Kohezyon Fizik

Moleküller arasında bağlar olduğunu ve bu bağların elektriksel kuvvetler ile sağlandığını az çok hepimiz biliyoruz. Fizik, kimya ve hatta mühendislik başta olmak üzere pek çok farklı alanda kohezyon ve adezyon olarak adlandırılan iki temel kuvvetten sıkça söz edilir. Kohezyon ve adezyon kelime olarak birbirlerine benziyorlar ancak yalnızca isim olarak değil, özellik olarak da birbirilerine benzedikleri için sık sık karıştırılabiliyorlar.

Kohezyon ve adezyon, en temel anlamıyla moleküller arasındaki bağı oluşturan kuvvetlerdir. Ancak kohezyon aynı türdeki moleküllerin birbirini çekmesiyken, adezyon farklı türdeki moleküllerin birbirini çekmesidir. Molekül, bağ, çekme gibi terimler aklınızı karıştırmasın çünkü bu her iki kuvvet türünün de örnekleri ile günlük hayatta karşılaşıyoruz. Gelin kohezyon nedir, adezyon nedir, farkları nelerdir gibi merak edilen soruları örnekler üzerinden inceleyelim.

Kohezyon nedir?

Aynı türdeki moleküllerin birbirlerine karşı uyguladıkları elektriksel kuvvet çekimi sonucu oluşan bağ kohezyon olarak adlandırılır. Kohezyonun en bilinen örneği su damlacıklarıdır. Sayısız su molekülü, birbirlerine uyguladıkları elektriksel kuvvet çekimi sonucu bağlanır ve böylece gözle görülebilecek su damlaları ortaya çıkar. 

Her molekül türünün kohezyon kuvveti farklıdır. Su, cıva ve zeytinyağı gibi sıvılardaki moleküllerin kohezyon kuvvetinin farklı olması, ortaya gözle görülür sonuçlar çıkarır. Sıcaklığın artması sonucu moleküller daha çok hareket eder ve kohezyon azalır. Aynı şekilde iki farklı madde birbiri ile karıştırıldığı zaman moleküllerin arası açıldığı için yine kohezyon azalmaktadır. 

Adezyon nedir?

Farklı türdeki moleküllerin birbirlerine karşı uyguladıkları elektriksel kuvvet çekimi sonucu oluşan bağ adezyon olarak adlandırılır. Adezyon kuvvetini katı ve sıvılarda açıkça görürüz ancak gaz molekülleri birbirlerinden epey uzak oldukları için adezyon kuvveti son derece azdır. Adezyon kuvveti, etkileşime giren maddelerin türüne göre değişiklik göstermektedir.

Sakız, bant ve yapıştırıcı gibi maddeleri düşünelim. Bu maddeler kuru olan neredeyse her yüzeye yapışırlar, yani adezyon kuvvetleri yüksektir. Adezyon kuvvetinin en az olduğu maddelerden biri ise hepimizin bildiği teflondur. Teflon, yapısı gereği neredeyse hiçbir maddenin kendisine yapışmasına izin vermez. Su geçirmez olarak adlandırılan ve üzerindeki suyu tutmadan akmasını sağlayan kumaş türlerinin de adezyon kuvveti çok azdır. 

Kohezyon ve adezyonun birlikte görüldüğü bir örnek:

Bahar mevsimini düşünün. Bardaktan boşanırcasına yağan yağmuru sıcak evinizden keyifle izlediniz. Sonra yağmur durdu ve dışarı çıktınız. En yakın ağacın yaprağına baktığınız zaman yere düşmemiş ama tam olarak da yaprak üzerinde durmayan, ha düştü ha düşecek bir su damlası gördünüz. İşte bu hem kohezyona hem de adezyona bir örnektir.

Sayısız su molekülü bir arada kalarak su damlası oluşturdu çünkü aynı türdeki su molekülleri birbirlerine karşı uyguladıkları elektriksel kuvvet çekimi ile bir bağ oluşturdular. Su damlası yaprağın üzerinden kayıp düşmedi çünkü farklı türdeki yaprak molekülleri ile su molekülleri birbirlerine karşı uyguladıkları elektriksel kuvvet çekimi ile bir bağ oluşturdular.

Aynı türdeki molekülleri birbirine bağlayan elektriksel kuvvet çekimi olan kohezyon çok daha uzun süre bu bağı koruyabilir. Ancak farklı türdeki molekülleri birbirine bağlayan elektriksel kuvvet çekimi olan adezyon çok daha kısa sürelidir. Yağmur damlalarının camda kalması, banyodan sonra aynada damlaların birikmesi gibi daha pek çok olay kohezyona ve adezyona örnek olarak gösterilebilir.

Her madde içinde ya da arasında kohezyon ve adezyon yaşanır mı?

Aynı türdeki moleküllerden oluşan her maddede, araya farklı maddeler girmediği sürece farklı oranlarda da olsa kohezyon yaşanır. Söz konusu kohezyon bazen gözle görülecek yapılar oluşturmasa bile oradadır. Ancak farklı türdeki moleküllerden oluşan her madde de mutlaka güçlü bir adezyon oluşur diyemeyiz. 

Teflon ve su geçirmez gibi maddeleri kenara bıraktığımızda bile her zaman güçlü bir adezyon kuvvetinden söz etmek mümkün değil. Bir cam üzerine damlatılan cıva, zeytinyağı ve su damlalarını düşünelim. Her bir maddenin cam yüzeyi ile birbirlerine karşı uyguladıkları elektriksel kuvvet çekimi farklı olacaktır. Bu nedenle bazısı hızla, bazısı yavaşça akacaktır. 

Sıvı bir maddenin, katı bir yüzeyi hangi durumlarda ıslatacağının en temel formülü şudur; adezyon kuvvetinin kohezyon kuvvetinden büyük olduğu durumlarda sıvı madde yüzeyi ıslatmaktadır. Şöyle ki eğer dış yüzey malzemesinin yapıldığı maddenin sahip olduğu moleküller sıvı molekülleri birbirlerine çektiklerinden daha güçlü çekiyorsa yüzey ıslanacaktır. 

Kohezyon ve adezyon temel özellikleri üzerinden farklarını görelim:

• Adezyon;
  • Birbirine benzemeyen en az iki molekül ya da madde arasında yaşanır.
  • Su molekülleri ile ksilem damarları arasında her zaman mevcut olan bir çekim kuvveti vardır.
  • Kılcal hareketler ve sıvının oluşturduğu kavisli yüzey, adezyonun en önemli etkilerindendir.
  • Adezyonun temel nedeni iki farklı molekül arasında yaşanan elektrostatik ve mekanik kuvvettir.
  • Güçlü bir adezyon kuvveti sonucunda sıvı, tüm yüzeye yapışabilir.
• Kohezyon;
  • Birbirine benzeyen en az iki molekül ya da madde arasında yaşanır.
  • Kohezyon kuvvetini en yaygın olarak su molekülleri arasında görürüz.
  • Yüzey gerilimi, kılcal hareket ve sıvının oluşturduğu kavisli yüzey, kohezyonun en önemli etkilerindendir.
  • Kohezyonun temel nedeni hidrojen bağları ve Van der Waals kuvveti adı verilen bir çekimdir.
  • Güçlü bir kohezyon kuvveti sonucunda, aklınıza gelen tüm yüzeylerde damlacık oluşumu görülebilir.

Kohezyon ve adezyon adı verilen ve temelde moleküllerin birbirlerine karşı uyguladıkları çekim sonucu oluşturdukları bağlar olan iki kuvvetin temel özellikleri ve farkları genel olarak bu şekilde. Maddeleri incelediğimiz zaman aslında iki kuvvetin de oldukça benzer temel özellikler taşıdıklarını ancak aynı zamanda oldukça temel farklara sahip olduklarını görmek mümkün.

Doğada nereye bakarsak bakalım kohezyon ve adezyon ile karşılaştığımızı görebilirsiniz. Özellikle adezyon kuvvetinin az olduğu durumlar insan eliyle yapılmış maddelerde karşımıza çıkıyor. Bu açıdan baktığımız zaman insanın en temel doğa kurallarına bile karşı çıkacak maddeler üretebilecek bir seviyede olduğunu rahatlıkla söylemek mümkün.

Aynı ve farklı moleküllerin birbirlerine karşı uyguladıkları çekim kuvveti sonucu oluşturdukları bağlar anlamına gelen kohezyon nedir, adezyon nedir, farkları nelerdir gibi merak edilen soruları örnekler üzerinden açıkladık. 

Emoji İle Tepki Ver

16

Molekülleri bir arada tutan en önemli faktör moleküller arası çekim kuvvetidir. Moleküller arası çekim kuvveti zayıf olan moleküller birbiri üzerinde kayar. Sıvı molekülleri ile başka madde molekülleri arasında da bir çekim kuvveti oluşur. Aynı moleküller arası çekim kuvvetine birbirini tutma(kohezyon) kuvveti denir. Farklı tür moleküller arasındaki çekme kuvvetine ise yapışma (adezyon) kuvveti denir.

Adezyon ve Kohezyon Olayları

Kohezyon kuvveti sıvı moleküllerinin birbirini tutmasını sağlar. Su damlası buna en iyi örnek olarak verilebilir. Damlacığı oluşturan her moleküle diğer moleküller tarafından kohezyon kuvveti uygulanır ve bu sayede moleküller damlacık şeklini alabilir.

Adezyon kuvveti ise farklı iki madde arasındaki çekim kuvvetidir. Sıvı moleküllerinin başka yüzeylere tutunmasını sağlar. Bu duruma örnek olarak çay tabağının bardağa yapışması gösterilebilir. Aradaki su molekülleri iki yüzeye yapışarak tabağın düşmesine engel olur.

Bazı durumlarda adezyon ve kohezyon kuvvetleri birbirinden farklı olabilir. Bu gibi durumlarda sıvının yüzey şekli farklılık gösterir.

• Adezyon(yapışma) kuvveti kohezyondan büyük olursa, sıvı molekülleri kabın yüzeyine birbirini tutma oranından daha fazla tutunur ve sıvının yüzeyi içbükey olur. Bu durumda sıvı moleküllerinin yüzeye yapışma isteği daha fazla olacağından yüzey ıslanmış olur.
• Kohezyon(birbirini tutma) kuvveti adezyondan büyük olur ise sıvı molekülleri birbirine kabın yüzeyinden daha kuvvetli tutunur ve sıvı yüzeyi dışbükey olur. Bu durumda sıvı moleküllerinin yüzeye yapışma isteği daha az olacağından yüzey ıslanmamış olur.

Yüzey Gerilimi

Sıvı içerisindeki bir molekül kendini çevreleyen öteki moleküllerin etkisiyle oluşan kuvvetlerin arasında dengededir. Ama sıvının yüzündeki bir molekül ele alınırsa sıvı yüzeyinde kuvvetin dengelemediği moleküller bulunur ve bu moleküller sıvının içerisine doğru çekilir ve sıvının yüzeyi gergin bir zar biçimini alır. Oluşan bu duruma yüzey gerilimi denir.

Havada bulunan bir su damlası yüzey geriliminin etkisiyle küresel olur, çünkü yüzeysel gerilimin oluşturduğu etki sıvıyı en düşük yüzey alanına sahip olacak yapıya sokar, bu yapı da küresel bir yapıdır. Yer çekiminin etkisiyle küresel şekil hafifçe düzleşebilir.

📝 Ders Notu: Yüzey Gerilimini Etkileyen Faktörler

Bir sıvının sıcaklığı arttığında kinetik enerjisi artar ve tanecikler daha hızlı hareket etmeye başlar. Bunun sonucunda sıvının yüzey gerilimi azalır

Sıvı içerisine başka bir madde eklendiğinde sıvının saflığı bozulur. Bu değişim yüzey gerilimini değiştirir ve bazı durumlarda artırırken bazı durumlarda azaltır. Örnek vermek gerekirse suya tuz eklendiğinde yüzey gerilimi artmaktadır, şampuan, deterjan veya sabun eklenirse yüzey gerilimi düşer.

Kılcallık

Sıvıların adezyon kuvvetiyle bir tüp ya da oyuk içerisinde gösterdiği yayılma hareketine kılcallık denir. Bitkilerin suyu köklerinden yapraklarına iletmesinde kök basıncı ve terlemeyle birlikte kılcallık da etkili olur (/biki/bitki-biyolojisi-bitkilerde-tasima). Sıvının kesiti farklı olan kılcal borularda yükselmesi kesit alanıyla ters orantılıdır. Aşağıdaki fotoğrafta bunu net olarak gözlemleyebiliriz.

Hidrofobik ve Hidrofilik Yüzeyler

Hidrofob, sudan çekinen yüzeylere; hidrofil ise suyu seven ve suyu çeken yüzeylere denilmektedir. Üzerinde su damlası düşen yüzeyde su damlası,

• Yüzeyde yayılma eğilimi gösteriyorsa, bu yüzeye hidrofilik yüzey denilmektedir.
• Yüzeyde küresel bir biçimde duruyorsa (yuvarlak damlacık gibi), bu yüzeye hidrofobik yüzey denilmektedir.

 Kohezyon Nedir, Kohezyon Nelere Bağlıdır?

Kohezyon, moleküller arasındaki etkileşimler sonucunda oluşmaktadır. Bu durumu tutunma süreci olarak da ifade etmek mümkündür. Kohezyon kuvvetine günlük hayatta da sık sık rastlanmaktadır. Camda oluşan su damlacıklarının birbirine tutunması kohezyona örnek olarak verilebilir. 

 Kohezyonun ortaya çıkması için kütle çekimine gerek yoktur. Kohezyon katı ve sıvı maddelerde görülebilir. Kohezyon farklı kutupların birbirini çekmesi olarak da ifade edilebilmektedir. Bağlar zayıf olsa da tekrardan yenilenme özelliğine sahiptir. Kohezyon olayında hidrojen bağları görülür. Kohezyon bitkilerde ise farklı şekilde olur. Bunun sebebi ise bitkilerde suyun farklı yönlere doğru iletilmesinden kaynaklanmaktadır.

 Kohezyon, aynı cins atomların birbiri arasında oluşmaktadır. Bir çekim kuvvetidir. Kohezyonun bağlı olduğu durumlar şu şekildedir;

Sıcaklık: sıcaklığın artması ile moleküller daha hareketli bir yapı kazanmaktadır. Bu da moleküller arası kuvvetin azalmasına neden olur.

Madde Türü: Farklı maddelerin kohezyon kuvvetleri de farklılık göstermektedir.

Farklı Maddeler İle Karıştırılması: Su ile deterjan karıştırılırsa bu durumda su molekülleri arasına deterjan molekülleri girmektedir. Bu da aynı moleküllerin birbirini tutma kuvvetlerinin zayıflamasına neden olmaktadır. 

Kohezyona Günlük Hayattan Örnekler Nelerdir?

Civanın oda sıcaklığında top şeklinde durması

Suyun damlacık şeklinde durması

Bitkilerde su taşınması kohezyona günlük hayatta verilebilecek örneklerdir. 

Biyolojide Kohezyon Örnekleri Nelerdir?

 Kohezyonda aynı türdeki moleküller birbirine tutunur. Sıvı maddelerin yüzey gerilimleri kohezyon olarak isimlendirilmektedir. Bitkilerde kohezyon ile su yerçekiminin tersine yönde taşınabilmektedir. 

 Bitkilerde su kök kısmından odunsu kısma doğru ilerlerken kohezyon durumu oluşmaktadır. Bir şişe içindeki su bitse de şişe içinde su damlacıklarını görebilirsiniz. Bu durum da kohezyona örnek olarak verilebilmektedir. Banyo yaptıktan sonra vücudumuzda su damlacıklarının bulunması da kohezyona örnek olarak verilebilmektedir. 

 Kohezyonun tam tersi durum ise adezyon olarak isimlendirilmektedir. Adezyon olayında farklı tür moleküller birbirine tutunmaktadır. Kohezyon, maddelerin atom yapıları ile ilgili bir durumdur. Kohezyon bir nevi tutunma durumudur.

Fizik dersinde adezyon ve kohezyon kuvvetleri ile sık karşılaşırız. Bu nedenle sıvılardaki adezyon ve kohezyon kuvvetlerini mercek altına aldık. Yazıyı sonuna kadar okursanız bu konu kafanıza oturacaktır.

Bilindiği gibi adezyon ve kohezyon sıvılarda görülen kuvvetlerdir. Sıvı molekülleri katılara oranla birbirlerini daha zayıf kuvvetlerle çekerler. Bundan dolayı bir arada bulunma eğilimleri zayıftır. Sıvılar bu nedenle bulundukları kabın şeklini alabilir ve öteleme hareketi yapabilirler.

Adezyon ve kohezyon birbirine benzer ama farklı kuvvetlerdir. Bu nedenle ikisini ayrı ele alıp örneklendirelim.

Adezyon Kuvveti

Adezyon (yapışma) kuvveti farklı cins moleküllerin arasındaki çekim kuvveti olarak da tanımlanabilir. Başka bir deyişle adezyon, sıvı moleküllerinin başka yüzeylere tutunmasını sağlayan kuvvettir.

Bu kuvvetin ortaya çıkmasını sağlayan faktör sudaki hidrojen bağlardır. Hidrojen bağları sayesinde su ile diğer molekülün + ve – kutupları birbirine çekim uygular. Bu moleküler çekim kuvveti iki molekülü bir arada tutar.

Adezyon Örnekleri

Su moleküllerinin pencereye tutunması adezyon kuvveti sayesinde olur. Arabanız yağmurdayken ön camına su yapışır. Bunun sebebi cam tanesi ile su tanesi arasındaki çekim kuvvettidir.

Adezyon kuvveti aynı zamanda bitkilerde suyun yukarı çıkmasında da etkilidir. Su bitkinin damarlarına tutunarak adezyon kuvveti sayesinde daha kolay yukarı taşınır.

Kohezyon Kuvveti

Su moleküllerinin bir arada tutunmasını sağlayan kuvvettir. Sıvılarda görülen bu kuvvet sıvının damla özelliği göstermesine neden olur. Yine hidrojen bağları sayesinde olan bu durum bir su molekülünün hidrojeni ile diğer su molekülünün oksijeni arasındaki çekimdir.

Kohezyon kuvveti yağmur damlasındaki su moleküllerini bir arada tutar. Bütün moleküller birbirini çektiğinden birbirlerine yakın mesafede dururlar. Verilen bir hacim için en küçük yüzeye sahip geometrik şekil küre olduğundan yer çekimi kuvvetinin çok zayıf olduğu su damlaları küre şeklini alır

Kohezyon Örnekleri

Kohezyona damlanın olduğu her şeyi örnek gösterebiliriz. Suyun camda damla olarak kalması, yağmurun damlalar şeklinde yağması gibi birçok örnek kohezyondan kaynaklanır.

Bitkilerde suyun yukarı çıkma mekanizması içerisinde su moleküllerinin birbirine tutunması da vardır. Bu süreci hızlandıran bir fiziksel durumdur.

Adezyon ve Kohezyon Uygulamaları

Fizik dersinde adezyon ve kohezyon uygulamaları görmek mümkündür. Günlük hayattaki birkaç durumla adezyon ve kohezyon kuvvetlerinin ilişkisini açıklamaya çalışalım.

Yine aynı örnek üzerinden gidersek cama yapışmış bir su damlası düşünelim. Bu damlanın damla olarak kalmasını sağlayan kuvvet kohezyon, damlanın cama yapışmasını sağlayan kuvvet ise adezyondur.

Yağmur yağarken cama vuran damlalardan birbirine yakın olanlar birleşerek daha büyük damlalar meydana getirir. Oluşan bu büyük damlaya etki eden yer çekimi kuvveti, küçük damlaya etki eden yer çekimi kuvvetinden büyüktür. Eğer yer çekimi kuvveti, damlanın cama yapışmasını sağlayan adezyon kuvvetini yenerse damla cama daha fazla yapışamaz ve aşağı doğru kaymaya başlar. Damla büyüdükçe ağırlığı adezyondan daha fazla artar.

Bazı durumlarda adezyon ve kohezyon kuvvetlerinden biri diğerinden daha büyük olabilir. Eğer kohezyon > adezyon ise yani sıvı molekülleri birbirine, cismin yüzeyine tutunduklarından daha büyük bir kuvvetle tutunuyorlarsa sıvı yüzeye yayılamaz, küresel biçimde kalır. Bu durumda yüzey ıslanmaz. Eğer adezyon > kohezyon ise sıvı molekülleri yüzeye daha çok tutunacağından yüzeye yayılır ve yüzey ıslanır. Şekilde görüldüğü gibi cıva moleküllerinin kohezyon kuvveti su moleküllerinin kohezyon kuvvetinden büyük olduğundan cıva yüzeye yayılmazken su yayılarak yüzeyin ıslanmasına neden olur.

Adezyon ve kohezyon kuvvetleri bir sıvının bulunduğu ortamdaki davranışını belirlemektedir.

Şekildeki özdeş kap ve kılcal cam borularda bulunan su ve cıva ile yapacağımız bir deneyde bunu rahatlıkla gözlemleyebiliriz. Cıva yüzeyinin Şekil-I deki gibi kendi üzerinde toplanması kohezyon etkisinin adezyon etkisinden büyük olduğunun göstergesidir. Suda ise Şekil-II deki gibi yüzey cama doğru giderek genişlemektedir. Bu da adezyonun kohezyondan daha büyük olduğunu gösterir. Adezyon etkisi kohezyona eşitse, sıvı yüzeyi Şekil-III teki gibi düzdür.

Sıvılarda kuvvetler olmasına rağmen dikkat ederseniz hep su örneği üzerinde durduk. Çünkü içinde hidrojen bağı olmayan sıvılarda bu kuvvetler görülmez.