emir9851
Çekirdek tepkimesi sonucu kütlenin korunamamasının sebebi nedir?
burtay-mutlu-shibumi-tr1695
Sayın Mr. Pyhsics, sorunuzu , 'eğer uygun görürseniz', "Niye bazı maddeler bozunabilirken, bazıları bozunmaz ?" şeklinde genişletebilir miyiz? Verilecek cevapları ilgiyle bekliyorum. (Bu konuda bilgi ve bakış açısı olarak eksik olduğum için cevaplamaya çalışmıyorum.)
emir9851
Tabii ki,benim de bu konuda eksiğim var ve aklıma gelen her soruyu size ve internete sormaya çalışıyoum,teşekkürler :D
necmi-tufek7866
Hangi tepkime sonrası, hangi kütle korunamıyor?
emir9851
Fisyon ve füzyon reaksiyonları olsun,bozunmalar olsun,lys ygs kitaplarında bu tür tepkimelerde kütlenin korunmayacağı söylenmişti.Bağlanma enerjisi hakkında olabileceğini düşünüyorum fakat yine de emin değilim
necmi-tufek7866
Her ne tür reaksiyon olursa olsun korunan nicelikler vardır. Bunlar toplam elektrik yükü, toplam momentum, toplam baryon sayısı gibi...
Soruyu iyi anlamak gerekiyor. Eğer soru; "Bir reaksiyona giren toplam kütle reaksiyon sonucu azalır" diyorsa bu yanlış olur çünkü toplam kütle korunur. Toplam kuark sayısı değişmez diye biliyorum.
Bozunmalar da da ne şekilde olursa olsun toplam kütle korunur. Zaten neden bazı parçacıkların bozunamadığı da burada ortaya çıkar. Çünkü, eğer bozunma sonrası yukarıdaki toplam nicelikler korunamayacaksa, o parçacık bozunamaz.
Enerji fazlalığı veya yetersizliği bağlanmanın ya da çözünmenin karşılanmasında kullanılır. Ama yine de fazla enerji varsa toplam niceliklere dokunmadan yüksüz, kütlesiz parçacıklar olarak reaksiyondan ayrılır.
emir9851
http://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/kutle-enerji-esdegerligi-ve-cekirdek-tepkimeleri/10070#ad-image-0 Füzyon ve fisyon reaksiyonlarında kütlenin azalacağı burada söyleniyor
vide-supra1191
Kütle ve enerji denkliği şeklinde bilimsel çözümleme yöntemleri vardır. Bilimsel olarak bir sistemin incelenmesi bu şekilde yapılmaktadır.
Konuya çok az hakim olduğumdan sadece bilimsel yöntemin nasıl işlediğini belirtmek istedim. Örneğin güneş için sadece kütle denkliği kurduğunuzda giren ve çıkanlar eşit olmayacaktır. Bu yüzden ürettiği enerjinin ne kadarlık hidrojen kütlesine tekabül ettiği kütle ve enerji denkliklerinin ortak çözülmesiyle bulunur.
Bildiğim kadarıyla atom içerisindeki ortalama kinetik enerji bir noktadan sonra elektromanyetik kuvvetin etkilerinden daha kuvvetli bir noktaya geliyor. (aşırı yüksek sıcaklık) Bu noktadan sonra artık bu çekirdekler güçlü nükleer kuvvetten oluşan bağ enerjilerini diğer çekirdeklerle birleşme sonrasında tekrar düzenleyerek olabilecek en az enerji gerektiren kararlı duruma gelmeye çalışırlar. Bu noktada ise azalan kütle de quarkların kinetik enerjilerinin azalması ve aynı zamanda gluon alanından da bir miktar enerjinin salınması şeklinde gerçekleşmekte. Aslında parçacık sayısı değişmiyor dahi olabilir bu konuda bir bilgim yok. Ama kütke korunmamaktadır.
burtay-mutlu-shibumi-tr1695
Sayın Vide Supra'nın cevabını okurken aklıma geldi. Aralarında bir bağlantı yok gibi gözüküyor ama...
Yazıyı okurken kafamda canlanan kavramı size soru olarak aktaracağım...
"Elimizde sağlam karbon fiber bir ip ve ucunda da karbon fiberin yoğunluğundan birazcık daha fazla bir ağırlık var.
Bunu mesela, saniyede 5000 devir yapan bir motora bağlayıp, çalıştırıyoruz.
Bu şekilde ip ve ucundaki ağırlık ile merkezkaç kuvveti yönünde bir (sistem) alanı oluşturuyor.
Bu alan, bir kuvvetle karşılaştığında; (örneğin bir akışkan dalgası rüzgar, su yolladığımızda) ilişkileri nasıl olur?
Öngörüm; Gerçekte tek ince bir ip olmasına rağmen, motor arkasında saptanan kuvvetin, tek bir ip yüzeyinden çok, döngü frekansına bağlı olarak işgal edilen alanla ölçülebilecek bir toplam kuvvet olacağı yönünde...(Frekans artıkça akışkanın niteliklerine göre sızma azalacak ve bir noktadan sonra hiç sızma olmayacak.)
Kafamda canlanan kavram bu ama; aralarındaki ilişkiyi görebilmiş ya da kurabilmiş değilim...
necmi-tufek7866
Farklı fiziksel veya kimyasal olaylar için kullanılan terim ve açıklamalar her durumda her şeyi açıklamazlar.
Bazı durumlarda, mesela güneşin saniyede kaybettiği kütle şu kadardır diye bir açıklama yapıldığı zaman, bu güneşin gerçekten kütle kaybettiğini değil, o kadar kütleye eşdeğer enerji kaybettiğini anlatmak içindir. (Yoksa gerçekten kütle kaybetmez)
Yine, bir reaksiyonda açığa çıkan enerji toplamı sonucu "şu kadar kütle kaybedilmiştir" değil de "şu kadar kütleye eşdeğer enerji kaybedilmiştir" denmesi gerekir. Çünkü kaybedilen kütle ölçülemez ama açığa çıkan enerji ölçülebilir ve bu da kütleye çevrilip açıklama yapılır.
Kütlenin kaynağı kuarklardır. Bir reaksiyonda kuark sayısı değişmez. Çeşnileri değişebilir. Zaten onlar devamlı olarak salınımlar yapıp çeşnilerini değiştirebilirler. Kuark sayısı değişmediğinde, kütlenin de değişmeyeceğini söyleyebilirim.
Şöyle;
Bir nötron tek başına bırakıldığında 15 dakika içinde genellikle bir proton ve bir elektrona bozunur. Arta kalan enerji yüksüz nötrino olarak uzaklaşır.
Zaman geçer. Bir beyaz cüce nötron yıldızı aşamasına girer. Bu aşamada proton ve elektron daha önce nötrino tarafından götürülen enerjiye eşdeğer enerjiyi kütle baskısı yüzünden tekrar kazanır ve birleşip nötron oluştururlar.
Şunu anlatmak istiyorum;
Daha önce kütle kaybı denilen şey aslında kaybedilmemiştir. Sadece eşdeğer enerji sayesinde farklı bir elemente, görünüme dönüşmüştür. Kuark sayısı değişmedikçe "kütle kaybedilmiştir" denmesi bence hatalıdır. "Şu kadar kütleye eşdeğer enerji kaybedilmiştir" demek gerekir.
Ama takdir sizindir. Hangi terimi istiyorsanız kullanabilirsiniz.
vide-supra1191
Necmi bey enerjinin bir nevi izini sürerek işlem yapmak için sistemlerde bu denklikler kurulması önemli bir yöntemdir. Bu kişisel bir yaklaşım değil bilimsel bir metottur.
Elbrtte kütlenin tamamen yok olup korunmadığından değil, belirli bir sistem çevresinde kurulan denkliklerde nereye ve nasıl taşındığı ya da başka bir forma dönüşüp dönüşmediği üzerine konuşulur. Güneş için ölçülme yönteminin önce enerji hesabı ve ardından bu enerjiye tekabül eden kütlenin ölçülmesi olarak yapıldığını belirtmiştim. Yani güneşin kütlesi azalmıştır ve çekirdek tepkimelerinde kütle korunmamaktadır.
Kuark sayısı değişmeyebilir fakat atomun %99 kütlesinin içerisindeki parçacık kinetik enerjisi ve gluon bağ enerjisinden geldiğini bilmekteyiz. Eğer bu bağ enerjisi ve parçacık hızları ile bir şekilde oynarsanız kütle değişecektir. Füzyonda meydana gelen kütle azalmasının çok büyük kısmı bu enerjinin form değiştirmesidir diyebiliriz.
vide-supra1191
Güneş gerçekten kütle kaybetmez derken tam olarak neyi kastediyorsunuz necmi bey? Yani güneşlerin kütlesinin zamanla azalmadığını mı düşünüyorsunuz?
necmi-tufek7866
Evet. Güneşlerin kütleleri zamanla azalmaz. Bir yıldız kendi dengesi ve dinamiği sayesinde kütle çekim gücünü devamlı kontrol ederek, içerdiği kuark adedini muhafaza eder. Ortama saldığı enerji füzyon sayesinde ortaya çıkan enerjidir. Bu yüzden de kütle kaybı olmaz. Yani kütle ağırlığını muhafaza eden bir kütle çekim gücü vardır ve bu güç yıldızı dengede tutar.
Kaybedilen enerji parçacık olarak değil, ısı ve ışınım olarak, kütlesiz parçacıklarla olur. (Novalar hariç)
Zaten bir güneş enerji kaybetmez, kaybedeceğinden daha fazla enerji üretir. (Kütleçekim sayesinde)
vide-supra1191
Güneşin yüzeyinden kaybettiği radyasyonun bedeli kütledir. Kaybedilen enerjiyi kabul etmemek güneşin dünyayı ısıtmadığını söylemek ile aynı anlama gelecektir.
Güneş kaybettiğinden daha fazla enerji üretebilir fakat bu zaten kütlenin enerjiye dönüşmesinden dolayı gerçekleşir ve neticede kütle çekimi ve iç basınç kaçınılmaz olarak dengelenecektir.
Fakat asıl yaklaşım bu değildir. Güneşin çevresinde görünmez bir sistem sınırı çizdiğinizi düşünmeniz gerekir. Bu sınırdan geçen kütle ya da enerji miktarının hesaplanması sonucunda ancak bir sonuca varabilirsiniz. Güneşin kaybettiği kütleyi hesaplarsanız bunun tam olarak bu şekilde yapıldığını görebilirsiniz. Yaklaşık 5.7 bin kelvin sıcaklığındaki yüzeyinin siyah cisim ışıması olarak karşılığı bulunarak bütün yüzey alanından kaybettiği enerji hesaplanır. Ardından bu enerji miktarının kütle-enerji denkliği sayesinde ne kadar hidrojen kütlesine eşit olduğu hesaplanmaktadır. Burada dolaylı bir anlatım yoktur. Güneş yaydığı radyasyon sonucunda kütle kaybeder ve zamanla etrafındaki gezegenlerin yörüngeleri bile çok az da olsa bu azalan kütle çekiminden etkilenecektir.
emir9851
Sayın Vide Supra,Fisyon ve füzyon reaksiyonlarında çıkan enerji,bu kütle kaybından mı meydana geliyor?
necmi-tufek7866
Vide supra,
Aslında hesabın nasıl yapıldığını biliyorsunuz. Kaybedilen enerji hesaplanır ve kütleye çevrilir ve şöyle denir; "Güneş her saniye 4.6 milyon ton kütleye eşdeğer enerji kaybetmektedir."
Şimdi ben cahil biri olsam hemen elime kağıt kalem alır hesaplardım.
Saniyede 4.6 milyon ton, dakikada şu kadar, saatte şu kadar, günde, ayda, yılda ve 5 milyar yılda şu kadar kütle eder. Sonra güneşin kütlesinin ne olduğuna bakardım ve derdim ki; Bu hesaba göre güneş çoktan yok olmuş olmalıydı.
Şaka bir yana, füzyon olayında şöyle bir şey olur (bildiğim kadarıyla);
Güneş, sıcaklığı ve basınç gücüyle hidrojen atomlarını ve nötronları birleştirip helyuma çevirir. Yani ortada kaybolmuş hidrojen yoktur. Sadece dönüşmüş, helyum olmuştur. Yani kütleyi temsil eden elemanlar hala yerlerinde durmaktadırlar. Önceden iki hidrojen atomu iki proton içeriyordu, şimdi yine iki proton ve ek olarak iki nötronla dört parçacık ve aynı kuark sayısı içeriyor. Peki, kayboldu dediğiniz kütle neyin kütlesi bu durumda? Yani bana kaybolan kütlenin hangi parçacıklar olduğunu söyleyebilirseniz haklı olacaksınız...
"Güneş kütle kaybeder ve gezegenlerin yörüngeleri bundan etkilenecektir" sözünüz yine bence pek doğru olmamalı. Bence bunu araştırmalısınız.
necmi-tufek7866
Vide supra,
Aslında hesabın nasıl yapıldığını biliyorsunuz. Kaybedilen enerji hesaplanır ve kütleye çevrilir ve şöyle denir; "Güneş her saniye 4.6 milyon ton kütleye eşdeğer enerji kaybetmektedir."
Şimdi ben hiç bir şey bilmesem hemen elime kağıt kalem alır hesaplardım.
Saniyede 4.6 milyon ton, dakikada şu kadar, saatte şu kadar, günde, ayda, yılda ve 5 milyar yılda şu kadar kütle eder. Sonra güneşin kütlesinin ne olduğuna bakardım ve derdim ki; Bu hesaba göre güneş çoktan yok olmuş olmalıydı.
Şaka bir yana, füzyon olayında şöyle bir şey olur (bildiğim kadarıyla);
Güneş, sıcaklığı ve basınç gücüyle hidrojen atomlarını ve nötronları birleştirip helyuma çevirir. Yani ortada kaybolmuş hidrojen yoktur. Sadece dönüşmüş, helyum olmuştur. Yani kütleyi temsil eden elemanlar hala yerlerinde durmaktadırlar. Önceden iki hidrojen atomu iki proton içeriyordu, şimdi yine iki proton ve ek olarak iki nötronla dört parçacık ve aynı kuark sayısı içeriyor. Peki, kayboldu dediğiniz kütle neyin kütlesi bu durumda? Yani bana kaybolan kütlenin hangi parçacıklar olduğunu söyleyebilirseniz haklı olacaksınız...
"Güneş kütle kaybeder ve gezegenlerin yörüngeleri bundan etkilenecektir" sözünüz yine bence pek doğru olmamalı. Bence bunu araştırmalısınız.
burtay-mutlu-shibumi-tr1695
Şöyle bir internete ve bu konudaki yazılara baktım...
Mevcut sayısal verilere göre (wikipedia %1 ile %7 arası diyor ama) doğduğu zaman ki (5 milyar yıl önce) kütlesinin ortalama %3'ünü kaybetmiş. Kızıldev (1.7 milyar yıl sonra yaklaşık) - ardından beyaz cüce aşamaları dahil 5 milyar yıl daha ömür biçiliyor.
Rakamlar düşününce basit gibi gözükse de, dünyaya düşen tüm güneş enerjisi toplamı, tüm dünyanın 1 yıllık tüketiminden fazlaymış.
Devasa bir enerji savrulması ama güneşin potansiyeline oranla hala çok düşük.
Bu arada kaybolan kütle karşılığı, birleşen maddenin parçacıklarından gelmiyor. Mecazi olarak, "Saniyede 5000 devir yapan motora bağlı ipin momentumundan" geliyor... :-).
Motordan ya da ucundaki ağırlıktan değil.
burtay-mutlu-shibumi-tr1695
Şöyle bir internete ve bu konudaki yazılara baktım...
Mevcut sayısal verilere göre (wikipedia %1 ile %7 arası diyor ama) doğduğu zaman ki (5 milyar yıl önce) kütlesinin ortalama %3'ünü kaybetmiş. Kızıldev (1.7 milyar yıl sonra yaklaşık) - ardından beyaz cüce aşamaları dahil 5 milyar yıl daha ömür biçiliyor.
Rakamlar düşününce basit gibi gözükse de, dünyaya düşen tüm güneş enerjisi toplamı, tüm dünyanın 1 yıllık tüketiminden fazlaymış.
Devasa bir enerji savrulması ama güneşin potansiyeline oranla hala çok düşük.
Bu arada kaybolan kütle karşılığı, birleşen maddenin parçacıklarından gelmiyor. Mecazi olarak, Bence; "Saniyede 5000 devir yapan motora bağlı ipin momentumundan" geliyor... :-).
Motordan ya da ucundaki ağırlıktan değil.
necmi-tufek7866
Burtay Bey,
Kavramları ve bilgileri birbirlerine karıştırınca derdimizi anlatmak da zor oluyor.
"Kütle kaybeder" denilince siz ne anlıyorsunuz? Bir cismin kütle parçaları var ve cisim onlardan bazılarını kaybeder. Şeklinde bir anlam çıkmıyor mu?
Olay şu;
Daha önce daha rahat pozisyonda olan parçacıklar, sıkışıp daha dar bir hacme girince ister istemez hareketleri hızlanacaktır.Bu da fazladan potansiyel kütle demektir. İşte bence kaybolduğu söylenen kütle helyuma dönüşen parçacıkların daha enerjik olmalarından dolayı, dengelenmek için kaybettikleri enerjidir. Buna kütle kaybı demek bence doğru değil. Çünkü kaybedildiği söylenen kütle değeri potansiyel olarak (ileride yine kütleye çevrilebilir olarak) hala vardır. Ve güneş bence doğduğu andan itibaren kütle ağırlığını muhafaza etmektedir. (güneş patlamaları yüzünden işlenmemiş elementler saçıldığında işte asıl kütle kaybı o zaman olur)
Ben internette ne yazdığına bakmıyorum. Muzaffer Bey'in dediği gibi kendi bilgim ve mantığıma bakıyorum. Doğduğundan bu yana her yıl periyodik olarak güneş patlamaları olur. Bence kaybedildiği söylenen yüzde 1lik kütle bu yüzden olmalıdır. Bence totalde güneşin kütlesi ışınımla değişmez.
