Yoğunluk nedir?
Herhangi bir maddenin bir birim hacminin kütlesine yoğunluk denir. Peki, yoğunluk nasıl hesaplanır?
Bir maddenin yoğunluğu, kütle ve hacmine bağlıdır.
Kütle, madde miktarına denir. Kütle birimleri kilogram ve gramdır. Hacim ise maddenin uzayda kapladığı yerdir. Hacim birimleri santimetreküp (cm3), litre, metreküp (m3) olarak kullanılır.
Yoğunluğu farklı sıvı maddeler bir kap içine konulduğunda, yoğunluğu fazla olan sıvı kabın en altında kalır. Yoğunluğu az olan ise kabın en üstünde yer alır.
Yoğunluğu hesaplayabilmek için maddenin kütlesi ve hacminin bilinmesi gerekir. Kütlenin hacme bölünmesi ile yoğunluk bulunur.
Formülle gösterirsek, “yoğunluk = kütle/ hacim” dir.
Bir maddenin yoğunluğunun bulunabilmesi için kütlesi ve hacminin ölçülmesi gerekir. Maddenin kütlesinin ölçülebilmesi için terazi kullanılır.
Sıvıların hacmini ölçmek için dereceli silindir kullanılır.
Gazların hacmi, içinde bulundukları kabın hacmi kadardır. Katıların hacmini ölçmek için, eğer düzgün şekilli bir cisim ise hesaplama yapılır. Katı düzgün değilse ve su içinde de çözünmüyorsa, cismi sıvı içerisine atıp taşan sıvının hacmi ölçülür. Taşan sıvının hacmi cismin hacmini verir.
Bir cismin suda yüzebilesi için yoğunluğunun sudan az olması gerekir.
Aynı hacimde iki maddeden yoğunluğu fazla olanın kütlesi de fazladır. Aynı kütledeki iki cisimden yoğunluğu fazla olan cismin hacmi daha azdır. Hacmi değişmeyen kapalı bir kaba gaz eklendiğinde, gazın yoğunluğu artar.
Isınan bir maddenin hacmi artar, yoğunluğu azalır. Sıcak havanın yoğunluğu, soğuk havanın yoğunluğundan azdır.
Yoğunluk ikiye ayrılır:
Mutlak yoğunluk
Katı ve sıvıların yoğunluğu ısı ve basınçla çok az değişir. Gazların yoğunluğu ise ısı ve basınçla çok değişir. Bu nedenle gazların yoğunluğu tarif edilirken bulunduğu sıcaklı ve basınç değerleri de verilir. Maddelerin yoğunlukları birbirinden çok farklılıklar gösterir.
Bağıl (İzafi) yoğunluk
Verilen bir hacimdeki bir cismin kütlesinin, aynı hacimdeki bir mukayese cisminin kütlesine oranıdır. Aynı zamanda verilen cismin yoğunluğunun, mukayese cisminin yoğunluğuna oranı olarak da tarif edilebilir. Her iki durumda da bağıl yoğunluk boyutsuz bir büyüklüktür. Bu sebepten dolayı bu sayı her türlü birim sisteminde aynıdır.
Bağıl yoğunluğun belirlenmesinde mukayese cismi olarak 4°C’deki su alınır. Suyun yoğunluğu ise bu sıcaklıkta 1 gr/cm3tür. Gazların bağıl yoğunluğunun belirlenmesinde de 0°C ve bir atmosfer basıncındaki hava alınır. Gazların yoğunluğu sıcaklık ve basınçla değiştiğinden dolayı, bunların belirtilmesi önemlidir.