Yoğunluk

Kütle Nedir


Değişmeyen madde miktarına kütle denir. Her yerde aynıdır.
Kütle birimleri kilogram ve gramdır.
Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür.
Kütle “m” sembolü ile gösterilir.

Hacim Nedir


Maddenin uzayda kapladığı yere hacim denir.
Hacim birimi mililitre (mL) ya da santimetreküp (cm3), Litre (L) ya da desimetreküp (dm3), ve metreküp (m3) kullanılır.
Hacim “v” sembolü ile gösterilir.

  • Sıvıların hacim ölçümü dereceli silindir kullanılarak yapılır.
  • Gazların hacmi içinde yer aldıkları kabın hacmi kadardır.
  • Düzgün şekilli katı cisimlerin hacmi hesaplama yapılarak ölçülür.

A- Yoğunluk Nedir

Yoğunluk bir maddenin birim hacimdeki kütlesine yoğunluk denir.
Yoğunluk saf maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Yoğunluk “d” sembolüyle gösterilir.

  • Yoğunluğun birimi kg/m³, g/cm³, g/mL katılar ve sıvılar için verilir.
  • 1 kg/m3 = 1000 g/cm3  
  • Suyun yoğunluğu yaklaşık olarak 4 °C 1g/cm³’dür.


Örnek: Sınıf içinde öğrenci sayısı artarsa yoğunluk artmış olur.
Aynı yolda giden araç sayısı artarsa trafik yoğun deriz.
Birim hacimde madde miktarı artarsa yoğunluk artar.

Yoğunluk nasıl hesap edilir

Yoğunluğu hesaplayabilmek için maddenin  kütlesi ve hacminin bilinmesi gerekir. Kütlenin hacme bölünmesi ile yoğunluk bulunur.

Yoğunluk = Kütle / Hacim

d = m / v      Kısaca ezberlemek için (dede muz böl ver)

Yoğunluğun Formülü

 Örnek:  Kütlesi 400 gram, hacmi 200 cm3 olan cismin yoğunluğu nedir?

B- Kütle – Hacim – Yoğunluk Grafikleri

Kütle – Hacim – Yoğunluk Grafikleri
  • Kütle ve hacim doğru orantılıdır. Hacim arttıkça kütlede artar.
  • Kütle arttıkça yoğunluk değişmez. 
  • Hacim arttıkça yoğunluk değişmez. 
  • Bir bardak su ile bir bidon suyun yoğunluğu da 1 g/cm3  tür. Kütlenin ya da hacmin artması yoğunluğu değiştirmez.

C- Bazı Maddelerin Yoğunlukları


Maddeler
Yoğunluk (g/cm3)

Su
1 g/cm3

Etil Alkol
0,78 g/cm3

Benzin
0,7 g/cm3

Gliserin
1,26 g/cm3

Mazot
0,85 g/cm3

Tahta
0,8 g/cm3

Lastik
1,5 g/cm3

Ayçiçek Yağı
0,92 g/cm3

Mum
0,8 g/cm3

Çinko
7 g/cm3

Demir
7,8 g/cm3

Bakır
8,9 g/cm3

Alüminyum
2,7 g/cm3

Altın
19,3 g/cm3

Gümüş
10,5 g/cm3

Cıva
13,6 g/cm3

Cam
2.4-2.8 g/cm3

Yoğunluk Nasıl Hesap Edilir

Bir maddenin yoğunluğunun bulunabilmesi için kütlesi ve hacminin ölçülmesi gerekir.

Cismin kütlesinin ölçülmesi

  • Maddenin kütlesinin ölçülebilmesi için eşit kollu terazi veya elektronik terazi kullanılır.

Cismin hacminin ölçülmesi

  • Sıvıların hacmini ölçmek için dereceli silindir kullanılır.
  • Gazların hacmi, içinde bulundukları kabın hacmi kadardır.
  • Katıların hacmini ölçmek için, eğer düzgün şekilli bir cisim ise  hesaplama yapılır.
  • Katı düzgün değilse ve su içinde de çözünmüyorsa, cismi sıvı içerisine atıp taşan sıvının hacmi ölçülür. Taşan sıvının hacmi cismin hacmini verir.

Not:

  • Aynı hacimde iki maddeden yoğunluğu fazla olanın kütlesi de fazladır.
  • Aynı kütledeki iki cisimden yoğunluğu fazla olan cismin hacmi daha azdır.
  • Hacmi değişmeyen kapalı bir kaba gaz  eklendiğinde, gazın yoğunluğu artar.
  • Isınan bir maddenin hacmi artar, yoğunluğu azalır. Sıcak havanın yoğunluğu, soğuk havanın yoğunluğundan azdır.

D- Yüzen ve Batan Cisimler

Bir cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan fazla ise cisim batar.

Bir cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan az ise cisim yüzer. 

Tahta, yağ, köpük, buz gibi maddelerin yoğunlukları suyun yoğunluğundan azdır, bu nedenle yüzer.

Su donduğunda kütlesi değişmez fakat hacmi artar. Bu nedenle buzun yoğunluğu sudan azdır, buz suda yüzer.

Birbirine karışmayan sıvıların yoğunlukları

Şekilde görüldüğü gibi birbirine karışmayan su ve yağ aynı kaba konulduğunda, yoğunluğu büyük olan su altta, yoğunluk küçük olan yağ ise üstte kalır.

Şekilde birbirine karışmayan A, B, C, D sıvılarının yoğunlukları D>C>B>A şeklindedir.

 E- Günlük Yaşamda Yoğunluğun Önemi

Uçak gibi hava araçlarında yoğunluğu az olan alüminyum gibi metaller kullanılır.
Bu nedenle uçak fazla ağır olmaz.
Binalarda da gaz beton kullanılması binanın daha hafif olmasını sağlar.

Yoğunluk Çevrimleri

SI birim sisteminde (Uluslar arası birim sistemi) yoğunluk birimi kg/m3‘tür.
Bunun yanında g/cm3 sıkça kullanılır.
Yoğunluk çevirmelerinde g/cm3 , g / mL ve kg / L’ye eşittir.

 1 g / cm3 = 1 g/ml = 1 kg / L

1 g/cm3 = 1000 kg/m3


Not: Suyun yoğunluğu, 4 °C’de  1 g/cm3 veya 1 g/ml veya 1 kg / L’dir.

F- Su Yoğunluğunun Canlılar için Önemi

  • Gemi yapımında kullanılan maddenin suyun yoğunluğundan az olması sayesinde geminin su üzerinde kalması.
  • Uçak yapımında kullanılan alüminyumun gibi yoğunluğu az olan metaller kullanılması.
  • Bina yapımında gaz beton (binanın hafif olmasını sağlar) kullanılması.

Sıvı haldeki maddeler soğudukça tanecikleri yavaşlar, birbirine yakınlaşır, hacmi azalır ve yoğunluğu artar. Ancak bu duruma uymayan tek sıvı sudur. Su donarken hacmi artar, bu nedenle yoğunluğu azalır. Saf suyun yoğunluğu 4˚C’ta 1 g/cm3 iken buzun yoğunluğu 0,9 g/cm3 ‘tür.

Suyun bu özel durumu canlılar için çok önemlidir. Buz tutan bir gölde, buz suyun üzerinden batmadan yüzer. Gölün dipten donması önlenmiş olur. Bu sayede göl içerisindeki canlıların yaşaması sağlanmış olur.

Not: Su donarak buza dönüştüğünde yoğunluğu azalır ve yüzer, zeytinyağ donarken yoğunluğu artar ve batar.