Yoğunluk Hesaplama
Kütle / hacim ile yoğunluk (kg/m³).
Hesaplama Girişleri
Yoğunluk Nedir?
Yoğunluk (özkütle), bir maddenin birim hacmindeki kütlesidir. Suyun yoğunluğu 1 g/cm³ (veya 1000 kg/m³) olup referans değer olarak kullanılır. Yoğunluğu 1 g/cm³'den az olan maddeler suda yüzer; fazla olanlar batar. Yoğunluk maddeyi tanımlamada kullanılan temel fiziksel özelliktir ve sıcaklıkla değişir. Altının yüksek yoğunluğu (19.3 g/cm³) sahte altın tespitinde kullanılır.
Yoğunluk Formülü
ρ = m / V | m = ρ × V | V = m / ρ- ρ: Yoğunluk (g/cm³ veya kg/m³)
- m: Kütle (gram veya kilogram)
- V: Hacim (cm³ veya m³)
- 1 g/cm³ = 1000 kg/m³ = 1 kg/L
- Arşimet prensibi: Sıvıya batırılan cisim, kendi hacmi kadar sıvıyı iterek kaldırma kuvveti kazanır
Örnek Hesaplama
ρ = 270 g ÷ 100 cm³ = 2.70 g/cm³ = 2700 kg/m³
Bu yoğunluk alüminyuma karşılık gelir ve suya oranla 2.70 kat yoğundur. Su içinde batar.
Sık Sorulan Sorular
Yoğunluk neden maddeyi tanımlamada kullanılır?
Her maddenin yoğunluğu kendine özgüdür (belirli sıcaklık ve basınçta). Bu özellik sayesinde bilinmeyen bir madde yoğunluğu hesaplanıp tablolarla karşılaştırılarak tanımlanabilir. Arşimet bu yöntemi altın tacı incelemek için kullanmıştır.
Neden altın su içinde batar?
Altının yoğunluğu (19.3 g/cm³), suyun yoğunluğundan (1.0 g/cm³) 19.3 kat fazladır. Bir cisim ancak kendi hacmindeki suyun kütlesini geçmezse yüzer. Altının hacmine eşit su kütlesi, altının kütlesinden çok daha azdır; bu yüzden altın her zaman batar.
Buz neden suda yüzer?
Su 0°C'de donduğunda hacmi genişler. Buz yoğunluğu ≈ 0.917 g/cm³ olup sıvı sudan (1.000 g/cm³) daha azdır. Bu nedenle buz yüzer. Bu anomali hayat için kritik öneme sahiptir: göllerin alttan değil üstten donmasını sağlar.
Yoğunluk sıcaklıkla değişir mi?
Evet. Çoğu madde ısındıkça genleşir, hacmi artar, kütlesi aynı kalır; dolayısıyla yoğunluğu azalır. Sıcak hava balonu bu prensiple çalışır: ısınan hava seyrekleşir, yoğunluğu düşer ve balonla birlikte yukarı kalkar.