Yoğunluk
Kütle Nedir?
Bir maddedeki madde miktarına kütle denir. Kütle birimleri kilogram (kg) ve gram (g)‘dır. Kütle, eşit kollu terazi ile ölçülür ve “m” sembolü ile gösterilir.
Hacim Nedir?
Maddenin uzayda kapladığı yere hacim denir. Hacim birimleri arasında mililitre (mL) veya santimetreküp (cm³), litre (L) veya desimetreküp (dm³) ve metreküp (m³) kullanılır. Hacim “V” sembolü ile gösterilir.
Yoğunluk Nedir?
Yoğunluk, bir maddenin birim hacimdeki kütlesine denir. Saf maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Yoğunluk “d” sembolüyle gösterilir.
Örnekler:
- Bir sınıf içinde öğrenci sayısı artarsa “yoğunluk arttı” deriz.
- Aynı yolda giden araç sayısı artarsa “trafik yoğun” deriz.
Bu örneklerde olduğu gibi, birim hacimdeki madde miktarı artarsa yoğunluk da artar.
Yoğunluk Nasıl Hesaplanır?
Yoğunluğu hesaplamak için maddenin kütlesi ve hacmi bilinmelidir. Kütlenin hacme bölünmesiyle yoğunluk bulunur.
Yoğunluk Formülü:
Yoğunluk = Kütle/Hacim
Kısaca: d=m/v
Örnek: Kütlesi 600 gram, hacmi 300 cm³ olan cismin yoğunluğu nedir?
d=m/v= 600 g= / 300 cm3 2 g/cm3
Kütle – Hacim – Yoğunluk Grafikleri
- Kütle ve hacim doğru orantılıdır. Bir maddenin kütlesi arttıkça hacmi de artar (veya tersi).
- Kütle veya hacim arttıkça saf bir maddenin yoğunluğu değişmez. Örneğin, bir bardak suyun yoğunluğu da, bir bidon suyun yoğunluğu da 1 g/cm³’tür. Maddenin miktarının artması yoğunluğunu değiştirmez; yoğunluk, maddenin türüne bağlı ayırt edici bir özelliktir.
Farklı Maddelerin Yoğunlukları
Yoğunluk, her saf madde için farklı ve sabit bir değerdir. Aşağıda bazı maddelerin yoğunlukları verilmiştir:
| Madde | Yoğunluk (g/cm³) | Madde | Yoğunluk (g/cm³) |
| Su | 1 | Demir | 7.8 |
| Etil Alkol | 0.78 | Bakır | 8.9 |
| Benzin | 0.7 | Alüminyum | 2.7 |
| Mazot | 0.85 | Altın | 19.3 |
| Tahta | 0.8 | Gümüş | 10.5 |
| Lastik | 1.5 | Cıva | 13.6 |
| Ayçiçek Yağı | 0.92 | Cam | 2.4 – 2.8 |
| Mum | 0.8 | Çinko | 7 |
Maddenin Yoğunluğunun Bulunması
Bir maddenin yoğunluğunu bulabilmek için kütlesi ve hacmi ölçülmelidir.
- Cismin Kütlesinin Ölçülmesi: Maddenin kütlesi, eşit kollu terazi veya elektronik terazi ile ölçülür.
- Cismin Hacminin Ölçülmesi:
- Sıvıların hacmi dereceli silindir ile ölçülür.
- Gazların hacmi, içinde bulundukları kabın hacmi kadardır.
- Düzgün şekilli katıların hacmi matematiksel formüllerle hesaplanır.
- Düzgün şekilli olmayan ve suda çözünmeyen katıların hacmi ise, cismi sıvı içerisine atıp yerini değiştirdiği (taşırdığı) sıvının hacmi ölçülerek bulunur. Taşan sıvının hacmi cismin hacmine eşittir.
Önemli Notlar:
- 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. Bu nedenle sıcak havanın yoğunluğu, soğuk havanın yoğunluğundan daha azdır.
Cisimlerin Suda Yüzme Şartı
Bir cismin suda yüzebilmesi için yoğunluğunun sudan az olması gerekir. Tahta, yağ, köpük, buz gibi maddelerin yoğunlukları suyun yoğunluğundan düşüktür.
Su donduğunda kütlesi değişmez ancak hacmi artar. Bu nedenle buzun yoğunluğu sudan daha azdır ve su üzerinde yüzer.
Birbirine Karışmayan Sıvıların Yoğunlukları:
Birbirine karışmayan sıvılar aynı kaba konulduğunda, yoğunluğu büyük olan sıvı altta, yoğunluğu küçük olan sıvı ise üstte kalır.
Örnek: Yağ-su karışımında, suyun yoğunluğu yağdan büyük olduğu için su altta, yağ üstte kalır.
Günlük Yaşamda Yoğunluğun Önemi
Yoğunluk, günlük yaşamda birçok alanda kullanılır:
- Uçak gibi hava araçlarında, hafiflik sağlamak amacıyla yoğunluğu az olan alüminyum gibi metaller kullanılır.
- Bina yapımında gaz beton kullanılması, binanın daha hafif olmasını sağlar.
Yoğunluk Birimi Dönüşümleri:
Uluslararası Birim Sistemi’nde (SI) yoğunluk birimi kg/m³‘tür. Bunun yanında g/cm³ de sıkça kullanılır.
- 1 g/cm³ = 1 g/mL = 1 kg/L
- 1 g/cm³ = 1000 kg/m³
Not: Suyun yoğunluğu 4 °C’de 1 g/cm³, 1 g/mL veya 1 kg/L’dir.
Fen liseleri taban puanları ve yüzdelik dilimleri için sayfamızı takip ediniz.
- Su Yoğunluğunun Canlılar İçin Önemi
Sıvı haldeki maddeler soğudukça tanecikleri yavaşlar, birbirine yakınlaşır, hacimleri azalır ve yoğunlukları artar. Ancak su bu duruma uymayan tek sıvıdır. Su donarken (buz haline geçerken) hacmi artar ve bu nedenle yoğunluğu azalır. Saf suyun yoğunluğu 4 °C’de 1 g/cm³ iken, buzun yoğunluğu yaklaşık 0.9 g/cm³’tür.
Suyun bu özel durumu canlılar için hayati öneme sahiptir: Buz tutan bir gölde, buz suyun üzerinde batmadan yüzer. Bu sayede gölün dipten donması engellenir ve göl içerisindeki canlıların yaşamını sürdürmesi sağlanır.
Not: Su donarak buza dönüştüğünde yoğunluğu azalır ve yüzerken, zeytinyağı donarken yoğunluğu artar ve dibe batar.