Çoğu çocuğun aklı soruyla doludur: “Gökyüzü neden mavi? Neden kaşlarımız var? Gezegenin döndüğünü neden hissetmiyoruz?” gibi sorularla sık sık karşılaşmışsınızdır. Büyüdüğünüz zaman daha gelişmiş konuları merak edersiniz. Fakat siz de bizim gibiyseniz, çocukluğunuzdan kalma sorulardan bazıları hiç cevaplanmamıştır. “Neden yiyecekleri soğutmak için ‘ters’ bir mikrodalga fırın yok?” sorusu da bunlardan biri.
Cızırdayan entropi
Yiyecekleri mikrodalga fırında ısıtmak kolaydır. Donmuş sebzeleri poşetten çıkarıp düğmeye bastığınızda, fırın yiyeceklere belirli bir frekansta radyo dalgaları gönderip yiyeceklerin içindeki su moleküllerini harekete geçirir. Bir grup molekülün bu hareketi veya enerji seviyesi, aslında ısının bir ölçütüdür: Moleküller ne kadar uyarılırsa, o kadar sıcak hale gelirler.
Fakat molekülleri sakinleştirip soğumalarını sağlayabilen hiçbir radyo dalgası frekansı yok. Radyo dalgaları, bir tür elektromanyetik ışınımdır: Diğer adıyla radyasyon olan bu şemsiye terim, hepsi bir enerji biçimi olan görünür ışığı, kızılötesi ışığı ve X-ışınlarını içerir. Enerji molekülleri harekete geçirir, harekete geçen moleküller de ısınır.
Fakat uyarılan moleküller sadece ısınmakla kalmaz, aynı zamanda daha yüksek bir entropi durumuna da geçerler. Entropi, temel olarak bilimsel bir düzensizlik ölçütüdür. Termodinamiğin ikinci kanununa göre ise kapalı bir sistemdeki tüm süreçler, düzensizliğin arttığı bir yere doğru ilerler. Bu yüzden yiyecekleri ısıtmak, soğutmaktan çok daha kolaydır. Entropiyi azaltamazsınız ve soğuk cisimler, sıcak cisimlere göre daha düşük entropi durumundadır.
Örneğin buz kalıbına ılık su doldurup dondurucuya yerleştirdiğinizde, sudaki ısı dondurucudaki soğuk havaya doğru akar. Bu durum entropinin azalması gibi görünebilir fakat buzdolabının tamamını da hesaba katmanız gerekir: Dolap, ısıyı içerideki cisimlerden alıp etraftaki havaya aktarmak için tonla enerji harcıyor (buzdolabınızın arkası bu yüzden sıcak). Dolayısıyla entropide genel bir artış meydana geliyor. Bu arada soğuk hava güçlü bir iletici değil; yani sudaki ısıyı alma yönünden çok iyi iş çıkardığı söylenemez. İşte bu sebeple buz küpü yapmak için saatlerce beklemek zorundasınız.
Hızlı şekilde soğuyabilen bazı maddeler olsa da, bunlar yenmeye elverişli değil. Gazlar genişleyerek soğuduğundan, yeni sıkılmış bir aerosol serinlemiş hissetmenizi sağlayabilir. Fakat katı veya sıvılarla karşılaştırıldığında, gaz hiç de doyurucu değil.
Başka soğutma yöntemleri de var: Kondüksiyon, buz üzerinde servis edilen istiridyelerde olduğu gibi ısının yiyecekten daha soğuk bir yüzeye akmasını sağlayabilir. Konveksiyon ise bir sıvıdaki ısıyı bir yerden başka bir yere aktarır. Bu yüzden dondurulmuş yiyecekleri akan suyun altına koyarsanız çözdürebilirsiniz.
Fakat sıvı nitrojen gibi tehlikeli derecede soğuk olan bazı bileşenler dışında hiçbir şey, yiyecekleri mikrodalganın ısıttığı hızda soğutamaz. Dondurma yapmanız veya içeceğinizi soğutmanız gerektiğinde beklemeniz lazım. Yine de içecek soğutmanın bazı kestirme yolları var.
Kaynak: Curiosity. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
