Östaki Hava Yolları

“Piramitleri, sfenksleri, kral mezarlarını gezeceğim! Kahire Müzesi’ne gideceğim! Mumyaları inceleyeceğim! Tutankamon’un, ‘Kutsal Gübre Böcekleri İş Başında’ temalı lego setine bakacağım.” diye heyecandan yerimde duramıyordum. 

Nihayet kaptan pilotun beklenen anonsu duyuldu: 

“Sayın yolcularımız! Kahire Hava Limanı’na iniş için alçalıyoruz. Lütfen yerinizde oturun ve kemerlerinizi de bağlayın. Dolaşmayın ortalıkta karınca gibi!”

Uçakların iniş için alçalmaya başlaması ile inmesi arasında epeyce bir süre geçer bilirsiniz. İşte o süre, o gün benim için bitmek bilmedi.

Anonstan kısa bir süre sonra kulaklarımda önce hafif bir uğuldama sonra şiddeti hızla artan bir ağrı başladı. Ağrı çok geçmeden öyle bir noktaya ulaştı ki, sanki birisi ucu yeni açılmış kurşun kalemleri her iki kulağıma birden sokuyor ve kulak zarımı parçalayıp beynime saplanmaları için çevirip çevirip bastırıyordu!

Hayatımda tattığım en fantastik acılardan birini çekiyordum. 

Böyle durumlarda sakız çiğnemenin iyi geleceğini duymuştum. Ağzıma birkaç tane şerit sakız attım ve hunharca çiğnemeye başladım. Ancak bu bana kulak acısının yanında bir de çene ağrısından başka bir şey kazandırmadı.

Valsalva Manevrası yaptım olmadı. Frenzel Tekniği’ni denedim para etmedi! Hatta valsalvayı biraz abartınca acım daha da beter bir hâl aldı.

Kulak zarımın gerildiğini hissediyor ve orta kulağıma doğru balon gibi şişip patlayacağını düşünüyordum…

Ciddi ciddi Kahire’ye sağır olarak ineceğimden korkmaya başlamıştım ki, uçağın tekerlekleri sağ salim yere değdi. Allah’a şükürler olsun, kulaklarım da bir süre sonra eski haline döndü.

Peki ne olmuştu benim zavallı kulaklarıma?

Neden kulak zarlarım neredeyse patlayacak gibiydi? 

Çektiğim bu şiddetli ağrının sebebi neydi?

İyisi mi ben konuyu biraz geriden ve geniş bir açıdan anlatmaya başlayayım... 

 

Magdeburg Yarım Küreleri

Otto von Guericke, bütün o öteki bilim adamları gibi kafayı pek kimsenin takmadığı bir soruya takmıştı. “Eğer bir ortamdaki hava tamamen boşaltılırsa ne olur?” sorusuna! 

Bunun için havayı emip boşaltabilecek bir vakum pompası bile icat etti. Ve icadının neler yapabileceğini göstermek için, o zamanın şartları göz önüne alındığında gerçekten çılgın bir gösteri, daha doğrusu kral dahil herkesin gelip seyredebileceği bir açık hava deneyi düzenledi.

8 Mayıs 1654’te, çapı yaklaşık elli santim kadar olan kalın bakırdan yapılmış içi boş bir küreyi tam ortadan ikiye keserek kenarları pürüzsüz iki yarım küre elde etti. 

Her iki yarım kürenin dışında ip bağlanabilecek birer halka ve yarım kürelerden birine bir hava musluğu taktırdı.

Sonradan adı Otto’nun doğum yeri olan Magdeburg kasabasının ismiyle anılacak olan bu yarım kürelerin birbirlerine değecek kenarlarını, hava geçirmeyi engelleyecek yağlanmış keçeden bir conta yardımıyla üst üste getirip, icat ettiği vakum pompasını hava musluğuna bağladı. Ve iki yarım küreden oluşan bu kürenin içindeki havayı pompa yardımıyla vakumlayıp boşalttı. 

Yarım küreler, içlerindeki hava çekildikçe birbirlerine iyice yapıştılar. O kadar yapıştılar ki onları dışarıdaki halkalardan çekip ayırmak bir insan için artık mümkün değildi. 

Peki her iki halkaya kalın halatlar bağlansa ve bu halatlar da, kürelerin her biri için sekizer at tarafından çekilse, acaba ne olurdu?

Atlar hazırlandı ve halat çekme yarışması gibi birbirine yapışık küreleri çekmeleri için biniciler tarafından kamçılandı. 

Dört çift bir tarafta, dört çift öte tarafta on altı at, bir basketbol topundan irice bakır yarım küreleri ne kadar çektilerse de birbirinden ayıramadılar. Oysa bu yarım küreler daha önce ayrıydılar. Şimdi ise onları bir arada tutan ne bir vida, ne bir çivi, ne de yapışkan bir şey vardı. 

 

Peki Ama Neden Ayrıl(a)mıyorlardı?

Nihayet atların bütün gücü tükendi. Yarım kürelerin bu şekilde birbirinden ayrılamayacağı anlaşılmış oldu. 

Otto, deneyinin muhteşem neticesini görmekten büyük bir mutluluk duymaktaydı. Haklı bir gururla geldi ve bakır kürenin hava çeşmesini açtı. Açınca kürelerin içine fısssss diye hızla hava doldu ve az önce on altı sağlıklı beygir tarafından ayrılamayan iki bakır yarım küre, kendiliğinden ayrılıp, ceviz kabuğu gibi yanlara devrildi...

Peki bu neydi şimdi? Sihir miydi, bir illüzyon muydu, yoksa fizik miydi?

Magdeburg Yarım Küreleri, vidalanmamış, çivilenmemiş ve yapıştırılmamış olduklarına göre, ancak iki ihtimalle bu şekilde sımsıkı tutunabilirlerdi:

1- İçeriden birbirlerine doğru çekildikleri için: Ama kürelerin içi boştu! İçerideki hava bile vakumlanıp alınmıştı. Küreleri içeriden birbirlerine doğru çekebilecek hiçbir şey yoktu.

2- Dışarıdan birbirlerine doğru itildikleri için: Ama görünüşte küreleri dışarıdan birbirlerine doğru iten bir şey de yoktu. Tam tersine, sekizi bir tarafta sekizi öte tarafta on altı tane beygir, onları birbirinden ayırmak için var güçleriyle çekiyordu. 

Ancak bu, sadece görünüşte böyleydi!

 

Hava Basıncı

Son derece hassas bir kuyumcu terazisinde şişirilmemiş bir balonu tartın. Ardından o balonu şişirip bir kez daha tartın. Şişirilmiş haliyle balon, şişirilmemiş halinden daha ağır gelecektir. Çünkü biz belki pek hissetmiyoruz, farkında değiliz ama havanın da bir ağırlığı vardır.

Hava, %78 azot, %21 oksijen, %1 de diğer gazlardan meydana gelir. Bütün bu gazlar katı ve sıvılar gibi atomlardan ibarettir. Ve gazların da bir ağırlığı vardır. 

Üstelik pek de öyle yabana atılır bir ağırlık değildir bu. Ve yeryüzünde, adına atmosfer tabakası dediğimiz, yaklaşık 100 kilometre kalınlığındaki bu mavi beyaz yorganın altında bulunan canlı cansız her şey, onun ağırlığıyla itilir!

İşte bu itme kuvvetine HAVA BASINCI denir.

 

Peki Hava Basıncının Nasıl Bir Kuvvet Olduğunu Kendi Gözlerinizle Görmek İster misiniz? 

Öyleyse boş bir pet şişe bulun bana!

Boş bir pet şişe, aslında boş değildir. İçi su dolu bir pet şişenin, içi su dolu bir kovanın içinde olması gibi, boş bir pet şişe de aslında, içi hava dolu bir pet şişedir ve etrafı da tıpkı içi gibi hava ile doludur!

Şişenin dışındaki hava molekülleri nasıl bir basınçla şişenin üzerine bir kuvvet uyguluyorlarsa, şişenin içindeki hava da aynı miktarda kuvveti dışarıya doğru uygulamaktadır. Yani iç ve dış hava basıncı normal şartlarda eşittir. Bu yüzden plastik pet şişe, birisi üzerine basarak ya da eliyle ezerek bir basınç uygulamadığı sürece hava basıncından dolayı bir bozulma yaşamaz.

Şimdi boş pet şişesini alıp ağzınıza dayayın ve hüp hüp hüp diye içindeki havayı çekmeye çalışın bakalım ne olacak?

Ne oldu? Sevgili pet şişeniz çatırtılar eşliğinde içe doğru büzüştü ve sanki birisi üzerine basmış gibi yasyamuk oldu değil mi?

Çoğumuz bunun sebebinin içerideki havayı çekip almak olduğunu sanırız. Evet bu yarı yarıya doğrudur ama bir o kadar da eksiktir.

Evet eksiktir çünkü pet şişeyi büzüştüren içerideki havayı çekmemiz değil, içerideki havayı çekip aldığımızda, şişenin içinde, dışarıdaki hava basıncını dengeleyecek bir hava basıncı kalmamasıdır. Bu yüzden dış basınç, şişeyi bu şekilde itip sıkıştırır. Yani şişeyi büzüştürüp ezen, dışarıdaki hava basıncıdır. 

İşte bu basit deneyle hava basıncının etkisini kendi gözlerinizle gördünüz! Boş pet şişesini nasıl da sıkıştırdı değil mi?

Şimdi şişenin içine tekrar hava üfleyin ve onu eski haline kavuşturun.

Peki neden şişe eski haline döndü? Çünkü içeriye üflediğiniz havanın basıncı, onu dışarıya doğru itti. Dış ve iç basınç dengelendiğinden, şişe yine eski haline döndü.

 

İç Basınç İle Dış Basınç

Hava basıncının etkisi kabaca bir hesapla bir cismin 1 santimetre karesine 1 kilogram kadardır. Yani o pet şişenin içindeki hava boşalır boşalmaz, üzerine basmışız gibi ezilip büzülmesine şaşırmamak lazımmış demek ki? 

Peki plastik bir pet şişenin vücut sağlığı açısından bu kadar önemli olan basınç dengesi, yeryüzünde onunla aynı atmosferin altında, aynı atmosfer basıncına maruz kalan canlıları etkilemiyor mu?

Etkilemez olur mu? 

Yetişkin bir insanın derisinin yüzeyi ortalama 1,5 metrekaredir. Bu hesaba göre her bir insanın, üzerine binen hava basıncının etkisi—fazlası yok eksiği var—15 tondur! 

15 ton evet! Yanlış duymadınız! Ve bu bir Tarık Uslu şakası da değil! Bu kadar baskı altındayken insan nasıl şaka yapabilir?

Her an üzerimizde 15 ton ağırlık taşırız ama bu bize—normal şartlarda—hiçbir zaman hissettirilmez. Çünkü insanlar dahil bütün canlıların dışarıdaki hava basıncını dengeleyecek bir İÇ BASINÇ ile yaratılırlar! Balıklar ve deniz canlıları ayrıca suyun altında oldukları için, durum onlar için daha da acayip…

Canlıların vücut yapıları, vücutlarında belli bir basınçla (kan basıncı) dolaşan kan, doku ve organları, hücreleri, hücrelerindeki sitoplazmanın yoğunluğuna, su ve mineral oranlarına kadar her şey ama her şey, hava basıncını dengeleyecek şekilde yaratılmıştır. 

Yeryüzünde, havanın bulunduğu her yerde, bir solucan deliğinin içinde bile, hava aynı basınçla doludur. Ve solucanın ıslak, yapışkan, yumuşacık derisi de, bizimle aynı basınca maruzdur. Ama bunu o da hissetmez. Tıpkı o narin kanatlarını sabahları çiçeklerin üzerinde kurutan kelebeklerin hissetmediği gibi... 

Ancak bazı mekânlarda bu basınç dengesi beklenmedik bir şekilde değişebilir! 

Mesala uçak kabinlerinde!..

 

Mavi Beyaz Yorganın Altında

Eğer yedi kat yorganın en alttakinin altında yatıyorsanız, sadece en alttaki yorganın değil, üstteki altı yorganın da ağırlığını hissedersiniz. Çünkü en alttaki yorgan, üstündeki yorganların ağırlığını da taşımaktadır.

Hava basıncı yere yaklaştıkça artar, yukarılara çıktıkça düşer. Çünkü en alttaki yorgan gibi, en alttaki hava tabakası da, atmosferin bütün ağırlığını taşır. Bu yüzden ağırlık altında ezilen ve ezildikçe parçaları birbirine yaklaşan her şey gibi hava da ezilir, ezildikçe kendisini oluşturan moleküller, birbirlerine daha çok yaklaşırlar. 

Dünyamızı sarıp sarmalayan bu tüy gibi hafif, hava gibi latif mavi beyaz yorgan ortalama 5,1 katrilyon ton ağırlığındadır. Ve bu ağırlığın %90’ı yerden yukarıya doğru 5 kilometrelik kısmındadır.

Bu yüzden atmosferin üst katlarına doğru çıktığımızda hava basıncı azalır. Havadaki oksijen miktarı, havanın yoğunluğunun azalmasından dolayı azalmış olur. Her nefeste ciğerlerimize giren oksijen miktarı düşer.

Bunun ne anlama geldiğini en iyi dağcılar bilir. Çünkü belli bir yükseklikten sonra solunum güçlüğü çekmeye başlarlar. Ama solunum güçlüğü çekmelerinin tek sebebi oksijen azlığı değildir. Yükseklere çıkıldıkça üzerlerine binen hava miktarı azaldığı için hava basıncı düşer ve iç basınç, dış basınç dengesi yavaş yavaş bozulmaya başlar. (Boş pet şişeyi hatırlayın!)

Şimdi şu Kahire uçağına geri dönelim ve o soruyu tekrar soralım:

“Benim zavallı kulaklarıma neler oldu! Neden kulak zarlarım patlayacakmış gibi hissettim?”

Sanırım artık bu sorulara rahatlıkla cevap verebiliriz.

Östaki Hava Yolları

İster uçak kabininde olalım, isterse kara yolu ile yolculuk yapalım, yükseklere çıkıp aşağılara indikçe bunu ilk kulaklarımızda hissederiz. Daha doğrusu kulak zarımızda… 

Kulak zarımızın hemen arkasında, bir önceki bölümde bahsettiğimiz üç küçük kemikçiğin (çekiç, örs ve üzengi) bulunduğu orta kulak bölgesi, içi havayla dolu bir odacıktır.

Bu odacığın hava basıncı, dışarıdaki hava basıncıyla her zaman aynı olmalıdır. Eğer dışarıdaki hava basıncı düşerse orta kulaktaki hava basıncı kulak zarımızı dışarıya doğru itecek bir baskı oluşturur. 

Eğer dışarıdaki hava basıncı yükselir de orta kulaktaki hava basıncını geçerse, dışarıdaki hava basıncı kulak zarımızı içeriye doğru itme kuvveti uygulayacak ama orta kulaktaki hava basıncı bunu dengeleyemediği için, kulak zarlarımız içeriye doğru ittirilecektir.

Peki orta kulağın basıncı nasıl oluyor da dışarıdaki hava basıncı ile aynı oluyor ve basınç değişikliklerine uyum sağlayabiliyoruz? 

Mesela Erzurum gibi deniz seviyesinden çok yüksek yerlerde doğup büyümüş birisi, Akdeniz sahillerine inip tatil yapabiliyor!

Elbette ÖSTAKİ BORUSU sayesinde!

Östaki borusu orta kulağımızın havalandırma tüneli gibidir ve oradan ağzımızın içine kadar uzanan bir borudur. Dışarıdaki hava basıncı arttığında buradan içeriye hava girer ve orta kulağın basıncı ile dışarıdaki hava basıncı eşitlenir. 

Dışarıdaki hava basıncı düştüğünde ise bunun tam tersi olur.

Bunu size bir Fen Bilgisi öğretmeninden yeni öğrendiğim harika bir örnekle açıklayayım:

Pipetle kutudan muzlu süt içtiğinizi düşünün. Tabii süt muzlu olmak zorunda değil.

Son bir fırt aldınız ve kutunun içinden hürrrpt sesi geldi. Bu ne demek “Süt bitti koçum zorlama istersen!” demek. Fakat siz sütün bittiğine bir türlü inanmak istemediğiniz için son bir fırt daha çektiniz. Ama hürrrpt sesi ile birlikte ağzınıza sadece muz kokan bir hava geldi. Ve süt kutusu içe doğru bir miktar göçtü (iç basınç düştü). Mecburen kaçınılmaz sonu kabul ettiniz. Kutuyu çöpe atmak üzere pipeti ağzınızdan çıkarttınız. O anda kutunun içine pipetten hava girdi ve kutu yine eski haline döndü (iç basınç ve dış basınç dengelendi).

Bunun eğlenceli olduğunu düşündüğünüz için bu sefer de farklı bir şey denemek istediniz. Ve kutunun içine pipetle hava üflediniz (iç basınç arttı). Kutu biraz şişti. Pipeti ağzınızdan çıkardığınızda, içerideki yüksek basınçlı hava pipetten dışarıya çıktı. Ve kutu yine eski haline geldi. 

İşte östaki borusu tıpkı o pipet gibi orta kulağınızdaki basıncı dışarıdaki hava basıncı ile bu şekilde hava alışverişi yaparak dengeler!

Dışarıdaki hava basıncı yükseldiğinde içeriye hava alır. Dışarıdaki hava basıncı düştüğünde içerideki havayı dışarıya verir. Ta ki kulak zarının her iki tarafındaki hava basıncı eşit seviyeye gelene kadar...

Fakat bazen nezle, grip, geniz akıntısı gibi sebepler yüzünden östaki borusu tıkanır ve görevini yapamaz. İşte benim yaptığım gibi östaki borunuz tıkalıyken uçağa binerseniz, hele de uçağınız on bin metre yüksekliğe çıktıktan sonra, Kahire gibi deniz seviyesindeki bir şehre inecekse yandınız! Çünkü uçak hızla alçalırken, uçağın basınç ayarlama sistemi, kabindeki hava basıncını yükseltecek ama östaki borunuz tıkalı olduğundan, orta kulağınız için yaratılmış bu basınç ayarlama sistemi devreye girmeyecek demektir. Öteki yolcular hafif ve kısa bir süre sonra geçecek bir kulak tıkanıklığı hissederken siz ise...

Neyse o kadarını söylemeyeyim. Allah korusun!