Çok sayıda köprü veya üst geçidin olduğu bir bölgede yaşıyorsanız, köprülerin yollardan önce donduğunu gösteren işaretler görmüş olabilirsiniz. Böyle bir işaret görmemiş olsanız bile bunu birinci elden deneyimlemiş olmanız da olasıdır. Köprüler ve üst geçitler soğuk bir havada gerçekten de yollardan önce donar ve bunun elbette bilimsel bir açıklaması vardır.
Köprülerin Buz Tutmasının İki Nedeni
Soğuk ve yağmurlu bir günde köprü ve üst geçitlerde buz temel olarak iki nedenden dolayı daha hızlı oluşur. Öncelikle yollar, aşağıdaki topraktan gelen yalıtım ve sıcaklıktan yararlanabilecekleri için o kadar çabuk donmazlar. Öte yandan köprüler, viyadükler ve üst geçitler havada asılı olduklarından hem yüzeyleri hem de diğer kısımları havayla temas halindedir. Yani, köprünün altında, herhangi bir ısıyı tutacak bir yol gibi bir yüzey yoktur.
Köprünün her tarafı soğuk hava ile çevrili olduğundan, ısıyı tutma kabiliyeti daha azdır. Sonucunda hava sıcaklığındaki değişimlerden daha kolay etkilenirler. Bu nedenle de kışın yollara göre daha hızlı ısı kaybederler.
Bir diğer neden de yapıldıkları malzemeler arasındaki farklılıklardır. Yolların yüzeyleri asfalttır. Asfalt ham petrolün ayrıştırılması sonucu elde edilen bir petrol ürünüdür ve zayıf bir ısı iletkenidir. Asfalt, yol yüzeyinin altında hapsolan ısıyla birleştiğinde ısıyı hapseder. Köprülerin üst kısmı da asfalttan oluşur, ancak köprüler tipik olarak iyi ısı iletkenleri olan çelik ve betondan yapılır. Çelik ve beton ısıyı iyi ilettiğinden, bu malzemelerin içinde hapsolan ısı yüzeye daha hızlı hareket eder. Daha sonra çevredeki havaya karışır.
Sonuç olarak, bir köprü hava sıcaklığını çok yakından takip edecektir. Hava sıcaklığı donma noktasının altına düşerse, bir köprünün yüzeyi çok hızlı bir şekilde donma noktasının altına düşecektir. Bu nedenle yağmur veya kar donacak ve köprüye yapışacaktır. Bu konuda alınan ilk önlem yollara tuz serpilmesidir. Ancak bu da akla başka bir soruyu getirecektir.
Tuz Buzu Nasıl Eritir?
Saf suyun donma noktası, yani buza dönüştüğü sıcaklık 0 derece civarındadır. Dolayısıyla kar, sulu kar veya dondurucu yağmur varsa ve zemin 0 derece veya daha soğuksa önce köprülerde sonra da yollarda buz oluşacaktır. Tuz aslında buzu eritmez, ancak buzun erime sıcaklığının düşmesine sebep olur. Kimyanın temel yasalarından biri, saflığı bozulan sıvıların donma sıcaklığının düşeceğini söyler. Buzlu yolların tuzlanmasındaki amaç da bu durumdan yararlanmaktır.
Yola Tuz Serpilse Bile Bu Tam Olarak Güvende Olacağınız Anlamına Gelmez
Buzların erimesi ancak çözeltinin donma sıcaklığı ortam sıcaklığına eşit olana kadar devam edebilir. Bu noktadan sonra bir taraftan buzlar erirken bir taraftan da çözeltideki su donmaya başlar. Bir süre sonra da yeni bir denge kurulur. yani yola tuz serpilse bile bu kesin güvende olduğunuz anlamına gelmez. Düşük sıcaklıklarda kullanılan alternatif bir strateji, buza kum serpmektir. Kum erime sıcaklığını değiştirmez, ancak lastiklerinizin kaymasını pürüzlü bir yüzey sağlayarak engeller.
Tam da bu nedenlerle soğuk havalarda köprü ve üst geçitlere yaklaşırken yavaşlamalısınız. Genellikle yoldaki buzu göremezsiniz ve buz ince bir kar örtüsünün altına gizlenmiş olabilir. Bir köprüden geçerken arabanız yüzüyormuş gibi hissediyorsanız, frene basmayın. Bunun yerine ayağınızı gaz pedalından çekin ve kademeli olarak yavaşlamaya çalışın.
Kaynak: Matematiksel