Merhaba sevgili öğrencilerim!
Bugün sizlerle Fen, Mühendislik ve Girişimcilik Uygulamaları dersimiz kapsamında harika bir proje tasarlayacağız. Önümüzdeki sayfada bir problem durumu var. Bizden, bu probleme bir mühendis gibi yaklaşıp çözüm üretmemiz isteniyor. Haydi, hep birlikte bu sorunu çözelim ve projemizi adım adım tasarlayalım!
Unutmayın, bilim insanları ve mühendisler merak eder, soru sorar, dener ve asla pes etmezler!
Giriş Metni ve Problem Durumu:
Uzun yol gemisinde çalışıyorsunuz. Bir süre beklemeniz gereken limanın olduğu kasabada çok fazla içme suyu sıkıntısı yaşanıyor. Deniz kenarında ve havanın her zaman sıcak olduğu bir bölgedesiniz. Deniz suyundan içme suyu elde edecek bir düzenek hazırlayıp modelleyiniz.
Bu problem, bize temel bir ihtiyacımız olan içme suyunu, bolca bulunan ama içilemeyen deniz suyundan nasıl elde edebileceğimizi soruyor. Üstelik elimizde harika bir enerji kaynağı var: Güneş! Çünkü bulunduğumuz bölge hep sıcakmış. Aklımıza hemen Fen Bilimleri dersinde öğrendiğimiz hal değişimi konuları geliyor, değil mi? Özellikle de buharlaşma ve yoğuşma. İşte bu bilgiler ışığında projemizi tasarlayalım.
Soru: Hazırlayacağınız projenin adı
Projemize hem yaratıcı hem de ne yaptığını anlatan bir isim bulalım. Benim aklıma gelen birkaç isim var:
- Hayat Veren Damlalar
- Güneşin Bereketi: Tuzlu Sudan Tatlı Suya
- Güneş Enerjisiyle Deniz Suyunu Arıtma Düzeneği
Bence üçüncüsü projemizi en bilimsel şekilde anlatan isim. Bu ismi kullanalım.
Soru: Proje için gerekli malzemeler
Bu düzeneği basit ve kolay bulunabilir malzemelerle yapmalıyız. Gemide veya limanda bulabileceğimiz malzemeleri düşünelim:
- Geniş ve derin bir kap veya leğen (Koyu renkli, özellikle siyah olursa süper olur, çünkü siyah renk güneş ışığını daha iyi emer ve suyu daha çabuk ısıtır.)
- Daha küçük ve alçak bir bardak veya kap (Tuzlu su seviyesinden daha alçak olmalı ki içine su girmesin.)
- Şeffaf streç film veya naylon poşet (Leğenin ağzını kapatmak için.)
- Küçük bir taş veya ağırlık
- Tuzlu su (Deniz suyu)
Soru: Projenin yapılış basamakları
Şimdi bu malzemelerle projemizi nasıl yapacağımızı adım adım yazalım.
Adım 1: İlk olarak geniş ve derin kabımızın içine yaklaşık dörtte birini dolduracak kadar deniz suyu koyuyoruz.
Adım 2: Sonra, boş olan küçük bardağımızı, içine tuzlu su kaçmayacak şekilde dikkatlice geniş kabın tam ortasına yerleştiriyoruz.
Adım 3: Geniş kabın ağzını, hiç hava almayacak şekilde streç film ile gergin bir biçimde kapatıyoruz.
Adım 4: Streç filmin tam ortasına, yani bardağın üzerine denk gelecek kısma küçük taşı yavaşça koyuyoruz. Bu taş, streç filmin ortasında bir çukurluk oluşturacak.
Adım 5: Hazırladığımız bu düzeneği, doğrudan güneş ışığı alan bir yere bırakıyoruz ve beklemeye başlıyoruz.
Adım 6: Birkaç saat sonra bardağın içinde temiz su damlacıklarının biriktiğini göreceğiz. İşte bu bizim içme suyumuz! Güneş enerjisiyle tuzlu su buharlaştı, tuz ve kirler kapta kaldı. Saf su buharı streç filme çarpınca yoğuşarak tekrar sıvı hale geçti ve taşın oluşturduğu eğim sayesinde bardağın içine damladı.
Soru: Tasarlanan projenin çizimi
Bu kısmı defterinize sizin çizmenizi istiyorum. Çiziminizde şunlar olmalı:
Dışarıda büyük bir kap, içinde tuzlu su ve ortasında boş bir bardak çizin. Kabın üstünü streç filmle kapalı gösterin. Streç filmin ortasında taşı ve oluşturduğu çukurluğu belirtin. Güneş’i çizmeyi unutmayın! Güneş’ten gelen ışınların suya ulaştığını, sudan buharın yükseldiğini (yukarı oklarla gösterebilirsiniz) ve streç filmin altında su damlacıklarına dönüşüp bardağın içine düştüğünü (aşağı oklarla gösterebilirsiniz) çizerseniz harika olur.
Soru: Hazırlanan tasarımda tespit edilen eksiklikler
Her mühendislik tasarımının ilk başta eksikleri olabilir. Önemli olan bunları fark edip geliştirmektir. Bizim projemizin eksikleri neler olabilir?
- Verimlilik: Bu yöntemle su elde etmek oldukça yavaş ve elde edilen su miktarı çok az. Bir kasabanın su ihtiyacını karşılamaz.
- Süreklilik: Sadece güneşli günlerde çalışır. Gece veya bulutlu havalarda su üretemeyiz.
- Malzeme: Streç film uzun süreli kullanımda yıpranabilir veya güneşten zarar görebilir.
Soru: Eksiklikleri giderilerek tasarımı yapılan projenin modellenmesi
Şimdi de bir girişimci gibi düşünüp bu eksikleri nasıl giderebileceğimizi hayal edelim.
Adım 1: Verimliliği artırmak için daha büyük bir düzenek kurabiliriz. Siyah boyalı, cam kapaklı, büyük metal bir havuz düşünebiliriz. Cam kapak, streç filmden daha dayanıklı ve verimli olacaktır. Ayrıca, güneş ışınlarını tek bir noktaya toplamak için düzeneğin etrafına aynalar yerleştirebiliriz. Bu, suyun daha hızlı buharlaşmasını sağlar.
Adım 2: Süreklilik için bir çözüm bulmak daha zor. Ancak çok sayıda büyük düzenek kurarak güneşli günlerde bol miktarda su üretip, bu suyu büyük depolarda biriktirebiliriz. Böylece bulutlu günlerde veya geceleri kullanacak suyumuz olur.
Adım 3: Streç film yerine, ortası huni gibi aşağıya doğru eğimli, dayanıklı ve şeffaf bir cam veya pleksiglas kapak tasarlayabiliriz. Bu sayede hem daha uzun ömürlü olur hem de yoğuşan suyun tek bir noktada toplanması daha kolaylaşır.
İşte bu kadar! Basit bir fen deneyiyle başladık ve bir kasabanın su sorununa çözüm olabilecek daha gelişmiş bir proje fikrine ulaştık. Unutmayın, büyük icatlar her zaman küçük bir fikirle başlar!