Yoğunluk

6. Sınıf Fen Bilimleri · Fencim Akademi

Aynı büyüklükte bir tahta ve metal parçasının kütleleri farklı olabilir. Büyük bir cisim her zaman küçük olandan daha yoğun değildir. Yoğunluk, kütle ile hacmi birlikte değerlendiren bir özelliktir.

Birim hacimdeki kütle

Yoğunluk, bir maddenin birim hacminin kütlesidir. Bu konuda d harfiyle gösterilir.

Yoğunluğu bulmak için kütleyi hacme böleriz:

d = \frac{m}{V}

Kütle gram (g), hacim santimetreküp (cm³) alınırsa yoğunluk birimi g/cm³ olur. Örneğin kütlesi 72 g, hacmi 24 cm³ olan örneğin yoğunluğu $\frac{72}{24} = 3\,\mathrm{g/cm^3}$ olur. Bu, her 1 cm³’lük bölümde 3 g kütle bulunduğunu anlatır.

Kütle ve hacim ölçümleri

Kütle teraziyle belirlenir. Sıvı hacmi dereceli kapta okunabilir. Su gibi sıvılarda okuma göz hizasında, uygun seviye noktasından yapılır. 1 mL hacim, 1 cm³’e eşittir.

Suda çözünmeyen, suyla tepkime vermeyen ve tamamen suya batırılabilen düzensiz bir cismin hacmi, sıvı seviyesindeki artıştan bulunabilir. Başlangıçta 45 cm³ olan seviye cisim eklendiğinde 63 cm³ olursa cismin hacmi 18 cm³ olur. Son seviye olan 63 cm³, tek başına cismin hacmi değildir.

Görseli büyüt (yeni sekmede)

Cisim suyu emiyorsa, çözünüyorsa, hava kabarcığı tutuyorsa veya tamamen batmıyorsa bu basit yöntemin sonucu doğrudan kullanılamaz. Ölçme yöntemi, ölçülen örneğe uygun olmalıdır.

Miktar değişince yoğunluk

Aynı saf maddeden, aynı sıcaklık ve basınçta iki örnek karşılaştırıldığında kütle hacimle aynı oranda artar. Bu nedenle yoğunluk değişmez.

Örnek	Kütle	Hacim	Yoğunluk
Aynı maddeden küçük parça	30 g	10 cm³	3 g/cm³
Aynı maddeden büyük parça	90 g	30 cm³	3 g/cm³

Yoğunluk, uygun koşullarda saf maddeleri ayırt etmeye yardımcı olur. Ancak aynı yoğunluk değerini ölçmek, iki bilinmeyen örneğin kesinlikle aynı madde olduğunu tek başına kanıtlamaz. Ölçüm duyarlılığı ve diğer özellikler de önemlidir.

Eşit hacimli iki örnekten kütlesi büyük olan daha yoğundur. Eşit kütleli iki örnekten hacmi küçük olan daha yoğundur. Hacimler farklıyken yalnız kütleyi karşılaştırmak yeterli değildir.

Sıvı içindeki konum

Sıvıda çözünmeyen ve basit koşullarda değerlendirilen bir cismin ortalama yoğunluğu, sıvının yoğunluğuyla karşılaştırılır:

Cismin yoğunluğu daha küçükse cisim yüzebilir.
Yoğunluklar eşitse tamamen sıvı içinde askıda kalabilir.
Cismin yoğunluğu daha büyükse cisim batar.

Burada yüzey gerilimi gibi özel etkilerin belirgin olmadığı durumlar ele alınır. Cismin yalnız toplam kütlesine bakarak “ağır olan batar” denmez.

Birbirine karışmayan sıvılar aynı kapta dinlenmeye bırakıldığında daha yoğun olan altta, daha az yoğun olan üstte bulunur. Su ve zeytinyağı buna örnektir. Birbirine karışan sıvılardan ise yoğunluklarına bakılarak kalıcı katmanlar beklenmez.

Görseli büyüt (yeni sekmede)

Buzun yüzmesi neden önemlidir?

Su donarken aynı kütlenin kapladığı hacim artar. Bu nedenle buzun yoğunluğu sıvı sudan küçüktür ve buz su üzerinde yüzer. Tanecikler yok olmaz; katı yapıdaki yerleşim değişir.

Soğuk bölgelerde göl yüzeyindeki buz, alttaki suyla hava arasındaki enerji alışverişini yavaşlatan bir tabaka oluşturabilir. Alt bölümde sıvı suyun kalması su canlılarının yaşamını sürdürmesine katkı sağlar. Bu açıklama her gölün hiçbir koşulda tamamen donmayacağı anlamına gelmez.

Görseli büyüt (yeni sekmede)

Yoğunluk bilgisinden tekne tasarımına

Metal bir parça suda batarken metalden yapılmış bir tekne yüzebilir. Teknenin içindeki hava dolu hacim de bütün yapı değerlendirilirken hesaba katılır. Böylece teknenin toplam kütlesinin dıştan kapladığı hacme oranı, yani ortalama yoğunluğu uygun düzeyde kalabilir.

Yük eklenmesi kütleyi artırır ve teknenin su içindeki konumunu değiştirir. Gövdeye su dolması da yüzmeyi olumsuz etkiler. Bu nedenle bir tekne modeli yalnız boşken yüzmesiyle değerlendirilmez; yük, denge ve su geçirme durumu birlikte önemlidir. Bu yaklaşım yoğunluk bilgisini bir tasarımın neden işe yaradığını açıklamak için kullanır.

Hızlı Tekrar

$d = \frac{m}{V}$ . Aynı koşullarda aynı saf maddenin miktarı değişse de yoğunluğu değişmez.

Sıvıdaki konum, cismin ortalama yoğunluğuyla sıvının yoğunluğunun karşılaştırılmasına bağlıdır. Buzun yoğunluğu sıvı sudan küçük olduğu için yüzeyde kalır.

Kaynakça ve Telif

Bu konu anlatımı, ilgili Millî Eğitim Bakanlığı Fen Bilimleri öğretim programı ve aşağıdaki bilimsel/eğitsel kaynaklardan doğrulanan bilgiler temelinde Fencim için özgün olarak hazırlanmıştır.

Başlıca Kaynaklar

Telif ve Kullanım Uyarısı

Fencim tarafından özgün olarak hazırlanan metinler ve Fencim'e ait özgün görsel çalışmalar; yazılı izin olmaksızın bütünüyle veya esaslı kısmıyla kopyalanamaz, yeniden yayımlanamaz ya da başka bir internet sitesinde/dijital platformda Fencim içeriği yerine kullanılamaz.

Üçüncü taraf kaynaklara, eserlere, markalara ve diğer fikrî mülkiyet unsurlarına ait haklar ilgili hak sahiplerine aittir.

Konuyu Anladın mı?

“Hızlı Tekrar” bölümünü okuduktan sonra metne bakmadan konunun ana fikirlerini kendi cümlelerinle açıklamayı dene. Metindeki bir örneği seçip hangi kavramı anlattığını söyle. Takıldığın noktada ilgili başlığa dönerek yeniden okuyabilirsin.