Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck

Çeviri: Giray Başbuğ Gözden geçirme: Can Boysan

There are over one billion cars in the world today,

Günümüzde, dünyada insanları gitmeleri gereken yere götüren

getting people where they need to go,

bir milyardan fazla araba mevcut

but cars aren't just a mode of transportation,

ancak arabalar yalnızca bir ulaşım yolu değil,

they're also a chemistry lesson waiting to be taught.

aynı zamanda öğretilmeyi bekleyen bir kimya dersi.

The process of starting your car begins in the engine cylinders,

Aracınızı çalıştırma işlemi motor silindirlerinde başlar.

where a spritz of gasoline from the fuel injector

Yakıt enjektöründen püsküren yakıt

and a gulp of air from the intake valve

ve emme valfinden gelen hava

mix together before being ignited by a spark,

bir kıvılcımla tutuşmadan önce burada birbirine karışır.

forming gases that expand and push the piston.

Böylece, genişleyerek pistonu iten bir gaz oluşur.

But combustion is an exothermic reaction, meaning it releases heat.

Ancak yanma, ekzotermik bir tepkimedir; bu, ısı yaydığı anlamına gelir.

Lots of it.

Çok fazla ısı.

And while much of this heat escapes through the tail pipe,

Bu ısının çoğu egzozdan çıksa da

the heat that remains in the engine block needs to be absorbed, transported, and dissipated

motor blokunda kalan ısının soğurulması, taşınması ve yok edilmesi gerekir.

to protect the metal components from deforming or even melting.

Yoksa metal parçalar bozulabilir, hatta eriyebilir.

This is where the cooling system comes in.

Soğutma sistemi burada devreye girer.

A liquid gets circulated throughout the engine,

Bir sıvının motor boyunca devridaimi sağlanır

but what kind of liquid can absorb all that heat?

ama ne tür bir sıvı tüm bu ısıyı soğurabilir ki?

Water may seem like an obvious first choice.

Su, bariz bir ilk seçenek gibi görünebilir.

After all, its specific heat,

Sonuçta suyun öz ısısı,

the amount of energy required to raise the temperature

birim miktarının sıcaklığını

of a given amount by one degree Celsius,

bir santigrat derece yükseltmek için gereken ısı,

is higher than that of any other common substance.

diğer tüm yaygın maddelerden yüksek.

And we have a lot of heat energy to absorb.

Ve soğurmamız gereken bayağı ısı enerjisi var.

But using water can get us into deep trouble.

Ancak su kullanmak, bizi derin sorunlara boğabilir.

For one thing, its freezing point is zero degrees Celsius.

Bir kere, suyun donma noktası sıfır derece.

Since water expands as it freezes,

Su donarken genleştiği için

soğuk bir kış gecesi,

a cold winter night could mean a cracked radiator and a damaged engine block,

çatlak bir radyatör ve hasarlı bir motor bloku anlamına gelebilir.

a chilling prospect.

Ürpertici bir ihtimal.

And considering how hot car engines can get,

Araba motorlarının ne kadar ısınabildiğini düşününce

the relatively low boiling point of 100 degrees Celsius

100 derecelik nispeten düşük kaynama noktası

can lead to a situation that would get anyone steamed.

herkesi sinirden fokurdatacak bir duruma yol açabilir.

So, instead of water, we use a solution,

Bu yüzden, su yerine

a homogeneous mixture consisting of a solute and a solvent.

çözünen ve çözücüden oluşan homojen bir karışım kullanıyoruz.

Some of the solution's properties will differ depending on the proportion of solute present.

Çözeltinin bazı özellikleri, içerdiği çözünen miktarına göre değişebilir.

These are called colligative properties, and as luck would have it,

Bunlara koligatif özellikler denir

ve şansa bakın ki donma noktası düşüşü

they include freezing point depression and boiling point elevation.

ve kaynama noktası yükselmesi bunlara dahil.

So, solutions have both a lower freezing point and a higher boiling point than pure solvent,

Yani çözeltiler, saf çözücüye kıyasla

düşük donma noktası ve yüksek kaynama noktasına sahiptir.

and the more solute is present, the bigger the difference.

Ne kadar çok çözünen varsa fark o kadar büyük olur.

So, why do these properties change?

Peki bu özellikler neden değişiyor?

First of all, we need to understand that temperature is a measure

İlk olarak sıcaklığın,

parçacıkların ortalama kinetik enerjisinin ölçüsü olduğunu anlamamız gerek.

of the particle's average kinetic energy.

The colder the liquid, the less of this energy there is,

Ne kadar soğuk sıvı, o kadar az mevcut enerji

ve bir o kadar da yavaş hareket eden moleküller demektir.

and the slower the molecules move.

When a liquid freezes, the molecules slow down,

Bir sıvı donarken,

moleküller, çekim kuvvetleri birbirlerini etkileyecek kadar yavaşlar

enough for their attractive forces to act on each other,

arranging themselves into a crystal structure.

böylece kristal bir yapı oluştururlar.

But the presence of solute particles gets in the way of these attractions,

Ancak çözünen maddelerin varlığı bu kuvvetlerin arasına girer,

requiring a solution to be cooled down further before the arrangement can occur.

yapı oluşmadan önce bir çözeltinin daha da soğutulmasını gerekli kılar.

As for the boiling point, when a liquid boils,

Kaynama noktasına gelirsek,

sıvı kaynarken kendi buharıyla dolu baloncuklar oluşturur

it produces bubbles filled with its vapor,

but for a bubble to form, the vapor pressure must become as strong

ama baloncukların oluşması için

buhar basıncının, sıvıyı yüzeyinden sıkıştıran

as the atmosphere constantly pushing down on the surface of the liquid.

atmosfer basıncı kadar güçlü olması gerekir.

As the liquid is heated, the vapor pressure increases,

Sıvı ısındıkça buhar basıncı artar

and when it becomes equal to the atmospheric pressure,

ve atmosfer basıncına eşitlendiğinde

the bubbles form and boiling occurs.

baloncuklar oluşur ve kaynama gerçekleşir.

A solution's vapor pressure is lower than that of pure solvent,

Bir çözeltinin buhar basıncı saf çözücünün basıncından daha düşüktür,

so it must be heated to an even higher temperature

bu yüzden atmosferin gücüne yetişene kadar

before it can match the strength of the atmosphere.

daha da yüksek bir sıcaklığa ısıtılması gerekir.

As an added bonus, the pressure in the radiator

Dahası, radyatördeki basınç

is kept above atmospheric pressure,

atmosfer basıncından yüksek tutulur,

raising the boiling point by another 25 degrees Celsius.

böylece kaynama noktası 25 derece daha yükselir.

The solution commonly used for a car's cooling system

Bir arabanın soğutma sisteminde yaygın olarak kullanılan çözüm

is a 50/50 mixture of ethylene glycol and water,

50/50 etilen glikol ve su karışımıdır,

which freezes at -37 degrees Celsius and boils at 106 degrees Celsius.

bu karışım -37 derecede donup 106 derecede kaynar.

At the highest recommended proportion of 70 to 30,

Önerilen en yüksek oranda olan 70'e 30'luk bir karışımın

the freezing point is even lower at -55 degrees Celsius,

donma noktası -55 dereceden bile düşüktür

and the boiling point rises to 113 degrees Celsius.

ve kaynama noktası 113 dereceye yükselir.

As you can see, the more ethylene glycol you add,

Gördüğünüz üzere ne kadar etilen glikol eklerseniz

the more protection you get, so why not go even higher?

o kadar koruma sağlıyorsunuz, o zaman neden daha ileriye gitmeyelim?

Well, it turns out you can have too much of a good thing

Görünen o ki iyi bir şeyin de fazlası zarar

because at higher proportions,

çünkü yüksek oranlarda

the freezing point actually starts to go back up.

donma noktası tekrar yükselmeye başlıyor.

The properties of the solution head towards the properties of ethylene glycol,

Çözeltinin özellikleri, etilen glikolun özelliklerine kayıyor

which freezes at -12.9 degrees Celsius,

ve -12.9 derecede donmaya başlıyor,

a higher temperature than we attained with the solution.

bu, karışımla elde ettiğimizden daha yüksek bir nokta.

The solution flows through the engine, absorbing heat along the way.

Çözelti, yolu boyunca ısı soğurup motor boyunca akar.

When it reaches the radiator, it's cooled by a fan,

Radyatöre vardığında, sıcak motora dönmeden

as well as air rushing through the front of the car

aracın önünden giren hava akımıyla beraber

before returning to the hot engine compartment.

bir fan yardımıyla soğutulur.

So, an effective and safe engine coolant

Yani etkili ve güvenli bir motor soğutucusu; yüksek bir öz ısıya,

must have a high specific heat, a low freezing point, and a high boiling point.

düşük donma noktasına ve yüksek kaynama noktasına sahip olmalıdır.

But instead of searching all over the world for the perfect liquid to solve our problem,

Ama sorunumuzu çözecek mükemmel karışım için

dünyanın dört bir yanını aramak yerine

we can create our own solution.

kendi çözümümüzü üretebiliriz.