> Bazı Kimya Konuları için Yaşamsal Analojiler-2

ReAlWaN · 11-25-2007, 09:40 PM

Bazı Kimya Konuları için Yaşamsal Analojiler-2

Kimyada analoji olayi aslinda benim de kafami yillardan beri mesgul eden bir konu olup, Yunus'a boyle bir yazi dizisini baslattigi icin cok tesekkurler diyorum. Bilimde bildigimiz gibi bazi kavramlarin anlasilmasi analojiler olmadan cok zordur ve bu zor durumlarda analojiler cok kompleks olaylari bile kolayca anlamamiza yardim eder. Yunus'un yazisinda analojilerin bir kavrami anlamamiza nasil yardim ettigini gorduk, ama diger onemli bir soru da su: “Anolojiler bazi kompleks problemleri kualitatif olarak kolayca cozmemize yardimci olur mu?” Sorunun cevabi aslinda belli... Evet!!! Kimileri bu olayi modelleme olarak da adlandiriyor bu arada...

Mesela size tepkime kinetiginden bir ornek vereyim: Elinizde A--->P tepkimesi olsun ve bu tepkimenin mekanizmasi da asagida gosterildigi gibi olsun:

A + X ---> 2X (k1)
X + Y ---> 2Y (k2)
Y ---> P (k3)

Bu tepkimede A'nin derisimi cok buyuk olsun ve biz de ondaki degisimi ihmal edelim, yani [A] sabit olsun ve isimizi biraz kolaylastirsin. Simdi sorumuz su: “X ve Y nin miktarlari zamanla nasil degisir?”

Eger bir kimyaci veya matematikci gibi olaya yaklasirsaniz sonunuz hic iyi gorunmuyor demektir. Yani asagidaki denklemleri cozmeniz ve grafik cizmeniz gerekir:

dx/dt = (k1)[A][X] - (k2)[X][Y]
dy/dt = (k2)[X][Y] - (k3)[Y]

Ama olaya bir ekolojist gozuyle bakarsaniz, cok farkli seyler gorursunuz bu sistemde: X diyelim ki bir bolgede yasayan tavsan sayisi olsun. A da o bolgedeki yesil alanlarin konsantrasyonunu gostersin. Yesil alan oyle cok ki, zamanla onun degisimini ihmal edebiliyoruz. Ayrica mekanizmanin ilk basamagi da sunu gostermekte: Tavsanlar ot yiyerek besleniyor ve cogaliyorlar. Ikince basamaga baktigimizda, Y turunun tavsanlari (X) yiyerek kendi sayisini artirdigini soyleyebiliriz. Diyelim ki Y de tavsanlarla beslenen etcil bir hayvan olan vaşak olsun. En son tepkime de vaşaklarin olumunu temsil etmekte ve sonuc urun olusmaktadir.

Simdi probleme nasil yaklasabiliriz. Ilk basta bolgemizde bir miktar tavsan ve cok az sayida vaşak olsun ki tavsanlarin soyunu tuketmeyelim... Simdi bolgedeki vaşak sayisi, tavsan sayisindan az oldugu icin, ilk basta tavsan sayisinin artmasini bekleriz. Cunku, vasaklarin tavsanlari bulup da yeme ihtimalleri dusuktur. Ama bir sure sonra tavsan sayisi artacagindan, vaşaklar tavşanlarla beslenip, cogalacaklar ve sayilari artacaktir. Vaşak sayisi belli bir miktarin ustune ciktiginda ise, tavsan sayisi azalmaya baslayacak, cunku vaşaklarin tavsanlari oldurme hizi, tavsanlarin beslenip cogalma hizindan daha fazla olacak. Sonra, tekrar tavşan sayisi azalmaya baslicak. Ama bu durumda da vaşaklar ac kalacagi icin olmeye baslayacaklar ve sayilari azalacaktir. Ve bu olaylar boylece tekrarlanip gidecek. (Olayi daha iyi anlayabilmek icin asagidaki grafige bakmanizi oneririm: kirmizi cizgi tavsan sayisini (X), mavi cizgi vaşak (Y) sayisini gostermektedir. Bu arada tepkime hizi sabitleri ve [A] derisimi grafikteki periyotlari degistirmektedir. Bu grafikte [A]=k(1)=k(2)=k(3)=1 varsayilmistir.)

Bu analojinin en guzel yani yukarda yazilan differansiyel denklemleri cozmeden de, olayin durumu hakkinda bir yorum yapabilmemizdir. Aslinda yukarda verdigimiz tepkime mekanizmasi kimyada cok mesur bir tepkime mekanizmasi olup, Lotka-Volterra modeli olarak anilmaktadir. Alfred Lotka 1920'li yillarda teorik biyoloji (benim uzak oldugum bir kavram kendisi...) ile, ozellikle de salinimli tepkimelerle (oscillatory reactions) ugrasmistir ama gerektigi saygiyi gorememistir. Cunku donemin bilim adamlari salinimli tepkimelerin olmadigini, bunlarin hurafe oldugunu iddia ediyordu. Hatta salinim deneyleri yapan bilim adamlarinin deneylerinin yanlis oldugunu, cozeltilerinin icindeki toz parcaciklarinin salinima sebep oldugunu soylemislerdir. Netekim, Vito Volterra bu teorik calismanin, ekolojik sistemleri aciklamak icin kullanilabiliegini bulmus ve gunumuzde Lotka-Volterra modeli av-avci iliskisini gosteren cok guzel bir analoji olarak kullanilmaktadir.

> Bazı Kimya Konuları için Yaşamsal Analojiler-2 konusuna benzer konular:
Konu	Konuyu Başlatan	Forum	Cevaplar	Son Mesaj
> Bazı yaşam konuları için Kimyasal Analojiler -1	ReAlWaN	Kimya	0	11-25-2007 09:37 PM
> Bazı yaşam konuları için Kimyasal Analojiler -2	ReAlWaN	Kimya	0	11-25-2007 09:37 PM
> Bazı Kimya Konuları için Yaşamsal Analojiler -III	ReAlWaN	Kimya	0	11-25-2007 09:37 PM
Güvenliğinizi sağlamak için bazı tavsiyeler	HoLyWar	Güvenlik ve Güvenlik Açıkları	1	09-25-2007 04:41 PM
Ogame icin bazı programlar	sahins	Online Oyunlar	1	07-15-2007 06:36 PM

11-25-2007, 09:40 PM	#1
ReAlWaN	> Bazı Kimya Konuları için Yaşamsal Analojiler-2 Bazı Kimya Konuları için Yaşamsal Analojiler-2 Kimyada analoji olayi aslinda benim de kafami yillardan beri mesgul eden bir konu olup, Yunus'a boyle bir yazi dizisini baslattigi icin cok tesekkurler diyorum. Bilimde bildigimiz gibi bazi kavramlarin anlasilmasi analojiler olmadan cok zordur ve bu zor durumlarda analojiler cok kompleks olaylari bile kolayca anlamamiza yardim eder. Yunus'un yazisinda analojilerin bir kavrami anlamamiza nasil yardim ettigini gorduk, ama diger onemli bir soru da su: “Anolojiler bazi kompleks problemleri kualitatif olarak kolayca cozmemize yardimci olur mu?” Sorunun cevabi aslinda belli... Evet!!! Kimileri bu olayi modelleme olarak da adlandiriyor bu arada... Mesela size tepkime kinetiginden bir ornek vereyim: Elinizde A--->P tepkimesi olsun ve bu tepkimenin mekanizmasi da asagida gosterildigi gibi olsun: A + X ---> 2X (k1) X + Y ---> 2Y (k2) Y ---> P (k3) Bu tepkimede A'nin derisimi cok buyuk olsun ve biz de ondaki degisimi ihmal edelim, yani [A] sabit olsun ve isimizi biraz kolaylastirsin. Simdi sorumuz su: “X ve Y nin miktarlari zamanla nasil degisir?” Eger bir kimyaci veya matematikci gibi olaya yaklasirsaniz sonunuz hic iyi gorunmuyor demektir. Yani asagidaki denklemleri cozmeniz ve grafik cizmeniz gerekir: dx/dt = (k1)[A][X] - (k2)[X][Y] dy/dt = (k2)[X][Y] - (k3)[Y] Ama olaya bir ekolojist gozuyle bakarsaniz, cok farkli seyler gorursunuz bu sistemde: X diyelim ki bir bolgede yasayan tavsan sayisi olsun. A da o bolgedeki yesil alanlarin konsantrasyonunu gostersin. Yesil alan oyle cok ki, zamanla onun degisimini ihmal edebiliyoruz. Ayrica mekanizmanin ilk basamagi da sunu gostermekte: Tavsanlar ot yiyerek besleniyor ve cogaliyorlar. Ikince basamaga baktigimizda, Y turunun tavsanlari (X) yiyerek kendi sayisini artirdigini soyleyebiliriz. Diyelim ki Y de tavsanlarla beslenen etcil bir hayvan olan vaşak olsun. En son tepkime de vaşaklarin olumunu temsil etmekte ve sonuc urun olusmaktadir. Simdi probleme nasil yaklasabiliriz. Ilk basta bolgemizde bir miktar tavsan ve cok az sayida vaşak olsun ki tavsanlarin soyunu tuketmeyelim... Simdi bolgedeki vaşak sayisi, tavsan sayisindan az oldugu icin, ilk basta tavsan sayisinin artmasini bekleriz. Cunku, vasaklarin tavsanlari bulup da yeme ihtimalleri dusuktur. Ama bir sure sonra tavsan sayisi artacagindan, vaşaklar tavşanlarla beslenip, cogalacaklar ve sayilari artacaktir. Vaşak sayisi belli bir miktarin ustune ciktiginda ise, tavsan sayisi azalmaya baslayacak, cunku vaşaklarin tavsanlari oldurme hizi, tavsanlarin beslenip cogalma hizindan daha fazla olacak. Sonra, tekrar tavşan sayisi azalmaya baslicak. Ama bu durumda da vaşaklar ac kalacagi icin olmeye baslayacaklar ve sayilari azalacaktir. Ve bu olaylar boylece tekrarlanip gidecek. (Olayi daha iyi anlayabilmek icin asagidaki grafige bakmanizi oneririm: kirmizi cizgi tavsan sayisini (X), mavi cizgi vaşak (Y) sayisini gostermektedir. Bu arada tepkime hizi sabitleri ve [A] derisimi grafikteki periyotlari degistirmektedir. Bu grafikte [A]=k(1)=k(2)=k(3)=1 varsayilmistir.) Bu analojinin en guzel yani yukarda yazilan differansiyel denklemleri cozmeden de, olayin durumu hakkinda bir yorum yapabilmemizdir. Aslinda yukarda verdigimiz tepkime mekanizmasi kimyada cok mesur bir tepkime mekanizmasi olup, Lotka-Volterra modeli olarak anilmaktadir. Alfred Lotka 1920'li yillarda teorik biyoloji (benim uzak oldugum bir kavram kendisi...) ile, ozellikle de salinimli tepkimelerle (oscillatory reactions) ugrasmistir ama gerektigi saygiyi gorememistir. Cunku donemin bilim adamlari salinimli tepkimelerin olmadigini, bunlarin hurafe oldugunu iddia ediyordu. Hatta salinim deneyleri yapan bilim adamlarinin deneylerinin yanlis oldugunu, cozeltilerinin icindeki toz parcaciklarinin salinima sebep oldugunu soylemislerdir. Netekim, Vito Volterra bu teorik calismanin, ekolojik sistemleri aciklamak icin kullanilabiliegini bulmus ve gunumuzde Lotka-Volterra modeli av-avci iliskisini gosteren cok guzel bir analoji olarak kullanilmaktadir.

Seçenekler
Yazdırılabilir şekli göster Sayfayı E-Mail olarak gönder