Yoğunluk

Suda batan maddeler şunlardır: taş, toprak, metal para, bilye, çelik kaşık, toplu iğne.

Buz, su karıştırıldığında suyun üstünde yüzer çünkü buz, sıvı haldeki sudan daha az yoğundur. Donma sürecinde su molekülleri birbirinden uzaklaşır ve hacimleri artar.

Yoğunluk formülü: d = m / v şeklindedir. Burada, d yoğunluğu, m kütleyi ve v hacmi temsil eder.

Basınç en çok yükselti faktöründen etkilenir. Bunun yanı sıra basıncı etkileyen diğer faktörler şunlardır: Sıcaklık: Sıcaklığın artması hava moleküllerinin genleşmesine ve basıncın düşmesine, soğuması ise basıncın artmasına neden olur. Yoğunluk: Atmosferdeki gazların yoğunluğu arttıkça basınç da artar. Yer çekimi: Yerçekiminin fazla olduğu yerlerde havadaki gazlar daha yoğun olduğundan basınç artar. Dinamik etkenler: Dünya’nın ekseni çevresinde dönmesi, hava kütlelerinin bazı enlemlerde sıkışıp yükselmesine, bazı enlemlerde ise seyrelmesine neden olur.

Yoğunluğu etkileyen faktörler şunlardır: 1. Kütle: Bir cismin kütlesi ne kadar fazlaysa, yoğunluğu da o kadar yüksek olur. 2. Hacim: Hacim arttıkça, aynı kütle daha geniş bir alana yayılacağı için yoğunluk azalır. 3. Sıcaklık: Genel olarak, sıcaklık arttıkça maddenin hacmi artar ve yoğunluğu azalır. 4. Basınç: Basıncın artması, maddenin hacminin azalmasına ve yoğunluğunun artmasına neden olur. 5. Faz: Katılar genellikle en yoğun, ardından sıvılar ve son olarak gazlar gelir. 6. Moleküler Yapı ve Paketleme: Aynı atom sayısına sahip olsalar bile, farklı moleküler yapılara sahip maddeler farklı yoğunluklara sahip olabilir.

Viskozite ve yoğunluk farklı kavramlardır. Yoğunluk, birim hacim başına düşen madde miktarıdır ve genellikle kilogram bölü metreküp (kg/m³) birimiyle ölçülür. Viskozite ise akışkanların akmaya karşı gösterdikleri direnç olarak tanımlanır ve Pascal-saniye (Pa.sn.) birimiyle ölçülür.

Osmiyum, yoğunluğu en yüksek olan maddedir.

Yoğunluk, bir maddenin birim hacimdeki kütlesine denir. Yoğunluğun bazı özellikleri: - Saf maddeler için ayırt edici bir özelliktir. - Uluslararası birim sisteminde birimi kg/m³'tür, ancak g/cm³ de sıkça kullanılır. - Sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişebilir. Günlük hayattaki örnekleri: - Uçak gibi hava araçlarında yoğunluğu az olan malzemeler kullanılır, bu sayede araçlar daha hafif olur. - Binalarda gaz beton kullanılması, binanın daha hafif olmasını sağlar.

Ağırlığı fazla olan madde, hafif olan maddeye göre daha yoğun olduğu için batar.

Suda batan ve yüzen maddeler, maddenin yoğunluğuna bağlıdır. Suda batan maddeler, yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha yüksek olan maddelerdir. Suda yüzen maddeler ise yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha düşük olan maddelerdir.

Katılarda yoğunluk, sıcaklık ve basınç değişmediği sürece sabit kalır. Yoğunluğun değişim nedeni, hacmin sıcaklık ve basınca göre değişmesidir; oysa kütle bu faktörlerden etkilenmez.

Sıvılarda yoğunluk ve yükseklik aynı olduğunda basınç da aynı olur. Sıvı basıncı, hem yoğunluğa hem de derinliğe bağlıdır. Eğer bu iki parametre eşitse, basıncın değişmemesi beklenir.

Su donarken yoğunluğunun azalmasının nedeni, su moleküllerinin kristalize olurken boşluklu yapılar oluşturmasıdır. Sıcaklık düştükçe su moleküllerinin kinetik enerjisi azalır ve bu moleküller birbirlerine yaklaşmak yerine hacimlerini artırarak düzenli altıgen yapılar oluştururlar.

Yoğunluğu aynı olan sıvılar, aynı koşullar altında (örneğin oda sıcaklığı) aynı maddeler olabilir. Ancak, farklı sıcaklıklarda veya farklı basınçlarda bulunduklarında yoğunlukları aynı olsa bile maddelerin farklı olması mümkündür.

Mermer, yoğunluğunun suyun yoğunluğundan fazla olması nedeniyle suda batar. Mermerin ortalama yoğunluğu yaklaşık 2,7 g/cm³ iken, suyun yoğunluğu 1 g/cm³'tür.

Ahşap malzemenin yoğunluğu 500-700 kg/m³ arasında değişmektedir.

ST37 çeliğinin yoğunluğu 7,85 g/cm³'tür.

Eşit hacim karışım formülü, karışımın özkütlesinin (yoğunluğunun), karışımın bileşen maddelerinin özkütlelerinin aritmetik ortalamasına eşit olduğunu ifade eder. Formül şu şekilde yazılır: pkarışım = (d1 + d2) / 2. Burada: - pkarışım, karışımın özkütlesi; - d1 ve d2, karışımın bileşen maddelerinin özkütleleridir.

I. ifade doğrudur: X'in yoğunluğu, Y'nin yoğunluğundan küçüktür. II. ifade yanlıştır: X ve Z'nin yoğunlukları aynı olduğu için aynı madde olabilirler. III. ifade yanlıştır: Z cisminin ağırlığı X cisminin ağırlığından büyük olduğu için, Z'nin kütlesi X'in kütlesinden büyüktür, dolayısıyla hacmi de daha büyük olabilir.

Kütle (m) 84 kg ve hacim (V) 280 m³ ise, yoğunluk (ρ) aşağıdaki formülle hesaplanabilir: ρ = m / V Hesaplama: ρ = 84 kg / 280 m³ = 0,3 kg/m³.