Madde ve Özellikleri

Bu konuda ne öğreneceksin

Aynı boyutta iki kutu düşün: Biri demir dolu, diğeri pamuk dolu. Boyutları aynı ama ağırlıkları çok farklı. Bir ağacın köklerinden yapraklarına su nasıl çıkar? Bir su damlası neden küre biçimindedir? Bu soruların cevabı maddenin özelliklerinde yatar. Bu konuda kütle, hacim ve özkütleyi, maddeyi ayırt eden özellikleri, adezyon ve kohezyonu, yüzey gerilimini ve kılcallığı öğreneceksin.

1. Kütle, hacim, özkütle

Kütle ($m$): Bir cismin içerdiği madde miktarıdır. Birimi kilogramdır. Kütle her yerde aynıdır. Dünyada da Ay’da da bir cismin kütlesi aynıdır.

Hacim ($V$): Cismin uzayda kapladığı yerdir. Birimi $\text{m}^3$ ya da $\text{cm}^3$’tür. Sıvıların hacmi litre ile de ölçülür: $1\ \text{L} = 1000\ \text{cm}^3$.

Özkütle (yoğunluk, $d$): Birim hacmin kütlesidir:

$d = \frac{m}{V}$

Örnek. Kütlesi 120 g, hacmi 40 $\text{cm}^3$ olan cismin özkütlesi $\dfrac{120}{40} = 3\ \text{g/cm}^3$’tür.

Birim dönüşümü. $1\ \text{g/cm}^3 = 1000\ \text{kg/m}^3$. Alüminyumun özkütlesi $2{,}7\ \text{g/cm}^3 = 2700\ \text{kg/m}^3$’tür. Suyun özkütlesi $1\ \text{g/cm}^3$, yani $1000\ \text{kg/m}^3$’tür.

Özkütlenin özellikleri:

• Özkütle, maddeyi ayırt eden bir özelliktir. Aynı maddenin özkütlesi (aynı sıcaklık ve basınçta) her miktarda aynıdır.
• Bir cismi ikiye bölersen özkütlesi değişmez, kütlesi ve hacmi yarıya iner.
• Sıcaklık artınca genelde hacim artar, özkütle azalır.

2. Karışımın özkütlesi

Birbirine karışan sıvılarda hacim toplamı korunuyorsa karışımın özkütlesi, toplam kütlenin toplam hacme bölünmesiyle bulunur:

$d_{\text{karışım}} = \frac{m_1 + m_2}{V_1 + V_2}$

Örnek. Hacmi $100\ \text{cm}^3$ ve özkütlesi $1{,}2\ \text{g/cm}^3$ olan sıvı ile hacmi $200\ \text{cm}^3$ ve özkütlesi $0{,}9\ \text{g/cm}^3$ olan sıvı karıştırılıyor.

• $m_1 = 1{,}2 \cdot 100 = 120\ \text{g}$, $m_2 = 0{,}9 \cdot 200 = 180\ \text{g}$.
• Toplam kütle $300\ \text{g}$, toplam hacim $300\ \text{cm}^3$.
• $d = \dfrac{300}{300} = 1\ \text{g/cm}^3$.

Dikkat: Karışımın özkütlesi, iki özkütlenin aritmetik ortalaması değildir. Hacimler farklıysa ortalama, hacmi büyük olana yaklaşır. Karışımın özkütlesi, her zaman iki özkütle arasında bir değerdir.

3. Maddeyi ayırt eden özellikler

Maddenin miktarına bağlı olmayan özelliklerine ayırt edici özellikler denir:

Miktara bağlı özellikler: Kütle, hacim, ağırlık, uzunluk. Bunlar maddeyi ayırt etmez, çünkü miktar değişince değişir.

4. Adezyon, kohezyon, yüzey gerilimi

Kohezyon: Aynı cins moleküller arasındaki çekim kuvvetidir. Su molekülleri birbirini çeker.

Adezyon: Farklı cins moleküller arasındaki çekim kuvvetidir. Su molekülleri ile cam molekülleri arasındaki çekim.

Yüzey gerilimi: Sıvı yüzeyindeki moleküller, aşağı ve yanlardan çekilir. Yüzey gerilmiş bir zar gibi davranır. Bu yüzden su damlası küre biçimini alır, bazı böcekler su üzerinde yürür, ince bir iğne dikkatli bırakılırsa su yüzeyinde batmadan durur. Sıvının sıcaklığı artınca yüzey gerilimi azalır. Deterjan ya da sabun yüzey gerilimini azaltır.

5. Kılcallık

Kılcallık: Dar bir borunun içinde sıvının, boru dışındaki seviyeden yükselmesi ya da alçalmasıdır.

• Adezyon kohezyondan büyükse (su ile cam) sıvı boruda yükselir.
• Kohezyon adezyondan büyükse (civa ile cam) sıvı boruda alçalır.
• Boru inceldikçe yükselme (ya da alçalma) artar.
• Isı artınca yüzey gerilimi azaldığı için yükselme azalır.

Günlük hayatta: Bitkilerin köklerinden yapraklara su taşıması, havlunun suyu emmesi, mumun yağını fitilde yükseltmesi, kâğıt mendilin suyu çekmesi kılcallıktır.

6. Konuyu toparla

Mini test

Kendini dene

Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.