Düdüklü Tencere; 17.yüzyılın mucitlerinden Denis Papin “buhar sindiricisi” adını verdiği buluşunu yapmamış olsaydı ne olurdu?
Bu soruya cevapları ev hanımları, büyük yemekhane aşçıları ve meraklı ilgililer cevap verirken biz yine kısa bir bilgilendirme yapmaya vakit kaybetmeden başlamak istiyoruz.
Bunun için yine tarihte bilimsel bir tur ile başlamak istiyoruz.
Düdüklü tencerenin keşfedilme hikayesi ve çalışma prensibi hakkında ayrıca geçirdiği gelişme süreçleri, kimlerin bu gelişim sürecinde ne gibi roller oynadığını hep birlikte kronolojik bir şekilde göreceğiz.
Düdüklü tencerenin keşfedilme hikayesi
Denis Papin isimli tıp eğitim almış bilim meraklısı Fransız, yirmili yaşlarının sonları ve otuzlu yaşlarının başlarında Londra’da İrlandalı Robert Boyle ile gazların etkileşimleri üzerine çalışırken, Boyle’nin desteği ile İngiltere’de çok değer verilen Royal Society (Kraliyet Cemiyeti)’nin bir üyesi olmuş, hatta “deneyler müdür asistanı” olarak çalışmıştır. Buhardan faydalanma fikri ilk defa Papin’e ait olmasa da o çalışmalarında buharı kullanmış ve 1679 yılında Kraliyet Cemiyetinin huzurunda buharlı pişirme kazanını sergilemiştir. Papin buhar gücünü, hava basıncıyla birlikte kullanmayı piston silindir içerisinde ileri geri hareket etmesini sağlamayı düşünmüştü.
Papin yapmış olduğu tasarımda, bir ucu kapalı dikey bir silindir, onun altında suyun olduğu sıkı bir piston mevcuttu. Su ateş ile ısınıyordu, ısınınca kaynayıp buharlaşıyor ve pistonu yukarı doğru itiyordu. Silindirin dış kısmı su ile soğutulduğunda, buhar bir miktar vakum bırakarak yoğuşuyor ve pistonu tekrar aşağı indiriyor ve bu döngü bu şekilde devam ediyordu. Bu düdüklü tenceresinin denemeleri başkaları tarafından da daha iyi hale getirilmek maksadıyla ilerletilerek denenmeye başlandı. Bu tasarımı geliştirenler, İngiliz Thomas Newcomen, daha sonra İskoçyalı James Watt, harici soğutucu ekleyerek daha başarılı sonuçlar almışlardır.
Kraliyet Cemiyetini ikna etme
Tekrar Kraliyet Cemiyeti önünde yapılan deneysel sunuma dönecek olursak, Papin, karşısında toplanmış kalabalığı su içinde pişirdiği tavşan eti ile etkilemeye çalışmıştı. Sapı ve kapağı olmayan metal bir çanak içerisinde sert et olarak bilinen tavşan etini uzunca bir süre haşlamayı denemiş ve yumuşamasını sağlamıştı, et lezzetli olmuş ve iyi pişmiş olsa da harcanan zaman bakımından tatmin edici görülmemiş ve desteklenmemiştir. Az öncede belirttiğimiz gibi fikir güzel ama geliştirilmeye gerek duyuluyor ve bu konuda buhardan faydalanmak isteyen ve bunu bilimsel çalışmalar ile ilerleten bilim insanları da mevcuttu.
Papin almayı umduğu ama alamadığı destek sebebiyle hevesini kaybetmese de bir zaman sonra ülkesine dönecek ve maalesef 1712 yılında kimsenin tanımadığı fakir bir insan olarak hayata gözlerini yumacaktı. Kraliyet Cemiyeti tarafından reddedildikten sonra çalışmalarına devam eden Papin, Alman Matematikçi Gottfried Leibniz’e yazdığı ve sonradan ortaya çıkan mektuplarda buhar gücü ile çalışan arabalardan bahsetmiştir. Buhara olan ilgisi ile buluşlar peşinde koşmuş, silah, mancınık, kayık tarifleri yapmıştır. Anlatılan bir rivayette buhar gücü ile çalışan kayık yapmış ve kayık diğer kayıkçılar tarafından yakılmıştır. Papin ile söylenecek çok şey olmasına rağmen biz düdüklü tencere ile gelişmelerden bahsetmek istiyoruz.
Kalay kaplamalı tencere
1864 yılında, Papin’den yaklaşık iki yüz sonra tam bir gizlilikle çalışarak, günümüzdeki kullanılan düdüklü tencerelere benzeyen tencere Alman Georg Gutbrod tarafından kalay kaplamalı olarak, dökme demirden üretildi. Papin’den daha başarılı olmuş olsa da dökme demirden olması kullanışlı kılmıyor ve hantal görüntüsü ile yaygınlaşması yine gecikiyordu. İlerleyen yıllarda nihayet 1938’de Alfred Vischer bugün evlerde kullandığımız düdüklü tencerenin benzer modelini ortaya koyarak daha kullanışlı olmasını sağlamıştır. Bu başarılı çalışma daha sonraki yıllarda ufak yenilemelerle devam etmiştir. Ancak artık evlerimiz ve işyerlerimiz mutfakları büyük bir çözüm ortağına kavuşmuştur.
Düdüklü tencerenin çalışma prensibi
Düdüklü tencere içerisindeki suyun 100ºC‘den yüksek bir ısıda kaynamasını sağlar. Akıllara şu gelmiş olabilir, suyun kaynama derecesi 100ºC ise daha yüksek bir ısıda kaynama nasıl devam edebilir? Hemen cevap verelim, bu durum standart atmosfer basıncı olan yerlerde geçerlidir yani ortalama hava basıncı 14,70 psi olan yerlerde.
Kaynama
Önce dilerseniz bir sıvının neden kaynadığına bir bakalım, sıvı haldeki su sürekli hareket halinde olan su moleküllerinden oluşur. Bu moleküller birbirlerine sürekli tutunmak istedikleri için tam bir özgür hareket içinde davranmazlar. Bu yüzden biz donmuş olan su dışındaki tüm suları akışkan ve çalkantılı halde görürüz. Su moleküllerinin bu hareket etme isteği direk ısı ile bağlantılıdır, değindiğimiz gibi ancak donuk halde bu moleküller hareketsiz kalır, su moleküllerinin hareketliliği ısı ile bağlantılıysa ısı arttığında da hareketliliğin artması doğaldır.
Su molekülleri
Ancak suyun barındırdığı tüm moleküller aynı ısı enerjisine bağlı değildirler, bazıları ortalama miktarda enerjiye sahip olsa da bazıları az, bazıları çok ısı enerjisine sahiptir. Isının artmasına bağlı olarak bu moleküllerden biri bulunduğu yeri canlandırır, biz buna fokurdama deriz, suyun üzerindeki birbirine tutunan bu moleküller komşularından kurtulur, bunun için yalnızca, diğer moleküllerden değil, suyun yukarısındaki gaz moleküllerinin onu itmesinden de kurtulması gereklidir. Yüksek enerjili su molekülleri birer birer kurtuldukça su buharlaşmaya başlar, ısının artması bu hareketliliği artıran faktördür. 100ºC’ye ulaşıldığında su moleküllerinin çoğu komşularından kurtulmuş ve yeterli enerjiye sahip olmanın dışında gaz içindeki molekülleri dışarı itme çabası içerisine girişirler.
Basınç
Bu da kabarcık dediğimiz şeydir. Kabarcıklar sıvı gaz haline gelir ve büyürler. Bu durumu kapalı bir tencere içerisinde düşünün basıncın yüksek olduğu, su molekülünün sıvıdan kaçmasının zor olduğu bu ortamdan kaynama noktası artmış olacaktır. Basıncın ortalama atmosfer basıncının iki katına çıkarttığınızda yani az önce bahsettiğimiz 14,70 psi’ nin 30 psi olduğu bu ortamda kaynama noktası da 120ºC yükselir. İşte düdüklü tencerenin içerisinde olan tam olarak budur.
Düdüklü tencere ile ilgili kaleme aldığımız bu makaleyi keyifle okuduğunuzu umuyoruz. : )
Teflon tava ile ilgili makalemizi okumadıysanız on da tavsiye ederiz.
@tarihlibilim
#denispapin #robertboyle #kraliyetcemiyeti #tarihebilimselyolculuk #science #history #tarih #bilim #royalsociety #düdüklütencere #tarihlibilim
https://www.tarihlibilim.com/post/madenci-dostu-buhar-makinesi/
https://www.tarihlibilim.com/post/stirling-motoru/
https://www.tarihlibilim.com/post/termometre/
https://www.tarihlibilim.com/post/teflon-tava-hayatimiza-giriyor/