Yoğunluk birimleri. Kütle ve yoğunluk Bir maddenin yoğunluğu kütlenin oranıdır

Yoğunluk, bir maddenin kütlesi ve hacmiyle yakından ilişkili fiziksel bir parametredir. Bu parametreler arasındaki ilişki genellikle p = m / V formülü ile belirlenir; burada p, maddenin yoğunluğu, m, kütlesi ve V, hacimdir. Bu nedenle, hacimleri aynı, ancak kütleleri farklı olan maddelerin yoğunlukları görünüşte birbirinden farklıdır. Aynı kütleye sahip herhangi bir maddenin farklı hacimlere sahip olması durumunda da aynı şey söylenebilir.

Dünya gezegenindeki diğer tüm maddeler arasında gazlar en düşük yoğunluğa sahiptir. Sıvılar, kural olarak, kendilerine kıyasla daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir ve bu göstergenin maksimum değeri katılarda bulunabilir. Örneğin osmiyumun en yoğun metal olduğu kabul edilir.

Yoğunluk ölçümü

Yoğunluğu ve diğer konu alanlarını ölçmek için bu kavram, yoğunluğun bir maddenin kütlesi ve hacmi ile ilişkisine dayanan özel bir karmaşık ölçüm birimi benimsenmiştir. Dolayısıyla uluslararası SI ölçüm birimleri sisteminde, bir maddenin yoğunluğunu tanımlamak için kullanılan birim metreküp başına kilogramdır ve bu genellikle kg/m³ olarak gösterilir.

Bununla birlikte, yoğunluğun ölçülmesi gereken bir maddenin çok küçük hacimleri durumunda, bu genel kabul görmüş birimin santimetre küp başına gram sayısı olarak ifade edilen bir türevinin kullanımı kullanılır. Kısaltılmış haliyle bu birim genellikle g/cm³ olarak gösterilir.

Ayrıca, çeşitli maddelerin yoğunluğu sıcaklığa bağlı olarak değişme eğilimindedir: çoğu durumda sıcaklıktaki bir azalma, maddenin yoğunluğunda bir artışa neden olur. Örneğin, +20°C sıcaklıktaki sıradan havanın yoğunluğu 1,20 kg/m³'e eşitken, sıcaklık 0°C'ye düştüğünde yoğunluğu 1,29 kg/m³'e çıkacak ve daha da azalarak -50°C'de hava yoğunluğu 1,58 kg/m³'e ulaşacaktır. Aynı zamanda bazı maddeler, yoğunluklarındaki değişim belirtilen kalıba uymadığından bu kuralın bir istisnasıdır: buna örneğin su dahildir.

Maddelerin yoğunluğunu ölçmek için çeşitli fiziksel aletler kullanılır. Örneğin, bir sıvının yoğunluğunu hidrometre kullanarak ölçebilir ve katı veya gaz halindeki bir maddenin yoğunluğunu belirlemek için bir piknometre kullanabilirsiniz.

Kimya laboratuvarlarında yoğunluğun belirlenmesi sıklıkla gereklidir. Önceki yılların literatüründe ve eski yayınların referans kitaplarında çözeltilerin ve katıların özgül ağırlıklarına ilişkin tablolar verilmiştir. Bu miktar, bir maddenin özelliklerini karakterize eden en önemli fiziksel niceliklerden biri olan yoğunluk yerine kullanıldı.

Bir maddenin yoğunluğu, bir cismin kütlesinin hacmine oranıdır:

Bu nedenle bir maddenin yoğunluğu g/cm3 cinsinden * ile ifade edilir. Özgül ağırlık y, bir maddenin ağırlığının (yerçekiminin) hacmine oranıdır:

Bir maddenin yoğunluğu ve özgül ağırlığı, kütle ve ağırlıkla aynı ilişki içindedir;

burada g, serbest düşüş sırasında yer çekimine bağlı ivmenin yerel değeridir. Dolayısıyla özgül ağırlık "(g/cm2 sn2) ve yoğunluğun (g/cm3) boyutları ve bunların aynı birim sisteminde ifade edilen sayısal değerleri birbirinden farklıdır*.

Bir cismin yoğunluğu Dünya üzerindeki konumuna bağlı değildir; özgül ağırlığı ise Dünya üzerinde ölçüldüğü yere göre değişir.

Bazı durumlarda, belirli bir maddenin yoğunluğunun belirli koşullar altında başka bir maddenin yoğunluğuna oranı olan bağıl yoğunluk denilen yöntemi kullanmayı tercih ederler. Göreceli yoğunluk soyut bir sayı olarak ifade edilir.

Sıvı ve katı maddelerin bağıl yoğunluğu d genellikle damıtılmış suyun yoğunluğuna göre belirlenir:

P ve pb'nin aynı birimlerle ifade edilmesi gerektiğini söylemeye gerek yok.

Bağıl yoğunluk d, belirli sabit koşullar altında, alınan bir maddenin kütlesinin, maddeyle aynı hacimde alınan damıtılmış suyun kütlesine oranı olarak da ifade edilebilir.

Belirtilen sabit koşullar altında hem bağıl yoğunluk hem de bağıl özgül ağırlığın sayısal değerleri aynı olduğundan, referans kitaplarındaki bağıl özgül ağırlık tablolarını yoğunluk tabloları gibi kullanabilirsiniz.

Bağıl yoğunluk, kimyasal olarak homojen olan her madde ve belirli bir sıcaklıktaki çözeltiler için sabit bir değerdir. Bu nedenle, göre

* Bazı durumlarda yoğunluk g/ml cinsinden ifade edilir. g/cm3 ile g/ml cinsinden ifade edilen sayısal yoğunluk değerleri arasındaki fark çok küçüktür. Yalnızca aşırı hassasiyetle çalışırken dikkate alınmalıdır.

Bu nedenle çoğu durumda bağıl yoğunluk, bir maddenin bir çözeltideki konsantrasyonunu değerlendirmek için kullanılabilir.

* Birimlerin teknik sisteminde (MKXCC). temel birimin kütle birimi değil, kuvvet birimi - kilogram-kuvvet (kg veya kgf) olduğu, özgül ağırlık kg / m3 veya G / cm3 olarak ifade edilir. G/cm3 cinsinden ölçülen özgül ağırlık ile g/cm3 cinsinden ölçülen yoğunluğun sayısal değerlerinin aynı olduğunu ve bu durumun sıklıkla “yoğunluk” ve “özgül ağırlık” kavramlarının karıştırılmasına neden olduğunu belirtmek gerekir.

Tipik olarak, bir çözeltinin yoğunluğu, çözünen maddenin konsantrasyonu arttıkça artar (eğer çözünen maddenin kendisi çözücüden daha büyük bir yoğunluğa sahipse). Ancak artan konsantrasyonla yoğunluk artışının yalnızca belirli bir sınıra kadar çıktığı, daha sonra artan konsantrasyonla yoğunluğun azaldığı maddeler vardır.

Örneğin sülfürik asit %97,35 konsantrasyonda 1,8415 ile en yüksek yoğunluğa sahiptir. Konsantrasyondaki daha fazla artışa yoğunluğun %99,31'e karşılık gelen 1,8315'e azalması eşlik eder.

Asetik asit, %77-79 konsantrasyonunda maksimum yoğunluğa sahiptir ve %100 asetik asit, %41 ile aynı yoğunluğa sahiptir.

Bağıl yoğunluk belirlendiği sıcaklığa bağlıdır. Bu nedenle her zaman tespitin yapıldığı sıcaklığı ve suyun sıcaklığını (birim olarak alınan hacim) gösterirler. Referans kitaplarında bu, eft gibi uygun indeksler kullanılarak gösterilir; verilen tanımlama, bağıl yoğunluğun 200C sıcaklıkta belirlendiğini ve suyun 4°C sıcaklıktaki yoğunluğunun karşılaştırma için bir birim olarak alındığını gösterir.Ayrıca, bağıl yoğunluğun belirlendiği koşulları gösteren başka indeksler de vardır. örneğin R4 Ul, vb.

%90 sülfürik asitin bağıl yoğunluğunun ortam sıcaklığına bağlı olarak değişimi aşağıda verilmiştir:

Bağıl yoğunluk artan sıcaklıkla azalır ve azalan sıcaklıkla artar.

Bağıl yoğunluğu belirlerken, gerçekleştirildiği sıcaklığı not etmek ve elde edilen değerleri aynı sıcaklıkta belirlenen tablo verileriyle karşılaştırmak gerekir.

Ölçüm referans kitabında belirtilen sıcaklıkta yapılmadıysa, o zaman. derece başına bağıl yoğunluktaki ortalama değişiklik olarak hesaplanan bir düzeltme uygulanır. Örneğin, 15 ila 20 0C arasındaki aralıkta %90 sülfürik asidin bağıl yoğunluğu 1,8198-1,8144 = 0,0054 azalırsa, o zaman ortalama olarak 1 0C'lik bir sıcaklık değişimiyle (15 0C'nin üzerinde) bağıl yoğunluğun azaldığını varsayabiliriz. 0,0054'e göre: 5 = 0,0011.

Dolayısıyla, eğer tespit 18 0C'de yapılıyorsa, belirtilen çözeltinin bağıl yoğunluğu şuna eşit olmalıdır:

Bununla birlikte, bağıl yoğunluğa bir sıcaklık düzeltmesi eklemek için aşağıdaki nomogramın kullanılması daha uygundur (Şekil 488). Bu nomogram ayrıca, 20 °C standart sıcaklıkta hesaplanan bilinen bağıl yoğunluğun, bazen gerekli olabilecek diğer sıcaklıklardaki bağıl yoğunluğu yaklaşık olarak belirlemesini mümkün kılar.Sıvıların bağıl yoğunluğu kullanılarak belirlenebilir. hidrometreler, piknometreler, özel teraziler vb.

Hidrometreler kullanılarak bağıl yoğunluğun belirlenmesi.

Bir sıvının bağıl yoğunluğunu hızlı bir şekilde belirlemek için hidrometre adı verilen cihazlar kullanılır (Şekil 489). Bu, altta genişleyen ve sonunda atış veya özel bir kütle (daha az sıklıkla - cıva) ile doldurulmuş bir cam rezervuar içeren bir cam tüptür (Şekil 489, a). Hidrometrenin üst dar kısmında bölmeli bir ölçek bulunmaktadır. Sıvının bağıl yoğunluğu ne kadar düşük olursa, hidrometre o kadar derine batar. Dolayısıyla ölçeğinde bu hidrometrenin tespit edebileceği en küçük bağıl yoğunluk değeri üstte, en büyüğü ise altta gösterilir. Örneğin, bağıl yoğunluğu birden az olan sıvılara yönelik hidrometreler için aşağıdaki değer 1,000'dir, 0,990'ın üzerinde, hatta 0,980'in üzerinde vb.

Sayılar arasındaki boşluklar daha küçük bölmelere bölünerek göreceli yoğunluğun üçüncü ondalık basamak doğruluğuyla belirlenmesine olanak tanır. En doğru hidrometreler için ölçek, 0,2-0,4 birim aralığındaki bağıl yoğunluk değerlerini kapsar (örneğin, yoğunluğu 1.000 ila 1.200, 1.200 ila 1.400 vb. belirlemek için). Bu tür hidrometreler genellikle geniş bir aralıkta bağıl yoğunluğun belirlenmesini mümkün kılan kitler halinde satılmaktadır.

Sıcaklık düzeltmesine yönelik nomogram

Bazen hidrometreler, belirlemenin yapıldığı sıcaklığın aynı anda ölçülmesini mümkün kılan termometrelerle (Şekil 489.6) donatılır. Bir hidrometre kullanarak bağıl yoğunluğu belirlemek için sıvı, şekli ölçüm silindirine benzer, ancak bir ağız veya bölme olmadan en az 0,5 litre kapasiteli bir cam silindire (Şek. 490) dökülür. Silindirin boyutu hidrometrenin boyutuna uygun olmalıdır. Hidrometre daldırıldığında sıvı taşabileceğinden silindirin içine sıvıyı ağzına kadar dökmemelisiniz. Bu, konsantre asitlerin veya konsantre alkalilerin vb. yoğunluğunu ölçerken bile tehlikeli olabilir. Bu nedenle silindirdeki sıvı seviyesi, silindirin kenarının birkaç santimetre altında olmalıdır.

Bazen yoğunluğu belirlemek için kullanılan silindirin üst kısmında eşmerkezli olarak yerleştirilmiş bir oluk bulunur, böylece hidrometre daldırıldığında sıvı taşarsa masanın üzerine dökülmez.

Bağıl yoğunluğu belirlemek için silindirdeki sıvı seviyesini sabit tutan özel aletler vardır. Bu cihazlardan birinin şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 491. Bu, sıvıya daldırıldığında hidrometrenin yerini değiştiren sıvıyı boşaltmak için belirli bir yükseklikte bir çıkış borusuna (3) sahip olan bir silindirdir (2). Yer değiştiren sıvı, içinden sıvının boşaltılabileceği bir musluğa (5) sahip olan tüpe (4) girer. Silindir, üst kısmında silindirik bir uzantıya sahip olan bir dengeleme tüpü / aracılığıyla test sıvısıyla doldurulabilir.

Yoğunluk genellikle bir cismin, maddenin veya sıvının kütlesinin uzayda kapladığı hacme oranını belirleyen fiziksel bir miktar olarak adlandırılır. Yoğunluğun ne olduğundan, bir cismin ve bir maddenin yoğunluğunun nasıl farklılık gösterdiğinden ve fizikte yoğunluğun nasıl (hangi formül kullanılarak) bulunacağından bahsedelim.

Yoğunluk türleri

Yoğunluğun çeşitli türlere ayrılabileceği açıklığa kavuşturulmalıdır.

İncelenen nesneye bağlı olarak:

Homojen cisimler için bir cismin yoğunluğu, bir cismin kütlesinin uzayda kapladığı hacmine doğrudan oranıdır.
Bir maddenin yoğunluğu, bu maddeyi içeren cisimlerin yoğunluğudur. Maddelerin yoğunluğu sabittir. Farklı maddelerin yoğunluğunu gösteren özel tablolar vardır. Örneğin alüminyumun yoğunluğu 2,7*103 kg/m3'tür. Alüminyumun yoğunluğunu ve ondan yapılan cismin kütlesini bildiğimizde bu cismin hacmini hesaplayabiliriz. Veya cismin alüminyumdan oluştuğunu bilerek ve bu cismin hacmini bilerek kütlesini kolaylıkla hesaplayabiliriz. Biraz sonra yoğunluğu hesaplamak için bir formül çıkardığımızda bu miktarları nasıl bulacağımıza bakacağız.
Bir cisim birkaç maddeden oluşuyorsa, yoğunluğunu belirlemek için her madde için parçalarının yoğunluğunu ayrı ayrı hesaplamak gerekir. Bu yoğunluğa cismin ortalama yoğunluğu denir.

Vücudun oluştuğu maddenin gözenekliliğine bağlı olarak:

Gerçek yoğunluk, vücuttaki boşluklar dikkate alınmadan hesaplanan yoğunluktur.
Özgül ağırlık - veya görünen yoğunluk - gözenekli veya ufalanan bir maddeden oluşan bir gövdenin boşlukları dikkate alınarak hesaplanan yoğunluktur.

Peki yoğunluğu nasıl buluyorsunuz?

Yoğunluğu hesaplamak için formül

Bir cismin yoğunluğunu bulmaya yardımcı olacak formül aşağıdaki gibidir:

p = m / V, burada p maddenin yoğunluğu, m cismin kütlesi, V cismin uzaydaki hacmidir.

Belirli bir gazın yoğunluğunu hesaplarsak formül şöyle görünecektir:

p = M / V m p - gaz yoğunluğu, M - gazın molar kütlesi, V m - molar hacim, normal koşullar altında 22,4 l/mol'dür.

Örnek: Bir maddenin kütlesi 15 kg olup 5 litre yer kaplar. Maddenin yoğunluğu nedir?

Çözüm: değerleri formülde değiştirin

p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Cevap: Maddenin yoğunluğu 3 kg/l'dir.

Yoğunluk birimleri

Bir cismin ve maddenin yoğunluğunun nasıl bulunacağını bilmenin yanı sıra yoğunluk ölçü birimlerini de bilmeniz gerekir.

Katılar için - kg/m3, g/cm3
Sıvılar için - 1 g/l veya 10 3 kg/m3
Gazlar için - 1 g/l veya 10 3 kg/m3

Yoğunluk birimleri hakkında daha fazla bilgiyi yazımızdan okuyabilirsiniz.

Evde yoğunluk nasıl bulunur?

Evde bir cismin veya maddenin yoğunluğunu bulmak için ihtiyacınız olacak:

Terazi;
Gövde sağlam ise santimetre;
Bir sıvının yoğunluğunu ölçmek istiyorsanız bir kap.

Evde bir cismin yoğunluğunu bulmak için hacmini bir santimetre veya kap kullanarak ölçmeniz ve ardından cismi teraziye koymanız gerekir. Bir sıvının yoğunluğunu ölçüyorsanız, hesaplamaları yapmadan önce sıvıyı döktüğünüz kabın kütlesini çıkardığınızdan emin olun. Evde gazların yoğunluğunu hesaplamak çok daha zordur, çeşitli gazların yoğunluklarını gösteren hazır tabloların kullanılmasını öneririz.

Etrafımızdaki her şey farklı maddelerden oluşur. Gemiler ve hamamlar ahşaptan, ütüler ve karyolalar demirden, tekerleklerin lastikleri ve kalemlerin üzerindeki silgiler kauçuktan yapılır. Ve farklı nesnelerin farklı ağırlıkları vardır - herhangi birimiz sulu, olgun bir kavunu piyasadan kolayca taşıyabilir, ancak aynı büyüklükte bir ağırlık için terlememiz gerekecektir.

Herkes meşhur şakayı hatırlar: “Hangisi daha ağır? Bir kilo çivi mi yoksa bir kilo tüy mü? Artık bu çocukça numaraya kanmayacağız, ikisinin de ağırlığının aynı olacağını ancak hacminin önemli ölçüde farklı olacağını biliyoruz. Yani niye bu gerçekleşti? Neden farklı cisimler ve maddeler aynı boyutta farklı ağırlıklara sahiptir? Veya tam tersi, farklı boyutlarda aynı ağırlık mı? Açıkçası, maddelerin birbirinden bu kadar farklı olmasından kaynaklanan bazı özellikler vardır. Fizikte bu özelliğe maddenin yoğunluğu denir ve yedinci sınıfta öğretilir.

Bir maddenin yoğunluğu: tanımı ve formülü

Bir maddenin yoğunluğunun tanımı şu şekildedir: yoğunluk, bir maddenin kütlesinin hacim birimi cinsinden, örneğin bir metreküp cinsinden ne kadar olduğunu gösterir. Yani suyun yoğunluğu 1000 kg/m3, buz ise 900 kg/m3'tür, bu nedenle buz daha hafiftir ve kışın rezervuarların üzerinde bulunur. Yani bu durumda maddenin yoğunluğu bize neyi gösterir? Buz yoğunluğunun 900 kg/m3 olması, kenarları 1 metre olan bir buz küpünün ağırlığının 900 kg olduğu anlamına gelir. Ve bir maddenin yoğunluğunu belirleme formülü şu şekildedir: yoğunluk = kütle/hacim. Bu ifadede yer alan büyüklükler şu şekilde ifade edilir: kütle - m, cismin hacmi - V ve yoğunluk ρ (Yunanca "rho" harfi) harfiyle gösterilir. Ve formül şu şekilde yazılabilir:

Bir maddenin yoğunluğu nasıl bulunur?

Bir maddenin yoğunluğu nasıl bulunur veya hesaplanır? Bunu yapmak için vücut hacmini ve vücut ağırlığını bilmeniz gerekir. Yani maddeyi ölçüyoruz, tartıyoruz ve elde edilen verileri formülde yerine koyup ihtiyacımız olan değeri buluyoruz. Ve bir maddenin yoğunluğunun nasıl ölçüleceği formülden açıkça anlaşılmaktadır. Metreküp başına kilogram cinsinden ölçülür. Bazen santimetreküp başına gram gibi bir değer de kullanırlar. Bir değeri diğerine dönüştürmek çok basittir. 1 g = 0,001 kg ve 1 cm3 = 0,000001 m3. Buna göre 1 g/(cm)^3 =1000kg/m^3. Bir maddenin yoğunluğunun farklı toplanma durumlarında farklı olduğu da unutulmamalıdır. Yani katı, sıvı veya gaz halindedir. Katıların yoğunluğu çoğunlukla sıvıların yoğunluğundan daha yüksektir ve gazların yoğunluğundan çok daha yüksektir. Belki de bizim için çok yararlı bir istisna, daha önce de belirttiğimiz gibi, katı halde sıvı halden daha az ağırlığa sahip olan sudur. Suyun bu tuhaf özelliği sayesinde Dünya'da yaşam mümkün oluyor. Gezegenimizdeki yaşamın, bildiğimiz gibi, okyanuslardan kaynaklandığını biliyoruz. Ve eğer su diğer tüm maddeler gibi davransaydı, denizlerdeki ve okyanuslardaki su donardı, sudan daha ağır olan buz dibe çöker ve erimeden orada kalırdı. Ve yalnızca ekvatorda, küçük bir su sütununda çeşitli bakteri türleri biçiminde yaşam var olabilirdi. Böylece varlığımız için suya teşekkür edebiliriz.

Terazinin üzerine aynı hacimdeki demir ve alüminyum silindirleri yerleştirelim (Şekil 122). Terazilerin dengesi bozuldu. Neden?

Pirinç. 122

Laboratuar çalışmasında, ağırlıkların ağırlığını vücut ağırlığınızla karşılaştırarak vücut ağırlığını ölçtünüz. Terazi dengedeyken bu kütleler eşitti. Dengesizlik, cisimlerin kütlelerinin aynı olmaması anlamına gelir. Demir silindirin kütlesi alüminyum silindirin kütlesinden daha büyüktür. Ancak silindirlerin hacimleri eşittir. Bu, birim hacimdeki (1 cm3 veya 1 m3) demirin, alüminyumdan daha büyük bir kütleye sahip olduğu anlamına gelir.

Birim hacimde bulunan maddenin kütlesine yoğunluğu denir. Yoğunluğu bulmak için bir maddenin kütlesini hacmine bölmeniz gerekir. Yoğunluk Yunanca ρ (rho) harfiyle gösterilir. Daha sonra

yoğunluk = kütle/hacim

ρ = m/V.

SI yoğunluk birimi 1 kg/m3'tür.. Çeşitli maddelerin yoğunlukları deneysel olarak belirlenir ve Tablo 1'de sunulur. Şekil 123, V = 1 m3 hacminde bildiğiniz maddelerin kütlelerini gösterir.

Pirinç. 123

Katıların, sıvıların ve gazların yoğunluğu
(normal atmosfer basıncında)

Suyun yoğunluğunun ρ = 1000 kg/m3 olduğunu nasıl anlarız? Bu sorunun cevabı formülden kaynaklanmaktadır. V = 1 m3 hacmindeki suyun kütlesi m = 1000 kg'a eşittir.

Yoğunluk formülünden bir maddenin kütlesi

m = ρV.

Eşit hacimli iki cisimden madde yoğunluğu daha fazla olan cismin kütlesi daha büyüktür.

Demir ρ l = 7800 kg/m3 ve alüminyum ρ al = 2700 kg/m3 yoğunluklarını karşılaştırdığımızda, deneyde (bkz. Şekil 122) bir demir silindirin kütlesinin neden kütleden daha büyük olduğunu anlıyoruz. Aynı hacimdeki alüminyum silindirin

Bir cismin hacmi cm3 cinsinden ölçülürse, vücut kütlesini belirlemek için g/cm3 cinsinden ifade edilen yoğunluk değeri ρ'nin kullanılması uygun olur.

Homojen cisimler, yani tek maddeden oluşan cisimler için madde yoğunluk formülü ρ = m/V kullanılır. Bunlar hava boşlukları olmayan veya başka maddelerin safsızlıklarını içermeyen gövdelerdir. Maddenin saflığı ölçülen yoğunluğa göre değerlendirilir. Örneğin bir altın külçesinin içine eklenen ucuz metal var mı?

Düşün ve cevapla

Bir bardağın üzerine demir silindir yerine aynı hacimde tahta bir silindir konulsaydı terazinin dengesi nasıl değişirdi (bkz. Şekil 122).
Yoğunluk nedir?
Bir maddenin yoğunluğu hacmine bağlı mıdır? Kitlelerden mi?
Yoğunluk hangi birimlerde ölçülür?
Yoğunluk birimi g/cm3'ten yoğunluk birimi kg/m3'e nasıl geçilir?

Bilmek ilginç!

Kural olarak, katı haldeki bir maddenin yoğunluğu sıvı haldekiden daha yüksektir. Bu kuralın istisnası H2O moleküllerinden oluşan buz ve sudur.Buzun yoğunluğu ρ = 900 kg/m3, suyun yoğunluğu? = 1000 kg/m3. Buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha azdır; bu, maddenin katı halindeki (buz) sıvı durumuna (su) göre daha az yoğun molekül paketlenmesini (yani aralarındaki daha büyük mesafeleri) gösterir. Gelecekte suyun özelliklerinde çok ilginç başka anomalilerle (anormalliklerle) karşılaşacaksınız.

Dünyanın ortalama yoğunluğu yaklaşık 5,5 g/cm3'tür. Bu ve bilimin bildiği diğer gerçekler, Dünya'nın yapısı hakkında bazı sonuçlar çıkarmamızı sağladı. Yerkabuğunun ortalama kalınlığı yaklaşık 33 km'dir. Yerkabuğu esas olarak toprak ve kayalardan oluşur. Yer kabuğunun ortalama yoğunluğu 2,7 g/cm3, yerkabuğunun hemen altında yer alan kayaların yoğunluğu ise 3,3 g/cm3'tür. Ancak bu değerlerin her ikisi de 5,5 g/cm3'ten, yani Dünya'nın ortalama yoğunluğundan azdır. Buradan dünyanın derinliklerinde bulunan maddenin yoğunluğunun Dünya'nın ortalama yoğunluğundan daha büyük olduğu sonucu çıkıyor. Bilim insanları, Dünya'nın merkezinde maddenin yoğunluğunun 11,5 g/cm3'e ulaştığını, yani kurşun yoğunluğuna yaklaştığını ileri sürüyor.

İnsan vücut dokusunun ortalama yoğunluğu 1036 kg/m3, kanın yoğunluğu (t = 20°C'de) 1050 kg/m3'tür.

Balsa ahşabının ahşap yoğunluğu düşüktür (mantardan 2 kat daha az). Ondan sallar ve cankurtaran kemerleri yapılır. Küba'da, odununun yoğunluğu suyun yoğunluğundan 25 kat daha az olan, yani ρ = 0,04 g/cm3 olan Eshinomena dikenli kıl ağacı yetişir. Yılan ağacının odun yoğunluğu çok yüksektir. Ağaç, taş gibi suya batar.

Evde kendin yap

Sabunun yoğunluğunu ölçün. Bunu yapmak için dikdörtgen şekilli bir kalıp sabun kullanın. Ölçtüğünüz yoğunluğu sınıf arkadaşlarınızın elde ettiği değerlerle karşılaştırın. Ortaya çıkan yoğunluk değerleri eşit mi? Neden?

Bilmek ilginç

Zaten ünlü antik Yunan bilim adamı Arşimet'in hayatı boyunca (Şek. 124), onun hakkında efsaneler oluşmuştu, bunun nedeni de çağdaşlarını hayrete düşüren icatlarıydı. Efsanelerden biri, Siraküza kralı II. Heron'un düşünürden tacının saf altından mı yapıldığını yoksa kuyumcunun ona önemli miktarda gümüş karıştırıp karıştırmadığını belirlemesini istediğini söylüyor. Elbette tacın sağlam kalması gerekiyordu. Arşimed'in tacın kütlesini belirlemesi zor olmadı. Döküldüğü metalin yoğunluğunu hesaplamak ve saf altın olup olmadığını belirlemek için tacın hacmini doğru bir şekilde ölçmek çok daha zordu. Zorluk, şeklin yanlış olmasıydı!

Pirinç. 124

Bir gün, taçla ilgili düşüncelere dalmış olan Arşimet banyo yaparken aklına parlak bir fikir geldi. Tacın hacmi, onun tarafından yer değiştiren suyun hacmi ölçülerek belirlenebilir (düzensiz şekilli bir cismin hacmini ölçmenin bu yöntemine aşinasınız). Tacın hacmini ve kütlesini belirleyen Arşimet, kuyumcunun tacı yaptığı maddenin yoğunluğunu hesapladı.

Efsaneye göre tacın maddesinin yoğunluğu saf altının yoğunluğundan az çıkmış ve sahtekar kuyumcu kandırılmış.

Egzersizler

Bakırın yoğunluğu ρ m = 8,9 g/cm3, alüminyumun yoğunluğu ise ρ al = 2700 kg/m3'tür. Hangi madde daha yoğundur ve kaç kat daha fazladır?
Hacmi V = 3,0 m3 olan bir beton levhanın kütlesini belirleyin.
Kütlesi m = 71 g ise, hacmi V = 10 cm3 olan bir top hangi maddeden yapılmıştır?
Uzunluğu a = 1,5 m, yüksekliği b = 80 cm ve kalınlığı c = 5,0 mm olan pencere camının kütlesini belirleyin.
Toplam kütle N = 7 aynı çatı kaplama demiri m = 490 kg. Her bir tabakanın boyutu 1 x 1,5 m'dir, tabakanın kalınlığını belirleyin.
Çelik ve alüminyum silindirler aynı kesit alanına ve kütleye sahiptir. Hangi silindirin yüksekliği daha fazladır ve ne kadar?