YOĞUNLUK

Suda çözünmeyen katı maddelerin bazıları suda yüzer, bazıları suda batar. Bir maddenin suda yüzme veya batma durumunu açıklamak için, yoğunluk kavramı kullanılır. Suda yüzen maddelerin yoğunluğu suyun yoğunluğundan küçük, batan maddelerin yoğunluğu suyun yoğunluğundan büyüktür.

Bir maddenin birim hacminin (1 cm³) kütlesine maddenin yoğunluğu denir. Yoğunluk maddenin ayırt edici özelliklerinden biridir.

Bir maddenin yoğunluğunu hesaplayabilmek için kütlesinin ve hacminin bilinmesi gerekir. Bir maddenin kütlesinin hacmine oranı o maddenin yoğunluğunu verir. Yoğunluk kısaca d harfi ile gösterilirken, kütle m ve hacim V harfi ile gösterilir. Kütlenin birimi gram ve hacmin birimi cm³ olarak alındığından yoğunluğun birimi g/cm³ olarak bulunur. Bir maddenin yoğunluğunu bulmak için aşağıdaki eşitliği kullanırız.

Katı maddelerin yoğunluğunu hesaplamak için kütlelerinin ve hacimlerinin bilinmesi gerekir. Örneğin, bir taş parçasının yoğunluğunun hesaplanabilmesi için önce kütlesi terazi ile ölçülür. Daha sonra aynı taş parçasının hacmi dereceli silindire biraz su koyulduktan sonra, taş parçası bu dereceli silindirin içine bırakılarak ölçülür.

Suya bırakılan taş parçasının hacmi; taş parçası suya bırakıldıktan sonra dereceli silindirde ölçülen değer ile taş parçası suya bırakılmadan önce dereceli silindirde ölçülen değer arasındaki farka eşittir.

Taş parçasının yoğunluğu; kütlesi, hacmine bölünerek bulunabilir. Aynı taş parçasını eşit olmayan üç parçaya bölüp, her bir parçanın kütlesini ve hacmini ölçtükten sonra, taş parçalarının yoğunluklarını hesapladığımızda sonucun değişmediğini görebiliriz. Bu durum bize aynı maddenin yoğunluğunun değişmediğini gösterir.

Sıvı maddelerin de yoğunluğunu hesaplamak için katı maddeler gibi kütlelerinin ve hacimlerinin bilinmesi gerekir. Örneğin, suyun yoğunluğunun hesaplanabilmesi için kütlesi ve hacminin belirlenmesi gerekir. Bunun için boş bir dereceli silindir terazinin üzerine konur ve darası belirlenir. Daha sonra bu dereceli silindire bir miktar su koyularak terazide brüt kütle ölçülür. Brüt kütle ile dara arasındaki fark suyun kütlesini verir. Dereceli silindir yardımıyla suyun hacmi belirlenir. Suyun yoğunluğu; kütlesi, hacmine bölünerek bulunabilir.

Aynı şartlarda farklı maddelerin yoğunlukları birbirinden farklıdır. Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin kütleleri, hacimleri ve yoğunlukları verilmiştir.

Birbiri içinde çözünmeyen sıvı maddelerin yoğunluklarını birbiri ile karşılaştırabiliriz. Yoğunlukları farklı olan ve birbiri içinde çözünmeyen sıvılar aynı kap içine koyuldukları zaman yoğunluklarının büyüklüğüne göre sıralanırlar.

Bir kaba birbiriyle karışmayan ikiden fazla sıvı koyulduğunda, sıvılar yoğunluğu azalacak şekilde aşağıdan yukarıya doğru sıralanırlar. Yoğunluğu büyük olan sıvı en altta kalırken, yoğunluğu en az olan sıvı en üstte kalır. Yoğunluğu bu iki sıvının arasında olan sıvı ise arada bir yerde kalır.

SUYUN YOĞUNLUĞU VE CANLILAR İÇİN ÖNEMİ

Sıvı hâlden katı hâle geçen maddelerin hacmi azalır, yoğunluğu artar. Su, bu maddelerin dışındadır. Su donduğunda suyun hacmi artar, yoğunluğu azalır. Buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan az olduğu için su içine atılan buz suda yüzer. Saf suyun yoğunluğu 4^oC sıcaklıkta 1 g/cm3 iken buzun yoğunluğu 0,9 g/cm³‘tür.

Buzun yoğunluğunun suyun yoğunluğundan az olması ve buzun suda yüzmesi canlılar için çok önemlidir. Kış mevsiminde donan su, nehir ve göllerin yüzeyini kaplar. Böylece suların dibe doğru donması önlenir. Bu durum sulardaki yaşamın devam etmesini sağlar. Çünkü buzun su üstünde yüzmesiyle denizlerin ve göllerin dipleri uygun sıcaklıkta kalır.

Su dışındaki sıvı maddeler katı hâle geçtiğinde hacimleri küçülür, yoğunlukları büyür. Örneğin zeytinyağı katı hâle geçtiğinde kendi sıvısı içinde batar.