Hüseyin Faruk YILDIRIM Fen Bilimleri Öğretmeni
Önerilen Süre: 8 ders saati
Konu / Kavramlar: Yoğunluk, yoğunluk birimi
F.6.4.2.1. Yoğunluğu tanımlar.
a. Yoğunluğun madde için ayırt edici bir özellik olduğu vurgulanır.
b. Yoğunluk birimi olarak g/cm3 kullanılır.
F.6.4.2.2. Tasarladığı deneyler sonucunda çeşitli maddelerin yoğunluklarını hesaplar.
F.6.4.2.3. Birbiri içinde çözünmeyen sıvıların yoğunluklarını deney yaparak karşılaştırır.
F.6.4.2.4. Suyun katı ve sıvı hâllerine ait yoğunlukları karşılaştırarak bu durumun canlılar için önemini tartışır.
Kütle nedir ?
Madde miktarına kütle denir.
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.
A- Yoğunluk nedir ?
Yoğunluk bir maddenin birim hacimdeki kütlesine yoğunluk denir.
Yoğunluk saf maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Yoğunluk “d” sembolüyle gösterilir.
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
B- 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- Farklı 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
|
Maddenin yoğunluğunun bulunması
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- Cisimlerin Suda Yüzme Şartı
Bir cismin suda yüzebilmesi için yoğunluğunun sudan az olması gerekir. Tahta, yağ, köpük, buz gibi maddelerin yoğunlukları suyun yoğunluğundan azdır. Su donduğunda kütlesi değişmez fakat hacmi atar. Bu nedenle buzun yoğunluğu sudan azdır.
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
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.
