buzlu.org

Suları boÅŸaltma iÅŸi madenler bakımından önemli olduÄŸu kadar, daha birçok alanlarda da (kuyudan su çekme, bahçe sulama, çeÅŸmeleri besleme, sarnıçları kurutma) çözüm bekleyen bir sorundu. Tulumbalar tekniÄŸi, antik çaÄŸdan bu yana, ta 1637′ye kadar, hiç güçlük çıkarmadan iÅŸlemiÅŸti. Ancak o tarihte Floransa dukasının kuyucuları, bütün çabalarına raÄŸmen suyun yükselmediÄŸini hayretle görünce Galile’ye baÅŸ vurdular. Bilgin onlara, suyun 10.33 metreden daha çok yükselemeyeceÄŸini söyledi.

Bu olayın Toricelli’nin de dikkatini çektiÄŸini ve suyun bu düzeyden daha yükseÄŸe çıkamadığına göre, bu yükseklikteki bir su sütununa eÅŸit olan hava basıncının onu dengelediÄŸi sonucuna vardığını biliyoruz Bu düşüncenin doÄŸruluÄŸunu, Pascal’ın Puy-de-Döme tepesindeki deneyi de kanıtladı. Buna dayanan Otto von Guericke, Robert Böyle ve Mariotte gaz dinamiÄŸini kurdular. Kısacası, XVII. yüzyılın sonunda bütün fizikçiler, hava basıncının önlemesi sonucu suyun 10.33 metreden daha çok yükselmeyeceÄŸini biliyorlardı. Bu durumda, suyun daha çok yükselmesini istiyorlarsa, hava basıncını kaldırmaları, yani bir piston aracılığıyla suyun üstünde boÅŸluk saÄŸlamaları gerekiyordu.

Daha doÄŸrusu bu. Denis Papin’in teklif ettiÄŸi çözüm yoluydu. (1671).

Denis Papin, 22 AÄŸustos 1647′de Blois’da doÄŸmuÅŸ genç bir hekimdi, ama hekimlikten çok fizikle ilgilenmekteydi. Bir yolunu bulup Huygens’le tanıştı ve asistanı oldu.

Büyük dâhi Huygens, Colbert’in dostuydu. XIV. Louis’nin Versay sarayını inÅŸa ettirdiÄŸi ve parkına ÅŸahane havuzlar, ÅŸelâleler yaptırdığı dönemde, ünlü bahçe mimarı Le Nötre, Seine’in sularını önce Marly arkına, oradan da bu parka akıtmanın yollarını arıyor, bu çalışmalarında karşılaÅŸtığı bazı pompalama sorunlarını ‘Çözümlemesi için Huygens’e baÅŸ vuruyordu.

Bilgin bir yandan, sarkaçlı ve zemberekli saatlerin icadına, mekaniÄŸin temel yasalarını bulmaya, öte yandan Cassini’nin ısmarladığı dev astronomik dürbünleri imal etmeye çalışıyordu. Bunlar, onun gözünde, Versay sarayındaki pompalama güçlükleriyle kıyaslanamayacak derecede önemli ve heyecan verici konulardı. Kendini bütünüyle bu çalışmalara adamak için Versay sarayının sularıyla ilgili pratik sorunlarının çözümlenmesini asistanına bıraktı. Böylece Denis Papin, suyu 10.33 metreden daha yükseÄŸe çıkarmanın çarelerini araÅŸtırmaya koyuldu.

Papin’e göre, suyu yükseltmek için borudaki havayı boÅŸaltmak gerekiyordu ve boruyu, bu iÅŸe uygun olarak imal edilmiÅŸ bir hava boÅŸaltma makinesine baÄŸlamak yeterdi. Ne var ki, sadece laboratuvar deneylerinde baÅŸarılı olmaktan öteye gitmeyen bir yolla, bu kadar büyük çapta bir iÅŸe giriÅŸmenin, parlak sonuçlar veremeyeceÄŸini, Denis Papin de biliyordu.

Bu bilgin ömrü boyunca huzursuz, geçimsiz bir insan olarak yaÅŸadı; hiç bir ÅŸeyden hoÅŸnut olmaz, koruyucularını gücendirir, hayallerin ardına takılıp saÄŸlam ve onurlu görevleri geri çevirirdi. Böyle olduÄŸu halde, suyu 10.33 metreden yükseÄŸe çıkarma iÅŸinde ömrünün sonuna kadar sebat göstermesi ÅŸaşılacak bir ÅŸeydir. Ufak-tefek bazı icatların dışında Papin’in belli baÅŸlı kaygısı Versay sarayının suları oldu. Sorun çözümlendiÄŸinde bile Papin hâlâ inatla baÅŸka çözümler arıyordu.

1687′de Londra’da bulunduÄŸu sıralarda yeni bir tip tulumba düşündü. Pistonları hidrolik çarkla iÅŸleyen bu araç, iki silindirden meydana gelmiÅŸti. Pistonlar yukarı kalkınca altında hava boÅŸluÄŸu yaratıyor, hava basıncı bunları yeniden hızla aÅŸağı itiyordu. Uçlarına asılan yükleri de kaldırabiliyordu. Ama ne yazık ki bu tulumba bilim adamlarından oluÅŸan Ä°ngiliz Krallık Bilim Akademisinin (Royal Society) önünde iÅŸlemedi. Papin bunun nedenini bulmakta gecikmedi: Yeterince hava boÅŸluÄŸu saÄŸlanamamıştı.

Papin, 1688′de Almanya’da Marbourg Ãœniversitesi profesörü olduÄŸu sıralarda baÅŸka bir ÅŸey düşündü: Silindirdeki hava boÅŸluÄŸunu, içinde barut patlatarak saÄŸlayamaz mıydı? Böyle bir tasarıyı, 1678′de Paris’te Abbe Jean ve Hautefeulle de ileri sürmüş, Huygens de bunu denemiÅŸti. Tulumbanın içine barut keseleri yerleÅŸtirecek, bunlar patlayınca çıkacak ateÅŸ, supaplar aracılığıyla havayı dışarıya atacaktı. Hava dışarı atıldıktan sonra piston, hava basıncının etkisiyle aÅŸağıya inecekti. Papin, silindir 0.33 metre çapında olursa, 871 kg.’lık bir basınç elde edileceÄŸini hesapladı.

Sonuç yine hayal kırıcı oldu; çünkü barutun patlaması da tam bir hava boÅŸluÄŸu yaratamıyordu. Papin olaÄŸanüstü bir inatla deneylerini sürdürdü. 1690′da yeni bir fikir ortaya attı: Tulumbayı su buharıyla doldurmak… Buhar, sıvı haline geldiÄŸinde hacmi çok küçüleceÄŸinden silindirin içinde tam bir hava boÅŸluÄŸu bırakacaktı.

Böylece buhar makinesinin belli baÅŸlı ilkesi ortaya atılmış oluyordu. Gerçi buharlaÅŸan suyun hacminin çok arttığı ve bu artışın yarattığı güçten yararlanılabileceÄŸi daha önce de savunulmuÅŸtu, ama nasıl yararlanılacağı tutarlı bir ÅŸekilde ortaya konmamıştı. Ä°talyan Porta (1538-1615) ve Fransız Salomon de Caus (1576-1626), Buharın, kaplardaki suların boÅŸaltılmasında kullanılmasını teklif ettiler. 1626′da Ä°talyan mimarı Giovanni Branca (1571-1640) buhar püskürtülmesiyle çarkları çevirmeyi, Ä°ngiliz Marquis Edward da (1601-1667), kaynamış suyla dolu bir topu patlatmış olduÄŸunu ileri sürdü.

Bütün bunlar, teklif ya da deney aÅŸamasında gerçekten iÅŸleyebilir makineler olmaktan uzaktı. Buna karşılık. Denis Papin’in 1690′da Actes de Leipzkj’de tanıttığı makine bambaÅŸkaydı ve yepyeni ufuklar açıyordu, içinde bir pistonun buhar gücüyle gidip geldiÄŸi bir silindirdi bu. Silindirin dibinde bir miktar su bulunmakta, piston da suyun düzeyinde durmaktaydı. Yapılacak iÅŸlem ÅŸuydu: Silindir, su buharlaşıncaya kadar ısıtılacak; o zaman buhar pistonu kaldıracak; bu safhada ateÅŸ uzaklaÅŸtırılacak; su soÄŸuyunca yerine hava boÅŸluÄŸu bırakacağından, piston hava basıncının itiÅŸiyle aÅŸağı inecekti. Hem öylesine bir güçle inecekti ki, bu güç rahatlıkla bir yükü kaldırabilecek ya da bir tulumbayı iÅŸletebilecekti.

Ancak, bu makinenin aksayan yanı apaçık ortadaydı. Silindir kapalı olduÄŸundan su bitince yeniden doldurulamayacaktı. Ãœstelik buhar iyice soÄŸumadan piston inemeyeceÄŸinden, soÄŸumasını beklemek gerekecekti. Yani bu makine sabırları tüketecek kadar yavaÅŸ iÅŸlemeye mahkûmdu. BuluÅŸ parlak olmakla birlikte, kullanışlı bir makine halini alabilmesi için geliÅŸtirilmesi gerekiyordu. Mucit biraz ilgi görmüş olsaydı kendisini bu iÅŸe verirdi, ama icadı tam bir kayıtsızlıkla karşılanmış, Actes de Leipzig’deki makalesi yayımlandıktan hemen sonra unutulmuÅŸtu.