F.6.4.2. Yoğunluk
Önerilen Süre: 8 ders saati
Konu / Kavramlar: Yoğunluk, yoğunluk birimi
F.6.4.2.1. Yoğunluğu tanımlar.
a. Yoğunluğun madde için ayırt edici bir özellik olduğu vurgulanır.
b. Yoğunluk birimi olarak g/cm3 kullanılır.
F.6.4.2.2. Tasarladığı deneyler sonucunda çeşitli maddelerin yoğunluklarını hesaplar.
F.6.4.2.3. Birbiri içinde çözünmeyen sıvıların yoğunluklarını deney yaparak karşılaştırır.
F.6.4.2.4. Suyun katı ve sıvı hâllerine ait yoğunlukları karşılaştırarak bu durumun canlılar için önemini tartışır.
KONU: Yoğunluk Nedir
Kütle nedir?
Maddenin değişmeyen miktarına kütle denir.
Kütle eşit kollu terazi ve elektronik terazi ile ölçülür.
Kütle birimleri kilogram ve gramdır.
Kütle “m” sembolü ile gösterilir.
Hacim nedir?
Bir maddenin uzay boşluğunda kapladığı yere hacim denir.
Hacim birimi mililitre (mL) ya da santimetreküp (cm3), Litre (L) ya da desimetreküp (dm3), ve metreküp (m3) kullanılır.
Hacim “V” sembolü ile gösterilir.
Küpün hacmi
Düzgün şekilli kapların hacmi formüllerle hesaplanır.
axaxa=Küpün hacmi
Düzgün şekli olmayan cisimlerin hacminin hesaplanması
Taşma seviyesine kadar sıvı dolu kaba cisim atıldığında kendi hacmi kadar sıvı taşırır.
Taşan sıvı dereceli silindire konur.
Taşan sıvının hacmi cismin hacmine eşittir.
Sıvıların hacmi dereceli silindir ile ölçüülür.
A- Yoğunluk (özkütle) nedir?
Bir maddenin birim hacmine düşen kütle miktarına yoğunluk denir.
Her saf maddenin belirli bir yoğunluğu vardır.
Yoğunluk saf maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Yoğunluk “d” sembolüyle gösterilir.
Yoğunluk nasıl hesap edilir
Yoğunluğu hesaplayabilmek için maddenin kütlesi ve hacminin bilinmesi gerekir. Kütlenin hacme bölünmesi ile yoğunluk bulunur.
Yoğunluk = Kütle / Hacim
d= m / v Kısaca ezberlemek için (dede muz böl ver)
B-Kütle -Hacim-Yoğunluk grafikleri
- Kütle ve hacim doğru orantılıdır. Hacim arttıkça kütlede artar.
- Kütle arttıkça yoğunluk değişmez.
- Hacim arttıkça yoğunluk değişmez.
- Bir bardak su ile bir bidon suyun yoğunluğu da 1 g/cm3 tür.
- Kütlenin ya da hacmin artması yoğunluğu değiştirmez.
C-Farklı Maddelerin Yoğunlukları
| Maddeler | Yoğunluk (g/cm3) | Maddeler | Yoğunluk (g/cm3) |
| Su | 1 g/cm3 | Gliserin | 1,26 g/cm3 |
| Etil Alkol | 0,78 g/cm3 | Mazot | 0,85 g/cm3 |
| Benzin | 0,7 g/cm3 | Tahta | 0,8 g/cm3 |
| Lastik | 1,5 g/cm3 | Ayçiçek Yağı | 0,92 g/cm3 |
| Mum | 0,8 g/cm3 | Çinko | 7 g/cm3 |
| Demir | 7,8 g/cm3 | Bakır | 8,9 g/cm3 |
| Alüminyum | 2,7 g/cm3 | Altın | 19,3 g/cm3 |
| Gümüş | 10,5 g/cm3 | Cıva | 13,6 g/cm3 |
Sıcaklık Değişiminin Madde Üzerindeki Etkisi
Bir maddenin kütlesi veya hacmi artsa bile yoğunluğu değişmez. Bir maddenin sıcaklığı değiştiğinde kütle değişmeyip hacmi değişeceği için yoğunluğu değişir.
Maddenin sıcaklığı arttıkça genelde hacmi arttığı için kütlesi değişmez ama yoğunluğu değişir.
Sıcaklık :30 ºC
Kütle 120 g
Hacim: 10 cm³
d=m/v
d=120/10= 12g/ cm³
Sıcaklık :100 ºC
Kütle 120 g
Hacim: 12 cm³
d=m/v
d=120/12= 10g/ cm³
Hacimleri Eşit Farklı Maddelerin Yoğunluklarının Karşılaştırılması
 | Aynı hacimde iki maddeden yoğunluğu fazla olanın kütlesi de fazladır. K 1 Litre d=2,8 g/cm³ L 1 Litre d=2 g/cm³ dk >dL |  |
Eşit Kütledeki Farklı Maddelerin Yoğunluklarının Karşılaştırılması
 | Kütleleri ayını, hacimleri farklı iki maddeden hacmi az olanın yoğunluğu azdır. M 200cm³ d=2,8 g/cm³ N 100 cm³ d=2 g/cm³ dM >dN |  |
Hacmi Değişmeyen Kaplardaki Gazın Yoğunluğu
 | Hacmi değişmeyen kapalı bir kaba gaz eklendiğinde, gazın yoğunluğu artar. |
Sıvılarda Yüzme ve Batma Şartı
Bir cismin sıvıda yüzebilmesi için yoğunluğunun sıvıdan az olması gerekir. Tahta, yağ, köpük, buz gibi maddelerin yoğunlukları sıvının yoğunluğundan azdır.
Yüzme şartı
Sıvı içine bırakılan cismin yoğunluğu sıvıdan azsa cisim sıvı üzerinde yüzer.
d cisim < d sıvı
Denge Şartı
Sıvı içerisine bırakılan cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğuna eşitse cismin tamamı sıvı içinde kalacak şekilde sıvının diibine inmeden askıda kalır.
d sıvı = d cisim
Batma Şartı
Sıvı içine bırakılan cismin yoğunluğu sıvıdan fazla ise cisim sıvının tabanına değecek şekilde dibe batar.
d sıvı < d cisim
Birbirine karışmayan sıvıların yoğunlukları
Şekilde görüldüğü gibi birbirine karışmayan su ve yağ aynı kaba konulduğunda, yoğunluğu büyük olan su altta, yoğunluk küçük olan yağ ise üstte kalır.
Karışmayan Sıvıların Yoğunluğu
Yandaki görselde aynı kap içerisine konan ve birbiri içinde çözünmeyen sıvılar gösterilmiştir. Birbiri içinde çözünmeyen sıvılar, aynı kap içerisinde bulunmaları durumunda yoğunluğu büyük olan sıvı altta, küçük olan sıvı üstte olacak şekilde sıralanır.
Şekilde birbirine karışmayan A, B, C, D sıvılarının yoğunlukları a>b>c>d şeklindedir.
Yoğunluk Çevrimleri
SI birim sisteminde (Uluslar arası birim sistemi) yoğunluk birimi kg/m3‘tür.
Bunun yanında g/cm3 sıkça kullanılır.
Yoğunluk çevirmelerinde g/cm3 , g / mL ve kg / L’ye eşittir.
1 g / cm3 = 1 g/ml = 1 kg / L
1 g/cm3 = 1000 kg/m3
Not: Suyun yoğunluğu, 4 °C’de 1 g/cm3 veya 1 g/ml veya 1 kg / L’dir.
Su Yoğunluğunun Canlılar için Önemi
Sıvı haldeki maddeler soğudukça tanecikleri yavaşlar, birbirine yakınlaşır, hacmi azalır ve yoğunluğu artar. Ancak bu duruma uymayan tek sıvı sudur. Su donarken hacmi artar, bu nedenle yoğunluğu azalır. Saf suyun yoğunluğu 4˚C’ta 1 g/cm3 iken buzun yoğunluğu 0,9 g/cm3 ‘tür.
Suyun bu özel durumu canlılar için çok önemlidir. Buz tutan bir gölde, buz suyun üzerinden batmadan yüzer. Gölün dipten donması önlenmiş olur. Bu sayede göl içerisindeki canlıların yaşaması sağlanmış olur.
Not: Su donarak buza dönüştüğünde yoğunluğu azalır ve yüzer, zeytinyağ donarken yoğunluğu artar ve batar.