Madde ve Özellikleri: Madde ve Özkütle

Madde; boşlukta yer kaplayan, hacmi ,kütlesi ve eylemsizliği olan tanecikli yapıdır. Taş, hava, sıra vb. maddedir. Bütün maddeler atomlardan oluşur, tanecikli ve boşluklu yapıya sahiptir; ışık, ses, radyo dalgaları, akıl gibi kavramlar bu madde şartlarını sağlamamaktadır. Katı maddelerin şekil almış haline ise cisim denir. Örnek vermek gerekirse demir madde iken şekillenmiş hali olan tel, cisimdir.

Özkütle, Kütle ve Hacim İlişkisi

Kütle

Değişmeyen madde miktarıdır. Eşit kollu terazi ile ölçülür, m sembolü ile gösterilir çünkü ingilizcede ”mass” sözcüğü kütle anlamına gelmektedir ve bu yüzden de baş harfiyle simgelenir. Kütlenin SI birimi kg‘dır fakat kütlenin çok büyük ya da çok küçük olması halinde katları veya askatları kullanılabilir. Aşağıdaki şekile ek olarak kg’ın 100 katına Kental(q) ve 1000 katına ise Ton(t) denir.

Katlar ve İsimler	Sembol	Kilogram Karşılığı	Çarpan
Ton	t	1000 kg	$10^3$
Kental	q	100 kg	$10^2$
Kilogram	kg	1 kg	$1$
Hektogram	hg	0,1 kg	$10^{-1}$
Dekagram	dak	0,01 kg	$10^{-2}$
Gram	g	0,001 kg	$10^{-3}$
Desigram	dg	0,0001 kg	$10^{-4}$
Santigram	cg	0,00001 kg	$10^{-5}$
Miligram	mg	0,000001 kg	$10^{-6}$
Katlar ve İsimler	Sembol	Kilogram Karşılığı	Çarpan

Hacim

Maddenin uzayda kapladığı yerdir. V (volume) sembolü ile gösterilir SI birim sisteminde birimi $m^3$ tür. Hacmin çok büyük ve ya çok küçük olma durumunda katları veye askatları kullanılır.

Metreküp Cinsinden Hacim Birimleri

Metreküp, Katı cisimlerin hacimlerini ölçmek için SI birim sisteminde kullanılan ana birimdir. Bir cismin hacmi, boyutlarına göre farklı birimlerle belirtilebilir.

Katlar ve İsimler	Sembol	Metreküp Karşılığı	Çarpan
Metreküp	m³	1 m³	$1$
Desimetreküp	dm³	0,001 m³	$10^{-3}$
Santimetreküp	cm³	0,000001 m³	$10^{-6}$
Katlar ve İsimler	Sembol	Kilogram Karşılığı	Çarpan

Litre Cinsinden Hacim Birimleri

Litre, sıvı ve gazların hacmini belirlemekte sıklıkla kullanılan bir ölçü birimidir. Su, sirke, benzin, doğal gaz, sıvı deterjan, LPG gibi birçok sıvı ve gazın hacmini belirlemek için litre kullanılır. Doğal gaz ve LPG sıvılaştırılmış halleri nedeniyle, hacimleri litre cinsinden ölçülür.

1 \ dm^3 = 1 \ \text{litre}

1 \ cm^3 = 1 \ \text{mililitre}

Maddelerin Hacimlerinin Bulunmasında Kullanılan Yöntemler

Maddelerin hacimleri hesaplanırken farklı yöntemler kullanılabilir. Akışkanların hacmini hesaplarken konulduğu kabın hacmini bilmek yeterli olurken katılarda ise hacim cismin şekline göre belli yöntemlerle hesaplanır.

Katı cisim düzgün geometrik şekilde ise bunun için türetilmiş hacim formülleri ile hesaplanabilir ancak düzgün geometrik şekilli değil ise katı cisim çözünmediği bir sıvının içerisine atılarak hacmi ölçülür. Sıvıların hacmi, ölçeklendirilmiş dereceli silindir benzeri kaplar yardımıyla ölçülür.

Düzgün Geometrik Cisimlerin Hacimlerinin Ölçülmesi

Düzgün geometrik şekle sahip katıların hacmi heaplanırken cismin eni, boyu ve yüksekliği çarpılır. Düzgün geometrik cisimlerin hacmini hesaplamak için kullanılan formüller bu yöntemle türetilmiştir.

Dereceli silindir: Sıvıların hacimlerini ölçmeye yarayan eşit bölmeli, cam veya plastik şeffaf kaplardır.

Taşırma kabı: Akma seviyesine kadar sıvı alabilen ve içine bir cisim atıldığında cismin hacmi kadar sıvının başka bir kaba akmasını sağlayan kaplardır.

Özkütle

Sabit sıcaklık ve basınç altında, birim hacimde değişmeyen madde miktarına denir. Özkütle (density) d sembolü ile gösterilir ve SI birim sistemindeki birimi $kg/m^3$ tür. $Özkütle(d) = { kütle(m) \over hacim(V)}$ formülü ile hesaplanır ve birimi çeşitlenebilir; $g/cm^3,g/ml,kg/ml$ bu çeşitlere örnek verilebilir.

Karışımın Özkütlesi

Sabit basınç ve sıcaklıkta iki ya da daha fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybetmeden bir araya gelmesiyle elde edilen yeni maddeye karışım denir. Karışımda kullanılan maddeler birbiri içerisinde çözünüyor ise elde edilen karışım homojen olur. Homojen karışımların özkütlesi $d_k$ şeklinde gösterilir. Kütlesi $m_1$ hacmi $V_1$ olan bir sıvı ile kütlesi $m_2$ hacmi $V_2$ olan başka bir sıvı karıştırıldığında yeni karışımın öz kütlesi $d_k = {m_1+m_2\over V_1+V_2}$ şeklinde hesaplanır. Özetle karıştırılan sıvı sayısı artsa dahi $Toplam Kütle\over {Toplam Hacim}$ şeklinde özkütle hesaplanabilir.

Eşit kütle kullanılarak oluşturulan karışımın özkütlesi $d_k= 2.{d_1.d_2\over d_1+d_2}$
Eşit hacimde alınarak elde edilen karışımın özkütlesi $d_k = {d1+d2+…+dn\over n}$ şeklinde hesaplanır.
Kaplardaki sıvıların tamamı alınarak elde edilen karışımın özkütlesi $d1<d2$ ise $d1<d_k<d2$ olur

Birbirine karışmayan sıvılar aynı kaba koyulduğunda özkütlesi küçük olan üstte büyük olan altta birikir ve buna suya dökülen yağın yüzeyde birikmesi örnek verilebilir.

Özkütlenin Hayatımızdaki Yeri ve Önemi

Saf maddelerin (aynı cins atom ya da moleküllerden oluşan) sıcaklığa göre değişen bir özkütlesi bulunur. Sabit sıcaklık altında bu özkütle saf maddenin için sabittir ve konuma veya miktara göre değişmez.
Özkütle farkından dolayı saf maddeler içerisine atılan (ve birbirinde çözünmeyen) karışımlar birbirinden ayrıştırılabilmektedir. Örneğin; zeytinyağı – su, mazot – su karışımları özkütle farkı sayesinde kolayca birbirinden ayrılır.
Günlük hayatta; kuyumculuk faaliyetlerinde (altın madenciliğinde vb.), porselen yapımında, ebru sanatında ve kan tahlillerinin sonuçlandırılmasında özkütleden faydalanılır.