Özkütle Nedir?

Özkütle Nedir?
Maddelerin kütleleri arttıkça hacimleri de artmaktadır. Buna göre, iki farklı maddeden hacimce büyük olanın kütlesi her zaman daha mı büyüktür? Bu sorunun cevabını Etkinlik 1 ile bulmaya çalışalım.
Benzer bir deney yapılmış ve gümüş, demir ve cıva elementleri için Tablo 2.2′ deki veriler toplanmıştır (Şekil 2.5). Aynı hacimdeki gümüş, demir ve cıva elementlerinin kütle değerlerini tabloya bakarak karşılaştıralım.

ozkutle-deney

Tablo 2.2′ deki verileri incelediğimizde gümüş, demir ve cıva elementlerinin yaklaşık 10 cm3 hacimdeki kütle değerlerinin sırasıyla 104, 9 g, 78, 0 g ve 136,1 g olduğunu görürüz. Tablodaki diğer verileri de incelediğimizde aynı hacimli farklı maddelerin, farklı kütlelere sahip olacağı sonucuna varabiliriz.
Hacmi büyük olan maddelerin her zaman daha fazla kütleye sahip olup olmayacağı sorusunu da Tablo 2.2 yardımı ile cevaplayabiliriz. Örneğin 30 cm3 hacmindeki cıva ile 40,1 cm3 hacmindeki demirin kütlelerini karşılaştıralım. Cıvanın kütlesi 408 g iken, daha büyük hacme sahip demirin kütlesi 312,2 g’dır. Aynı şekilde 40,2 cm3 hacmindeki gümüş ile 50,1 cm3 hacmindeki demirin kütlelerini karşılaştırdığımızda, gümüşün daha fazla kütleye sahip olduğunu görürüz. Yani farklı maddeler için hacimce büyük olanın, kütlesinin daha büyük olacağını söylemek her zaman doğru değildir.
bazi-maddelerin-ozkutlesi

Bu durumları daha iyi anlayabilmek için Tablo 2.2’de yer alan verileri kullanarak çizdiğimiz Şekil 2.6’daki kütle-hacim grafiğini inceleyelim.

kutle-hacim-grafikleri

Grafiği incelediğimizde görüyoruz ki bir madde için hacim arttıkça kütle de aynı oranda artmaktadır. Grafikte de görüldüğü gibi gümüş, demir ve civa için bu oranlar birbirinden farklıdır. Bir maddenin kütlesinin hacmine oranı, o maddenin özkütlesi (yoğunluk) olarak tanımlanır. Özkütle sabit bir sıcaklık ve basınç değerinde her madde için farklıdır. Bu nedenle özkütle, maddelerin ayırt edici özelliklerinden biridir. Özkütle,

ozkutle-formul

şeklinde ifade edilir. Kütlenin birimi kilogram (kg) ve hacmin birimi metreküp (m3) alındığında özkütlenin birimi kg/m3 olur. Özkütlenin birimi, genelde g/cm3 olarak ifade edilir.
Kütle hacim oranları hesaplandığında özkütle değerlerinin cıva için 13,62 g/ cm3, gümüş için 10,49 g/cm3 ve demir için de 7,78 g/cm3 olduğu görülür. Aynı hacme sahip oldukları hâlde, maddelerin farklı kütlelere sahip olmalarını özkütle kavramı ile açıklayabiliriz. Ebatları aynı olan iki kitabın kütlelerinin farklı olması da kitapların yapıldığı kâğıtların özkütlelerinin farklı olmasından kaynaklanmaktadır (Şekil 2.7). Örneğin 1 m3 hacmindeki karton kutu dolusu “köpük fıstık” sadece 3 kg civarında iken, hacimce daha Şekil 2.7 Aynı boyutlarda iki kitap küçük (0,0033 m3) bir top fotokopi kâğıdı da yaklaşık 3 kg gelmektedir.

ozkutle

Maddeleri birbirinden ayırt edebilmenin yollarından biri maddelerin özkütlelerini karşılaştırmaktır. Özkütle maddelerin saflıklarını ortaya çıkarmak amacıyla da kullanılır. Örneğin altının saf olup olmadığını bu yolla anlayabiliriz (Şekil 2.8). Tablo 2.3’te görüldüğü gibi altın ayarı, altın ve diğer metallerin kütlece farklı oranlarda karıştırıldığını ifade eder. Farklı metaller eklendiğinde altın saflığını yitirir ve bir alaşım elde edilir. Oluşan alaşımların ve saf altının özkütleleri birbirinden farklıdır. Böylelikle ayarını bilmediğimiz altın külçesinin saf olup olmadığını, özkütlesini belirleyerek ayırt edebiliriz.
altin-ayarlari

Maddelerin ayırt edici özelliklerinden biri olan özkütle, aynı madde için madde miktarı ve hacim değiştikçe değişir mi? Örneğin bir yaprak fotokopi kâğıdı ile bir top fotokopi kâğıdının özkütleleri aynı mıdır? Bunu anlamak için Etkinlik 2′ yi yapalım.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir