Bu bölümde özkütlenin kütle ve hacim ile ilişkisini inceleyeceğiz ve günlük hayatta saf maddelerin ve karışımların özkütlelerinden faydalanılan durumları öğreneceğiz.
Özkütlenin kütle ve hacimle ilişkisine geçmeden önce kütle ve hacimi tanımlayalım birimlerini ve nasıl ölçüldüğünü öğrenelim.
1- Kütle
Bir cisimde bulunan madde miktarıdır, m sembolü ile gösterilir. SI birim sisteminde birimi kg’dır. Kütle temel büyüklüklerden biridir.
En yaygın kütle birimleri ton, kilogram, gram, miligram için dönüşümleri yandaki tabloda verilmiştir. Ton SI’da kullanılmayan bir kütle birimidir. 1ton=1000 kilogram=1000. 000 gram= 1000. 000. 000 miligram’a eşittir.
1t =103kg =106g=109mg olarak ifade edilir.
2- Hacim
Bir cismin evrende kapladığı yere hacim denir. Hacim “V” harfiyle gösterilir ve Uluslararası Birim Sistemi (SI)’de birimi m³’tür. En yaygın hacim birimleri metreküp, desimetreküp, santimetreküp, milimetreküp’tür.
1metreküp (m³)=10³desimetreküp (dm³)=103santimetreküp(cm³)
1 L= 1 dm3’e eşittir.
1 litre (L) =1000 mililitre (mL).
1 m³=1000 L 1 cm³=1 mL 1 L=1 dm³=1000 cm³=1000 mL=10³ mililitre (mL)
a- Düzgün geometrik şekilli cisimlerin hacmi
Düzgün geometrik şekle sahip cisimlerin boyutları ölçülerek, hacimleri bulunabilir. Aşağıda bazı düzgün geometrik cisimlerin hacim formülleri verilmiştir.
b- Düzgün Şekilli Olmayan Cisimlerin Hacmi
Düzgün şekilli olmayan cisimlerin hacimleri dereceli kaplar yardımıyla ölçülür. İçinde hacmini ölçtüğümüz bir miktar sıvı bulunan kaba cisim batırılır.
Cisim batırıldıktan sonra sıvı seviyesi yükselir, sıvı seviyeleri arasındaki fark cismin hacmini verir. Düzgün olmayan cisimlerin hacmini ölçmek için diğer bir yöntem ise sıvı taşırma yöntemidir.
Bu yöntemde cisimler tamamen sıvı dolu kaba batırılır ve taşan sıvı dereceli kaba alınarak hacmi ölçülür. Ölçülen sıvı hacmi cismin hacmine eşittir.
Kütle – Hacim Arasındaki İlişki ve Özkütle
Bir cismin hacmini arttırdığımızda kütlesi de aynı oranda artar. Bir maddenin kütlesinin hacmine oranına özkütle (yoğunluk) denir.
Sabit bir sıcaklık ve basınç altında her maddenin özkütlesi farklıdır. Özkütle, maddelerin ayırt edici özelliklerinden biridir.
Özkütle d=v m bağıntısı ile verilir ve birimi g/cm3’tür.
Sabit sıcaklık ve basınç altında maddenin kütlesi ve hacmi eşit oranda arttırılıp azaltıldığında özkütlesi değişmez sabittir.
Örneğin bir bardak saf su ile bir kova dolusu saf suyun özkütlesi 1g/cm³tür.
Aynı hacme sahip her cisim aynı kütlede olmaz. Biri demirden diğeri tahtadan yapılmış aynı hacimdeki küplerin kütleleri farklıdır çünkü özkütleleri farklıdır. İki küp eşit hacimde olduğuna göre, özkütlesi büyük olan demirden yapılmış küpün kütlesi daha büyük olur.
Bir cismin hacminin büyük olması kütlesinin büyük olduğu anlamına gelmez çünkü hacmi dolduran madde miktarının kütlesi önemlidir.
a- Karışımların Özkütlesi
Karışım, birden fazla maddenin kimyasal özellikleri değişmeyecek şekilde bir araya gelmesiyle oluşan madde topluluğudur.
Su ve sıvı yağ gibi birbiri içinde çözünmeyen maddeler bir kaba konulduklarında özkütlesi büyük olan madde aşağıda, özkütlesi küçük olan madde yukarıda olacak şekilde sıralanır. Birbiri içerisinde çözünen maddeler homojen bir karışım oluşturur.
Bu karışımın özkütlesi karışımı oluşturan maddelerden özkütlesi küçük olandan küçük, büyük olandan büyük olamaz. Homojen karışımın özkütlesi karışımı oluşturan maddelerin özkütlesi arasında bir değer alır.
b- Günlük Hayatta Özkütle
Özkütle maddelerin ayırt edici özelliklerinden biridir. Karışım hâlindeki maddeleri ayrıştırmak için maddelerin özkütlelerinin farklı olmasından yararlanılır.
Kuyumculukta, tereyağ yapımında, hastane labaratuvarlarında tahlil yapılırken maddelerin özkütlelerinin farklı olmasından yararlanılır. Geleneksel bir sanat olan ebru sanatı da kullanılan malzemelerin özkütlelerinin farklı olması sayesinde ortaya çıkmıştır.
Porselen eşya yapımında porselenin sağlamlığı için özkütlesinin belli bir değerde (yaklaşık 2,5 g/cm3) olması gerekir. Bu nedenle porselen hamuru hazırlanırken özkütlesi bu değere göre ayarlanır.
Madde ve Özkütle video anlatım
Madde ve özkütle konusunda daha kapsamlı bilgi için aşağıda bulunan video anlatımları izlemenizde ayda var.
