dnme eksenine grekaymfl konumdaki bir ktle, bafllangta, diyelim

en st noktada bulunuyor. Bize gre hafife sa-daki bir A noktasna kaydrlmas halinde, yereki-minin etkisiyle saat ynnde dnmeye bafllayacak-tr. B noktasna kadar kuvvet hep dikey olduun-dan, bu kuvvetin her an iin, ktlenin hareketi y-nnde bir bilefleni vardr ve bu bileflen ktle ze-rinde, kuvvet arp yol kadar pozitif ifl yapar. Do-laysyla ktle, en alt B noktasna inene kadar ki-netik enerji kazanacaktr. Kazand kinetik ener-

ji, dflerken kaybettii ktleekimsel potansiyelenerji, yani mgh kadardr. Ktle bu kinetik ener-

jiyle bafllayarak, dairenin sol yarsnda da dnme-sine devam eder. Fakat bu yarda, yine aflayadoru olan kuvvetin hareket dorultusundaki bile-

fleni bu sefer harekete ters ynde olduundan,ktle zerinde yaplan ifl negatiftir. Ktle artk ya-vafllamaktadr ve srtnme kayplarnn olmadvarsaylrsa, tekrar A noktasna geldiinde durur.nk, B noktasna gre ykseklii tekrar h kadarartmfl ve B noktasndayken sahip olduu mgh ka-darlk kinetik enerji, ayn miktarda potansiyelenerjiye dnflmfltr. Ktle bu sefer de saatintersi ynde dnme eilimine girer ve buraya kadarizlemifl olduu patikay tersinden izler. Tpk birsarka gibi, saa sola salnp duracak ve bu peri-

yodik hareketini, srtnme kayb yokluunda sr-drecektir. Bafllangta itilerek, diyelim saat y-nnde bir dnme kinetik enerjisinin verilmesi ha-lindeyse, ktle; dflerken daha da hzlanp, ykse-

lirken yavafllayacak ve tur zerinden ortalama ki-netik enerjisi ayn kalmak kaydyla, hep ayn yn-de dnp duracaktr. Bu tasarm belli ki; enerjiyikoruyan, gerek bir devr-i daim makinesi olufltur-makta ve net enerji retmesi olanaksz. Fakat, n-l ngiliz fizikisi Paul A.M. Diracn 1930lu yllar-da, evrensel sabitlerin evrenin yaflna bal olarakzamanla deiflebilecei ve bu arada ktleekimisabiti gnin azalmakta olduu, hatta 10 milyar ylsonra flimdikinin yar deerine sahip olaca y-nndeki kuramsal speklatif dflnceleri, bu tasa-rmdan net enerji retilebileceine dair akl jim-nastiklerine yol at. Gerekten de, eer g sabitizamanla azalyorsa, bu ktle ne yapar?

Ktlenin bafllangta yine, en st noktann he-men sandaki A noktasnda bulunduunu ve t=0annda, sfr hzla serbest brakldn varsayalm.Bir nceki, yani gnin sabit olduu durumdaki gi-

bi; B noktasna inene kadar hzlanacak, fakat gartk zamanla azalmakta olduundan, B noktas-na vardnda, nceki duruma gre daha az kine-tik enerji kazanmfl olacaktr. Sol yardan yukarkarken ise, srekli yavafllar. Fakat A noktasna

varana kadarki kinetik enerji kayb; g sabiti ktlesa yardayken azalmfl bulunduundan ve hl daazalmakta olduundan, B noktasndaki kinetikenerji miktarndan daha azdr. Ktle sonu ola-rak, A noktasn bir miktar kinetik enerjiyle aflar.Tam o srada bu kinetik enerjisi alnp kullanla-cak olsa, ktle yine sfr bafllang hzyla dflme-

ye bafllayacak ve tekrar A noktasna dndnde,bir miktar kinetik enerji daha kazanmfl olacaktr.Bu da alnabilir ve ktle, hareketine devam eder.Burada, kesintili olarak da olsa, snrsz enerjiretebilecek bir sistem var gibidir. nk, ktle-nin hareketinin her dngsnde bir miktar enerjielde ediliyor ve hareket, g sabitinin devaml aza-

lp sonsuz srede sfrland varsaymyla, sonsu-za kadar devam edebiliyor.Burada, ktlenin daire etrafnda turlar atp

duraca ve her turun sonunda ktleden bir mik-tar enerji alnabilecei doru. Analizdeki hata,Grek dflnr Zenonun adyla bilinen ikilemdeolduu gibi; sonsuz sayda pozitif terimden olu-flan her toplamn sonsuza gittii yanlgsnda ya-tyor. Halbuki, byle bir toplamn sonucu yle ol-mak zorunda deil. Nitekim, bu tasarmn kurgu-suna bakarken, gnin zamanla azalma hznn sa-bit olduunu varsayalm. fiyle ki; birinci turdagnin, ktle Adan Bye inene ve Bden tekrar A-

ya kana kadarki yol arlkl ortalama deer-leri arasndaki fark g1 olsun: kinci turdaki

g2, nc turdaki g3vb... Bu durumda, kt-lenin inci turda Adan Bye inerken kazandkinetik enerjiyle, Bden Aya karken kaybettiikinetik enerji arasndaki fark, mgih kadar ola-caktr. Dolaysyla, turun sonunda A noktasnaulafltnda sahip olduu kinetik enerji, turunbafllangcndakinden mgih kadar daha fazladr.

Ancak, tur sonlarndaki bu kinetik enerji artflla-r, gdeki azalmalarn toplam gyi bulana, yani(gi)=g olana kadar devam eder. Dolaysyla;

sistemden alnabilecek toplam enerji miktar,mgihlerin toplam, yani m(gi)h=mgh kadar

olur. Bu da, ktlenin bafllangta, B noktasnagre sahip olduu potansiyel enerjiye eflittir.gilar istediimiz kadar klterek, dng sa-

ysn istediimiz kadar artrabiliriz, bu doru.Fakat sonu deiflmez.

47Ocak 2005 BLM veTEKNK

Ktleekimi makinesi


3/8

Hidrostatik Kuvvetler:

1. Bu, 18. yzyln ortalarndan kalma bir ta-

sarm. Su dolu silindir fleklindeki bir tankn iin-de, ii bofl kreler var. Krelerin her biri, birerkolla, tankn dflndaki birer ktleye bal. Tasa-rm sa stteki flekilde gsterildii gibi; tek birkol ve kolun iki ucuna balanmfl bir ktle ile iibofl bir kre iftine indirgenebilir. Krenin hacmi

ve ktle yle seilmifl ki; kol dikey durumda vektle stte, yani dzenek 1. konumdayken, suyunkre zerindeki kaldrma kuvveti, ktleyi ancakkaldrabilecek kadar. Durum buyken, ktleye soladoru hafif bir itme uygulandnda; ktle saatintersi ynde dflmeye bafllayacak ve izleyen turunikinci yarsnda da, sadan yukarya doru ykse-lecektir. Dolaysyla sistem, turun ilk yarsnda ki-netik enerji kazanr, ikinci yardaysa yavafllar.

Dikkat edilecek olursa, kaldrma kuvvetinin seil-mifl olan bykl nedeniyle, kol; ilk 90 derece-lik dnme srasnda, tmyle dflarda kalmak zo-rundadr. kinci 90 derecelik dnmenin baflndaieriye girmeye bafllar ve sonunda tmyle ierigirmifl olur. nc eyrek srasnda, keza kaldr-ma kuvvetinin bykl nedeniyle, tmyle ie-ride kalmak zorundadr. Son eyrek srasnda d-flar kmaya bafllar ve sonunda, 1 numaral konu-ma dner. nemli olan flu ki; kol birinci eyrektetmyle dflarda, nc eyrekte tmyle ieri-dedir. kinci ve drdnc eyreklerdeyse kolunkonumu, birbirinin tersi seyirler izler: kinci ey-rein baflnda tmyle dflarda ve sonunda t-myle ierideyken, drdnc eyrein baflnda t-myle ieride ve sonunda tmyle dflardadr. U-zun szn ksas; ktlenin arlnn ilk eyrekte-ki moment kolu, nc eyrektekinden dahauzundur ve dolaysyla, tankn zerinde uygulad- dnme momenti daha byk olur. Sistem ilk

eyrekte, nc eyrekte kaybedeceinden dahafazla dnme kinetik enerjisi kazanr. Dier ikieyrekteki kazan ve kayp birbirini gtrecein-den, asal ivmelenerek hzlanr. yle mi?..

Srtnmesiz hareket ve szdrmazlk gvence-si verilse bile, bu sistem iddia edildii gibi alfl-maz. nk, birinci eyrekte nc eyree g-re; arln moment kolunun daha uzun olduudoru, fakat tanka uygulanan toplam dnme mo-mentinin daha byk olduu varsaym yanlfltr.

Yaplan analizde dikkatler, dflardaki ktle ze-rinde toplanrken, ierideki kre gzden karl-mfl. Halbuki ktlenin yannda krenin de, sistemzerindeki dnme momentine katks vardr vedeiflik konumlarda, bu iki etken birbirini denge-ler.

Bunu grebilmek iin alttaki flekildeki, ikincive drdnc konumlara bakalm. Ktle m, kre-nin hacmi V olsun. Ktlenin arlk merkezinintank yzeyine olan uzaklna d diyelim; krenin

yarapna r, tanknkine de R. Ktle zerindeki yerekimi kuvveti mg byklnde olup, aflaya dorudur. Suyun kre zerindeki kaldrma

kuvvetiyse, krenin hacmi kadar suyun arlnaeflit, yani sVg olup, yukarya dorudur. Dolay-syla, bu iki kuvvetin tanka uyguladklar dnmemomentleri, ikinci konumda zt, drdnc ko-numdaysa ayn yndedirler. rnein ikinci ko-numda m ktlesi ile krenin tank zerinde, tan-kn merkezi etrafnda ve saatin tersi ynde uygu-ladklar dnme momentlerinin toplam bykl-; M1=Fm(d+R)-Fk(R-r)=mg(d+R)-sVg(R-r) olur.kincisindeyse bu toplam saat ynnde olup, b-

ykl; M2=Fm(d+2r-R)+Fk(R-r)= mg(d+2r-R)+

s Vg(R-r)dir. M1>M2 olmas iin; mg(d+R)-sVg

(R-r)>mg(d+2r-R)+sVg(R-r), yani mgR-sVg(R-r)

>mg(2r-R)+sVg(R-r) ya da mg2(R-r)>2sVg(R-r)

olmas gerekir. Bu da, mg>sVg olmasn gerek-tirir. Halbuki bu sonu, bafllangta yaplmfl o-lan; suyun kre zerindeki kaldrma kuvvetinin mktlesini kaldrmaya yeterli olduu varsaymyla(sVg>mg) eliflir.

2. Suyun kaldrma kuvvetinden esinlenmifl,ok daha basit motor tasarmlar da var. Bunlar-dan, 1906 ylnda ad bilinmeyen bir tasarmc ta-rafndan ortaya atlan fikir, afladaki flekilde g-rlyor. yice yalanmfl bir pamuk iplii, yukar-da bir makarann etrafndan dolanyor ve J fleklin-deki, ii su dolu bir tpten geiyor. Tpn iki u-cu da ak olmakla beraber, soldakinin az daral-tlmfl ve ip bu azdan, srtnmesizce ve sznt-

ya yol amakszn geebiliyor. ddia flu: pin suyuniinden geen ksmnn sa taraftaki fazlall, kibu A uzunluu olarak gsterilmifl, suyun kaldrmakuvvetine tabi. Halbuki A uzunluunun sol taraf-taki karfll, byle bir kaldrma kuvvetinden yok-sun ve sadece yerekiminin etkisi altnda. Dolay-syla, ip sa tarafta yukar doru kaldrlrken, soltarafta aflaya doru ekilir ve makara dner.Makarann kazand dnme kinetik enerjisi, ek-senine bal bir jeneratrde elektrie dnfltrl-se bile, makara tekrar dnmeye bafllayacaktr, vs.

Bu analizdeki hata, suyun bu ip zerinde kal-

drma kuvveti uygulayabildii varsaymdr. Hal-buki bu tasarm, ayn flekilde sada grlenle efl-deerdir ve kabn iine, rnein cva gibi ok da-ha youn bir sv konsa bile, ip zerinde kaldr-ma kuvveti uygulayamaz. nk, ipin sv iindengeen ksm, svya batmfl deildir ve Arflimedilkesi, burada kullanlamaz. Bir baflka anlatmla,silindir fleklindeki ipin dfl yan yzeyine sv tara-fndan uygulanan basn, hep bu yzeye dik, ya-ni yatay dzlem zerindedir. Oluflan yatay kuvvet-ler birbirini gtrr. Silindirin alt (ve st) yze-

yindeyse, sv yoktur. Dolaysyla da, herhangi birdikey bileflen, yani kaldrma kuvveti oluflamaz.

Tabii, bir devr-i daim makinesi keflfetmifl ol-

duu iddiasnda bulunanlarn tasarmlar, her nekadar ilke temelinde byle olsalar da, bu kadarbasit olmuyorlar. Tasarmc genellikle, sistemde-ki zayf bir noktay belirlediinde, bunu ortadan



4/8

kaldrmak iin yeni unsurlar ekliyor. Bunlarn do-urduu sakncalar tamir iin de, daha yenileri-ni... Tasarm sonu olarak, alflma dzenindekihatalarn kolayca grlemeyecei karmakarflkbir labirente dnflyor. rnein yukarda bylebir izim var. Tasarmc dzenee dahice ekleme-lerde bulunarak, karfllaflt sorunlar zmeyealflmfl. Ayrntlarna girmeye hi gerek yok.nk bir nceki tasarma efldeer. Fakat, har-canmfl olan akl emei ortada ve buna yazk. n-san kendisini, keflke bu abalar daha retken

urafllar iin harcanmfl olsayd demekten alam-yor.

3. Suyun kaldrma kuvvetine dayal bir baflkatasarm, afladaki flekilde grlyor. Kat dz-lemine dik bir eksen etrafnda dnebilen bir k-renin sol yars, su dolu bir kabn iinden gei-

yor: Szdrmazlk salanmfl, srtnme yok ve id-dia flu: Krenin sol yarsnda suyun kaldrma kuv-

veti olduuna, sa tarafndaysa olmadna gre,bu krenin saat ynnde dnmesi lazm. Hem dehzlanarak. O kadar ki, krenin dnme ekseni ye-re kaln metal ubuklarla sabitlenmifl. Sistem afl-r hz kazanp da kendi kendini paralamasn di-

ye...

Halbuki byle bir endifleye gerek yok. nksuyun, bu krenin sol yar yzeyi zerinde uygu-

lad basn, her yerde krenin merkezine do-rudur. Dolaysyla; noktalardan herhangi birinde-ki basnla, o noktaya komflu kk bir diferan-siyel alann arpmndan oluflan kuvvetin, merke-ze gre moment koluyla yapt a sfrdr. Krezerinde dnme momenti uygulayamazlar. Budurumu daha ak bir flekilde grebilmek iin su-

yun, rnein krenin merkezinden geen yatayeksene gre simetrik konumdaki iki noktada uy-gulad, p ve p basnlarna bakalm. Yatay bi-leflenler ayn dorultuda ve saa doru oldukla-rndan, stste binerler. Zt ynlerdeki dikey bi-leflenlerin toplamysa, p>p olduundan, kreninalt tarafnda yukar doru net bir bileflen brakr.Bu durum, suya dalmfl olan yzeydeki benzertm merkezden geen yataya gre simetriknokta iftleri iin geerlidir. Sonu olarak, kre-nin sol yars zerinde, flekilde gsterildii gibi,dikey bir Fd ve yatay bir Fy kuvvet bilefleni olu-flur. fiyle ki; toplam net kuvvet F, merkezdengeen dorultudadr ve kre zerinde dnme mo-

menti uygulayamaz. Svnn kreye uygulad bunet kuvvet, Newton yasalarndan ncsne g-re; krenin ekseni tarafndan kre zerinde uy-gulanan, zt yndeki ve eflit byklkteki kuvvettarafndan dengelenmifltir. Kre, eksenine dayan-mfl halde kasl kalr... nk F(=ma) sfr olun-ca, a; T(=I) sfr olunca da sfr olur.

Klcal Ykselmeye Dayal Tasarmlar:1. Klcal ykselme bilindii gibi, su molekl-

lerinin, rnein cam yzeyiyle aralarndaki ek-me kuvvetinin, kendi aralarndaki ekme kuvve-tine oranla daha byk olmasndan kaynaklanr.Bir tpteki cam yzeyi sonu olarak; temasta ol-duu su molekllerini yukar doru eker, onlar

da adeta, komflu moleklleri pefllerinden srk-ler. Dolaysyla, klcal bir borunun alt ucu, rne-in su dolu bir kaba daldrldnda, su borununiinde, diyelim h ykseklii kadar trmanr ve enstte, meniskus denilen i bkey bir yzeyoluflturur. Yzey ibkey olmak zorundadr, kisu ykselebilsin. fiimdi; cam boru eer bu yze-yin yeterince altndan, fakat kaptaki su dzeyi-nin stnden bir yerden delinecek olsa, su; st-teki flekilde grld gibi, delikten dflar ak-

maya bafllayacak gibidir. Akan suyun yerini, kl-cal gerilim sayesinde kaptan ykselen yeni suyun almas beklenir. Deliin nne minik birtrbin konulabilir ve delikten akan suyun kine-

tik enerjisi elektrie dnfltrlebilir. Dflkgte de olsa, srekli enerji reten bir jeneratrelde edilmifle benziyor.

Buradaki analiz hatasn anlamak iin, klcal ykselmeye yol aan etkene yakndan bakmakgerekir. Yukardaki flekillerin birincisinde, r-nek bir klcal boru gsteriliyor. Bu flekildeki Anoktasnn yakn komfluluundaki basn, at-mosfer basncdr. A ile ayn ykseklikte bulu-nan B noktasndaki basn da, yine ayn dzey-dedir. Bden Cye doru klrken, ykseklikartmaktadr. Bu srada derinlik azalmakta oldu-undan, basn da azalr. Bu, B ile C arasnda-ki tm noktalarda basncn, atmosfer basncnnaltnda ve Cye yaklafltka daha da altnda ol-duu anlamna gelir. Halbuki Cnin hemen s-tnde, yine atmosfer basnc vardr. Bunu mm-kn klan, meniskusun dairesel dfl eperi bo-

yunca etkin olan klcal gerilimdir. Durumun da-ha iyi anlafllabilmesi iin, fiekil 2de cam tpuzaklafltrlmfl. Tpn yan yzeylerinin su kt-lesi zerine uygulad tepki basnc, yatay kr-mz oklarla gsteriliyor. Derinlikle birlikte ar-tan bu yatay basn bilefleninin yol at kuv-vetler, birbirini gtrr. Alttaki krmz oklarsa,altta kalan suyun bu dzeyde uygulad yuka-r doru basn olup, atmosfer basncndan d-flktr. Yani, pS


5/8

da nerilmifl. Yukardaki flekilde grlen tasa-rm, Stevin probleminin deifltirilmifl bir biimi-ni oluflturuyor. Arlklar bu sefer, dik bir ge-nin kflelerine sabitlenmifl makaralar etrafndadnebilen bir palet fleklinde. Paleti oluflturanarlklarn altnda birer snger var ve geninalt yars suya daldrlmfl. Su; soldaki dik kena-

ra paralel asl sngerlerde, klcal gerilim saye-sinde ykselip, bu sngerleri arlafltryor.Sadaki rampadaysa, sngerlerin zerine binenarlklar suyu skyor. Dolaysyla bu sngerlerdaha hafif. Soldakiler ar basnca, palet maka-ralarn etrafnda, saat ynnn tersine dnme-ye ve stteki makarann eksenine bal olan je-neratr arkn dndrmeye bafllyor.

Burada gzard edilen nokta, sa rampada-ki arlklarn, sngerlerdeki suyu nasl skt.Arlklar bunu, sngerin gzeneklerindeki kl-cal gerilimleri yenip, bu gerilimlere karfl ifl ya-parak baflarmak zorunda. Bu ifl iin gerekenenerjiyi, bunu yaparken uradklar ykseklik

kaybndan alyor ve sonu olarak potansiyelenerji kaybna uruyorlar. Halbuki tepedekimakaray aflmak zere tekrar ykselmek ve busrada, efldeer miktarda enerjiyi tekrar kazan-mak zorundalar. Su emerek arlaflan soldakisngerler, ancak bunu salayabilirler. Bunu da-ha net olarak grebilmek iin, su damlalarnnhangi ifllevi yerine getirdiine bakmak yeterli.Sol taraftaki sngerler tarafndan emildiklerin-de, arlk oluflturuyor, sa tarafta skldklarn-daysa, bu ifllevlerine son veriyorlar. Damlalarnbu ifllevini, kendimizin yerine getirdiini dfl-nelim. fiyle ki; su dolu kapla sngerlerin orta-dan kalktn ve paletin yerini bir ipin aldnvarsayalm. Biz; sol taraftan bu ipe aslp afla-

ya inebilir ve kazandmz kinetik enerjiyle alt-tan, enerji kaybna uramakszn, sa tarafa ge-ebiliriz. Sahip olduumuz kinetik enerjiyle,sa rampadan yukar doru trmanabilir, fakatancak, bafllangta soldan ipe aslp kendimizibraktmz ykseklie kadar kabiliriz. nkbu bir krk dzeneidir ve krk bu aflama-da durur. Eer hareketin devamn diliyorsak, i-pi sa taraftan brakp, yatay bir doru zerin-de sol tarafa kayar ve ipe bu taraftan tekrar sa-rlarak, kendimizi aflaya brakabiliriz. Sadaalalrken uranlan yerekimsel potansiyelenerji kayb nedeniyle kazanlan kinetik enerji,solda ayn ykseklii trmanrken yitirilerek,ktleekimsel potansiyel enerjiye dnflr. Asldzenekteki su damlalarnn yapt da zatenbundan ibaret olup, sfra sfr, elde var s-frdr...

Sifon Dzenekleri:Sifonlarn nasl alfltn hemen herkes bi-

lir. Elimize yeterince uzun bir tp alalm ve altucunu, ii su dolu bir kaba daldralm. Tpniindeki ve kaptaki suyun dzeyleri ayn olup,stleri hava ile doludur. Tpn st ucundanemerek iindeki havay boflaltmaya baflladmz-

da, iindeki su dzeyi ykselmeye bafllar. Bununnedeni, kaptaki suya etki eden atmosfer basnc-

dr. Tpteki havanntmn boflaltp stucunu parmamzlakapatrsak, iindekisu, normal koflullar-da 1 atmosfer olanhava basncnn kal-drabilecei yksekli-e, yani 10 metreyekadar trmanr. fiim-di bu tp, orta nok-

tasnn altndan bir yerden bkerek, yandaki fle-

kilde grld gibi, ters U biiminde kvralm ve uzun kolunu aflaya doru bkerek; ii sudolu olan kaptan daha alak bir dzeydeki boflbir kaba uzatalm. Kapal tuttuumuz ucu at-mzda su, yukardaki kaptan afladaki kaba do-ru akmaya bafllar: Ta ki stteki kap boflalana, yada tpn ularndan biri tkanana kadar. Roma-llarn bunu bildikleri ve kentlere nakil srasndasuyu, pompa gc kullanmakszn, alak tepele-rin zerinden aflrtabildikleri biliniyor.

Eer bu mekanizmaya, atmosfer basncngzden karp da tpk bir makarann etrafndandolanan bir ipin ularna bal iki farkl ktleden,ar olann dflerken hafif olan peflinden srk-leyip yukar kaldrmas rneinde olduu gibi u-

zun koldaki suyun, yerekiminin etkisi altndadflmesi ve daha ar olmas nedeniyle ksa kol-daki suyu peflinden srklemesi olarak baklrsa,

yanlgya dfllmfl olur. nk bu adan bakl-dnda, sadaki ko-lun daha fazla suierip daha ar ol-mas iin, mutlakadaha uzun olmasgerekmez. Bu ama-la, sa kol ksaltlp

yarap bytlebi-lir; ki bu durumda,soldaki flekilde g-rld gibi, sada-

ki kab ykseltip; yerekimi sayesinde bu sefer,afladaki kaptan yukardakine su aktarmakmmkn grnr. Nitekim sa stteki resimde,Vittorio Zonca (1568-1602) adndaki Padualbir talyan keflifinin, alaktan su ekip daha yk-see boflaltarak alflacan dflnd bir bu-day deirmeni iin hazrlad izim grlyor.Ters Unun srtndaki tpa, alflmay bafllatmadannce borular suyla doldurmak iin gerekli. Hal-buki bu tasarmn alflabilmesi iin, su molekl-leri arasndaki ekim kuvvetinin, yerekimi kuv-

vetinden daha gl olmas gerekirdi. Bylece,daha ar olan sadaki su ktlesi, sol koldaki su-

yu peflinden srkleyebilirdi. Ama o zaman da su

zaten, sol koldan ykselip sa kola geemezdi.Bu kavram karmaflalar ancak, 17. yzyln

sonlarnda Pascaln; sv dolu bir kabn herhan-gi bir noktasndaki basncn, kabn flekline ya da

yarapna deil, sadece o noktadan yzeye olandikey uzakla bal olduunu belirten ilkesiniortaya koymasndan sonra afllabildi.

Yerekimi Kalkan:Nasl ki elektrik alanlarna karfl, metal mal-

zemeden oluflan ve Faraday kafesi denilen kal-kanlar yaplabilyorsa; ktleekimi kuvvetine kar-fl bir kalkann yapm da, kuramsal olarak mm-kn. Her ne kadar nasl yaplp nasl alflacabilinmiyorsa da, afladaki flekilde, byle bir kal-kann kullanmn ieren bir devr-i daim makine-si neriliyor. Tasarmda, yatay bir eksen etrafn-da dnebilen bir disk ve sol yarsnn altnda yer-

ekimi kalkan var. Sa yarnn arlk merkezi,merkezden geen yatay doru zerinde olup,merkezden dflardadr. Bu yarnn arl nede-niyle, disk zerinde bir dnme momenti oluflur.Disk srekli dnerek, enerji retebilecektir.

Bunu daha ak olarak grebilmek iin, dis-kin; merkezinden eflitli uzaklklardaki noktaparacklardan olufltuunu dflnp, bunlardanbirini ele alalm. Parack sa taraftan inerken,potansiyel enerji kaybedip kinetik enerji kazana-cak, soldan yukar karken de, alttaki kalkan

yerekimini etkisiz hale getirmifl olduundan, ki-netik enerji kaybna uramakszn, st noktayakadar trmanacaktr. Dolaysyla, her dnflndemgh kadar kinetik enerji kazanr. Deirmeninsuyu nereden geliyor?


Buday deirmeniizimi


6/8


7/8

laysyla, U mknatsn kutuplarna etki eden netkuvvetler, mknatsn zerinde bir dnme momen-ti oluflturacak gibi. Sonu olarak mknats, sabit-lendii nokta etrafnda hzlanarak dnebilir. Kaza-naca kinetik enerji alndka da dnmeye devamedebilir... gibi grnse de, bu net kuvvetlerin yn-lerinin, flekilde gsterildii gibi olmas mmkn

deil. Buradaki yanltc husus bu.nk, bir mknatsn dier mknatslarla et-

kileflimi, kuzey kutbundan kp gney kutbun-dan girdii dflnlen manyetik alan izgilerininyn ve younluuyla belirlenir. Dolaysyla, buadan nemli olan; kutuplar arasndaki malze-menin nasl bir geometriye sahip olduu deil,kutuplarn hangi noktalarda bulunduklardr. Halbyle olunca, U mknats aslnda, dfltaki mkna-tslarla etkileflimi asndan, ayn kutuplara sahip

bir dz mknats gibi davranr. Nitekim sttekiflekilde, merkeze bu sefer bir kolla sabitlenmifl

olan efldeer bir mknats gsteriliyor. Ki bu du-rumda, kutuplar zerindeki net kuvvetler, krm-z oklarla gsterildii gibi; merkezden geendorultuda olur ve mknats zerinde dnme mo-mentine yol aamazlar: Newton yasalar. Dolay-syla, U mknats hz kazanamayaca gibi; dfleperdeki mknats kutuplarnn kesintisizliivarsaymyla ve geometrilerinin silindirsel simet-risi nedeniyle, bafllangta hangi noktada brakl-mfl olursa olsun, o noktada durur.

3. Afladaki flekilde, deiflik biimleriyle sksk baflvurulduundan artk klasik saylmakta o-lan bir manyetik motor tasarm grlyor. Orta-daki dz mknats, merkezi etrafnda dnebile-cek flekilde sabitlenmifl ve kutuplar, uygun bi-imde zrhlanmfl. yle ki, bu kutuplar sadece,sa yardaki mknatslarn kuzey kutuplaryla et-

kilefliyor ve gney kutup ekilirken, kuzey kutupitiliyor. Bu mknats hzlanarak dner ve sreklienerji retir... mi?...

Uzayn belli bir ksmnda varolan manyetik a-lan izgilerini saptrmak veya zayflatmak mm-kn olmakla beraber, flekilde grld gibi birmanyetik zrh infla etmek mmkn deildir. A-

ma denilebilir, elektrik yklerine ve alanlarnakarfl istenilen geometride zrhlama yaplabiliyorda, manyetik alana karfl niye yaplamasn?...Gerekten de, sol alttaki manyetik alan motoru yerine, alttaki flekildeki gibi bir elektrik alanmotoru dflnelim. Burada, dairesel dizilimli ya-ltkan ubuklarn, merkeze bakan ularna art,zt ularna da eksi ykler yerlefltirilmifl. Merkez-de sabitlenmifl olan ve ularnda keza zt yklerbulunan ortadaki yaltkan ubuun etraf, ilet-ken bir plakayla kafeslenmifl. yle ki; bu ubuk-taki ykler sadece, sa taraftaki ubuklardakiyklerle etkileflebiliyor. Btn bunlar mmkn.Fakat ortadaki ubuk, yine de dnmez. nk;bu ubuktaki yklerin zerindeki net kuvvetler,flekilde gsterilen krmz oklarn ynnde deil,merkeze doru olur. Dolaysyla, ubuk zerinde

dnme momenti uygulayamaz, ona asal ivmekazandramazlar: Newton yasalar. Yani; manye-tik motor nerisindeki zrhn yapm mmkn ol-sayd bile, tasarm yine de alflmazd. Peki; by-le bir elektrik alan zrh mmkn de, manyetik a-lan zrh niye deil?

Elektrik alan zrh ortadaki yklerin etrafnayerlefltirilirken, zrh malzemesini oluflturan ilet-ken malzemenin atomlarndaki deer (valens)elektronlar harekete geerek, uygun blgelereuygun miktarlarla dalr ve iletken ierisinde ye-rel net yklerin oluflmasna yol aarlar. Elektronfazlalnn olufltuu yerler eksi, elektron eksik-lii doan blgeler art ykl hale gelir. yle ki,elektronlarn, iletkenin i ve dfl yzeyleri zerin-deki dalmlar; zrhn br tarafndaki yklerin,zrhn iindeki ykler zerinde daha nce uygu-lad kuvvetleri sfrlayacak flekilde gerekleflir.Manyetik zrhta da, buna benzer bir ifllevi yerinegetirebilecek, hareketli manyetik monopolleregereksinim vardr. Halbuki doada bilindii ka-daryla; sadece eksi yk taflyan elektron ya dasadece art yk taflyan protona benzer flekilde;serbeste dolaflabilen ve sadece kuzey ya da g-ney kutbu oluflturan manyetik monopoller yok.Bu yzdendir ki; uzaydaki herhangi bir hacmin

dfl yzeyinden dflar kan elektrik aks mikta-r, o hacmin ierdii net elektrik yk miktary-la orantl (4Q) iken, manyetik alan iin bu de-er hep sfrdr.

Ama tekrarlamak gerekirse; manyetik mono-poller var ve istenilen flekilde manyetik zrhlamammkn olsayd bile, yukardaki manyetik alanmotoru yine de alflmazd. nk kuvvetlermerkeze doru olur ve orta ubuk zerindekidnme momenti sfrlanrd. Gerisi yine Newtonyasalar...

Feynmann Ynlendirilmifl ark:Afladaki tasarm, nl fiziki R.P. Feyn-

mana ait bir tasarmn benzeri. ki kapta, diye-lim T1, T2 scaklklarnda gaz bulunsun. Sadakikapta, kanatlar dz bir pervane, soldakindeyse,testere diflli bir ark var. Pervane, serbeste d-nebilen bir eksen araclyla, dier kaptaki ar-ka balanmfl ve arkn difllerine, rnein yayladayandrlmfl bir ynlendirici (ratchet) kon-mufl. Mekanik saatlerde benzerleri kullanlan buynlendiricileri hepimiz grmflzdr: ark tes-tere diflli olduundan, ynlendirici, o an iin ze-rinde bulunduu diflin az eimli yzeyi zerinden

grece kolay kayabilir, fakat kayp dfltktensonra, diflin dikey yzne taklp kalr. Dolaysy-la, diflli sadece bir ynde dnebilir. Bu da yle...

Kaplardaki molekller gelifligzel ynlerdehareket halinde olup, sadakiler, pervane kanat-larnn yzeyleriyle srekli arpflmaktadr. Bugelifligzellik ierisinde tabii, bazen pervaneninbir yzne, dier yzne olduundan; ya dahaok sayda, ya da daha yksek enerjili molekl-ler arpp, daha fazla momentum aktarabilir. So-nu olarak oluflan dnme momenti arkn dnmeynndeyse, ark dnecek, fakat aksi yndeyse, ynlendirici engeli nedeniyle dnemeyecektir.Yani ark, hep ayn ynde dnmek zorundadr. Ynlendirici, dnme srasnda difl atlayacak ve

bir sonraki diflin yzeyine arptnda, ark s-

tacaktr. arkn dnme kinetik enerjisi sonuolarak, sol kapta bulunan gazn stlmasna har-canr. Dolaysyla dzenek, iki kap arasnda birs aktarm arac olarak alflr. stelik, T1ve T2scaklklar ne olursa olsun, sadaki kapta bulu-nan molekllerin kinetik enerjilerinin tamam, erya da ge, soldaki kapta bulunan mokekllerinkinetik enerjilerine dnfltrlebilir gibidir. Hal-buki bu olaslk, termodinamiin ikinci yasasnaaykrdr. ncsne de...

nk herhangi bir zaman aralna bakacakolursak; sadaki kabn urad s kayb, solda-kinin kazancna eflittir. Diyelim T1>T2 idi ve bel-

li bir sre ierisinde, Q kadar s aktarm oldu.Entropi deiflimi, s deifliminin scakla oran(Q/T) olduuna gre; birinci kaptaki entropiQ/T1 kadar artarken, ikinci kaptaki Q/T2 ka-dar azalmfltr. Net entropi deiflimi; artfln art,



8/8

azalmann da eksi iflaretiyle toplam, yaniS=Q/T1 -Q/T2 olup, T1>T2 olduundan, ne-

gatiftir. Halbuki termodinamiin ikinci yasasnagre, iki kaptan oluflan bu yaltlmfl sistemdekitoplam entropinin artmamas gerekir ve ikinciyasa inenmifl gibidir. Fakat, Feynman bu tasa-rmnn patentini almayp, ikinci yasaya aykr ol-

duundan dolay asla alflamayacan ilan et-mifltir. nk...

Bu dzenek, sa kaptaki gazn scakl solkaptakinden daha yksek, yani T2>T1 olduu s-rece, beklendii gibi alflr. Bu srada,S=Q/T1-Q/T2 pozitiftir ve tpk pervaneninyzeyleri gibi, ynlendirici de, molekllerin geli-fligzel arpflmalarna hedef olmaktadr. T1 s-

cakl T2ye yaklafltnda, ynlendiricinin aradabir, molekl arpmalarndan bazlarnn etkisiy-le, zerinde bulunduu diflin dik yzeyini aflp,ark tutamama olasl artar. Sonu olarak,ark; kah bir ynde, kah dier ynde dnebilme-ye ve her iki ynde de s aktarabilmeye bafllar.

T2=T1=T scaklnda yer alan bu aktarmlarda,S=Q/T-Q/T=0 olur. Ters yndeki dnme-leri engellemek amacyla yayn sertliini artra-cak olursak, ark bu sefer; doru ynde dn-mekte de zorlanacak ve s aktarm aracmz, a-lflmaz hale gelmifl olacaktr.

Peki, birinci kab sistemden karalm. Geri-de, stteki flekilde grld gibi; yalnzca ikin-ci kap, iindeki pervane, dflarya uzanan eksenikalsn ve dflars boflluk olsun. Eksenin dfl ucu-na, arlksz bir ip doland diyelim. ple eksenarasnda yeterince srtnme, ipin alt ucunda daok hafif bir ktle var. Soldaki duvarn stndesrtnmesiz bir manivela, hemen yan tarafnda

bir kilit bulunuyor. p kilidin iinden geiyor ve

manivela saa sola hareket ettirildiinde, kilidiap kapatyor. Kilit kapandnda, iple arasnda-ki srtnme sayesinde, ipi kavrayp arl tutu-yor; aldnda da, ipi serbest brakyor. Geride-ki platformun zerindeyse, kahramanmz var.Bir eliyle ipin st ucunu tutmufl, dier eliyle ma-nivelay kontrol ediyor. fiyle ki; eksen dnmezhale geldiinde, manivelay ekip kilidi kapatyorve arlk, iple kilit arasndaki srtnme sayesin-de sabitlenen ipte asl kalyor. Eksen dnmeyebafllar bafllamaz; nce ipi dnme ynnde sarp,sonra manivelay iterek kilidi ayor, ki eksenesarlan ip, dnen eksenle arasndaki srtnmesayesinde, arl ykseltsin. Dnme durur dur-

maz; tekrar manivelay ekip kilidi kapatyor vearl, o anki yksekliinde askya alyor. Son-ra ipin dolanmfl ksmn zp, bir sonraki dn-me iin hazr bekliyor. pi her seferinde; dnme

bir yndeyse bir, dier yndeyse dier ynde sa-ryor. Sonu olarak kahramanmz, manivela sr-tnmesiz ve ip de arlksz olduundan, kendisienerji harcamakszn; ipin ucundaki ktleyi, ke-sintili bir flekilde de olsa, hep ykseltiyor ve ka-bn iindeki sl enerjiyi mekanik enerjiye dnfl-tryor. Kaptaki pervanenin yzeylerinde denge-

siz arpflmalar yer ald srece, bu sre de-vam edebilir ve kaptaki sl enerjinin tamam me-kanik enerjiye dnfltrlebilir gibi. Halbuki, budurum da termodinamiin ikinci yasasna aykr.(ncsne de...) nk bu yasann bir baflkaifade biimi, yaltlmfl bir sistemin sl enerjisi-nin tamam, mekanik enerjiye dnfltlemezfleklinde...

Ama denilecektir hakl olarak, kahrama-nmz bu kadar seri nasl davranabilir? Gerek-ten de; dnmenin baflladnn veya durduununbelirlenmesi, gzlem yapmay gerektirir ve gz-lemler, zaman alc ifllemlerdir. Keza; dnmeninbaflladnn belirlenmesi halinde, ipin sarlpmanivelann itilmesi, durduunun belirlenmesihalinde de, manivelann ekilip ipin zlmesi,

zaman alan ifllemlerdir. Geri birinci haldeki, ya-ni dnme baflladktan sonraki gecikmenin, gr-nrde bir sakncas yoktur. nk eksen, bu ara-da kazand dnme kinetik enerjisini yitirmez.Fakat ikinci durumda, yani dnmenin durmasy-la ipin kilitlenmesi arasndaki gecikme srasnda;ip serbest olacandan, ucundaki arlk aflayakayar. Arlk, potansiyel enerjisinden bir miktarkaybetmifl ve bu srada pervaneyi, az ncekinintersi ynde evirmifltir. Kaptaki gaz snr. Tpkbir nceki rnekteki arkn ynlendiricisinde ol-duu gibi, enerji akfl iki ynlleflmekte ve ter-modinamiin ikinci yasas galip gelecek gibi g-rnmektedir.

O halde; kahramanmz becerikli olup seridavranmak zorunda kalmaktan kartalm ve ola-s gecikmeleri ortadan kaldrmak zere, bilgilihale koyalm. fiyle ki; kaptaki molekllerin ha-reketini izleyerek, pervane yzeylerine hangimolekllerin hangi hzlarla arpacan ngre-bilsin ve pervanenin hangi ynde dnp, ne ka-dar sreyle ivmeleneceini, nceden hesaplaya-

bilsin. pi nceden sarmfl olacak, ifl manivelaytklatmaya kalacaktr. Ancak, molekllerin hare-ketini izlemek de gzlem demektir. Kald ki per-vane yzeylerine, arkadan gelen daha hzl mole-

kller de arpabilecek ve o anki uygulama plan-n altst edebilecektir. Dolaysyla kahramanm-zn, yalnzca birka molekln deil, kaptakitm molekllerin; belli bir andan itibaren izleye-cek olduu patikalarn tmn bilmesi gerekir.Newton yasalarna gre, molekllerin bafllangkonum ve hzlaryla aralarndaki etkileflme kuv-

vetlerinin bilinmesi halinde, bu dev dinamik tab-loyu betimlemek mmkndr. Kahramanmznilk yapmas gereken, ne kadar uzun zaman alr-sa alsn; molekllerin bafllang konum ve hz-larn belirleyip, aralarndaki etkileflme kuvvetle-rinden yararlanarak, her birinin izleyecei pati-kay btn zamanlar iin hesaplamaktr. Tablo-nun sergileyecei grnty, btn zamanlar i-in yakalamak... Ondan sonra; gelecekte bir anseip, o andan itibaren uygulamak zere bir ey-lem plan hazrlayabilir ve o an geldiinde, kro-nometresini alfltrp, elindeki plan uygulamayabafllayabilir. kinci yasa?...

Belli bir bafllang an iin, klasik konum-lar hadi neyse de, bafllang hzlarnn belirlen-mesi ayr bir soru. Ama daha nemlisi; kahrama-nmzn adm adm, pasif bir unsur olmaktan -kp, veri toplayan ve bilgi kullanarak yeni verilerreten, aktif bir katlmc haline gelmifl olmas.Veri kaydetmek, zerinde ifllem yapmak, silip ye-niden yazmak zorundadr ve bu ifllemleri dflar-dan enerji almakszn yapabilmek mmkn deil-dir. Kahramanmzn, sistemimizin dflndan biryerden enerji almas ve bu arada o yerde, siste-mimizde baflard entropi azalmasndan dahafazla miktarda bir entropi artflna yol amas ge-rekir. kinci yasa byle salanr.

Bunlar aslnda o kadar da, sanlabilecei gi-bi hayal rn sreler deil. Nitekim; okurlar-

mz bu anlatmdaki kahramann, Maxwellin ci-nine benzediini hemen farketmifltir. Molekl-lerin sl kinetik enerjilerinden kaynaklanan ar-pflmalar sonucunda yer alan Brown hareketi,canl hcrelerin sv dolu yaplarndaki proteintaflma srelerinde nemli rol oynuyor. Uzaynbir baflka blgesindeki entropiyi artrmak paha-sna, belli bir blgesindeki entropiyi azaltanMaxwellin ciniyse, sinir sistemimizin alflmasnsalayan iyon kanal ve iyon pompas meka-nizmalarndan sorumlu. Keza beynimizin alfl-masndan... Bilgi iflleme sreleri, gerekten deenerji youn olsa gerek ki; beynimiz vcudumu-zun kulland enerjinin drtte birini tketiyor.

Devr-i daim makineleri hakknda, flimdilik bukadar. Bir de tabii; varl hakknda tekrarlana-bilir nitelikte, bilimsel somut herhangi bir kantbulunmayan; boflluk enerjisi, uzay enerjisi, yokbilmem hangi gezegen ya da yldzdaki insans-t varlklarn flnlad enerji gibi; gizli ve gi-zemli enerji trlerinin varl ynnde iddialar var. Bunlarla hi zaman kaybetmeyelim arzuederseniz...

Pro f . D r . V u r a l A l t n

KaynaklarFeynman, R.P., Leighton, R.B., Sands, M., Lectures On Physics,

Vol.1, Addison-Wesley, 1966.http://www.lhup.edu/~dsimanek/museum/unwork.htmhttp://www.brainyencyclopedia.com/encyclopedia/h/hi/his-

tory_of_perpetual_motion_machines.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Thermodynamics#The_basic_con-

cepts_of_Thermodynamics#The_basic_concepts_of_Thermodynamics

http://www.brainyencyclopedia.com/encyclopedia/s/se/se-cond_law_of_thermodynamics.html

53Ocak 2005 BLM veTEKNK

bilim ve teknik - devridaim makineleri

Documents