KÜTLE VE ÖZKÜTLE

KÜTLE VE ÖZKÜTLE
KÜTLE
Elinizdeki kalemi,bir taş parçasını,bir bardak suyu göz önüne alalım.Hepsinde belli miktarlarda madde vardır. Bu madde miktarlarına,bu cisimlerin kütlesi denir.
Bir bardak su ile bir bardak toz şekerin hacimleri aynı olduğu halde bunlardaki madde miktarlarının aynı olduğunu söyleyemeyiz.Öyleyse bu iki cismin içinde bulunan madde miktarlarını karşılaştırmak için bir yol var mıdır? Bir cismin kütlesi nasıl ölçülür?Bu soruya “terazi”ile ölçülür diyenleriniz olacaktır.Gerçekten bakkaldan 1 kg toz şeker ve 1 kg un aldığınız zaman aldığınız şeker ve un kütlelerinin farklı olduğu konusunda kuşkuya düşmezsiniz.
Bir demir parçası ile bir tahta parçasını,eşit kollu terazinin farklı kefelerine koyarak teraziyi dengelemiş olalım.Bu durumda demir parçası ile tahta parçasının aynı miktar maddeyi kapsadığını ve bunların kütlelerinin eşit olduğunu söyleriz.
Öyleyse,eşit kollu terazi ile cisimlerin rengine,biçimine ve neden yapılmış olduğuna bakmadan onların kütlelerini karşılaştırabiliriz.
Kütlelerin ölçülmesinde daha uygun ve ortak görüşe varabilmek için belli büyüklükte “madde parçası”seçip cisimlerin kütlelerini bunun kütlesi ile karşılaştırmak gerekir.Seçilen bu madde parçasının kütlesine “birim kütle” denir.
Kütle Birimi: Bu gün kütle birimi olarak, +4 de 1 atmosfer basınç altındaki 1 dm arı suyun kütlesini dengeleyen madde miktarı kullanılır.Bu kütleye “1 kg” denir. Kullanılış kolaylığı bakımından gram (g) ve miligram (mg) gibi küçük parçalar da yapılmıştır.
1 kg = 1000 g 1 g = 1000 mg dır.
a.KÜTLENİN ÖLÇÜLMESİ
Eşit kollu terazide,düzgün bir çubuk tam ortasından bir destek üzerine oturtulmuş ve çubuğun iki ucuna kefeler asılmıştır.Kefelerin asıldığı düzgün çubuğa terazi kolu denir.Terzi kolunun tam ortasına bir Gösterge bağlanmıştır.
Kefeler boşken gösterge,bölmelerin ortasında sıfırda durmalıdır.
Binicilerden sağdakini ortadaki desteğe olabildiğince yakın koyun.Soldaki biniciyi desteğe doğru ileri-geri hareket ettirerek göstergenin sıfırın iki yanına eşit miktarda gidip gelmesini sağlayın.Böylece terazi tartı yapmaya hazırlanmış olur.
Tartılacak cismi sol kefeye koyun.Sağ kefeye damgalı gramları koyarak teraziyi dengeleyin.Böylece,sağ kefedeki gramların kütlesini okuyarak sol kefeye konulan cismin kütlesini söyleyin.
Şekil 1-10 da,sol kefedeki cismin kütlesi; M = 1g + 5g = 6g dır.
Şekil 1-10 Bir cismin kütlesinin ölçülmesi.
Terazinin çok küçük maddeleri tartacak duruma getirilmesi
Tartı yapacak durumdaki terazinin sol kefesine 1 gramlık kütleyi koyalım.Dengeyi sağlamak için sağdaki biniciyi sağ kefeye doğru kaydıralım.Denge sağlandığı anda bu binicinin ilk bulunduğu yer ile şimdiki yerini işaretleyip bu aralığı 10 eşit parçaya bölelim.Bu durumda binicinin her bölme hareketi 1 gramın onda biri kadar yani 0,1 gramlık fark oluşturur.
Örnek: Kefeler boşken sol kefeye 1g lık kütle konulup sağdaki binici,denge sağlanıncaya kadar,sağa kaydırılıyor.Binicinin ilk ve son bulunduğu noktalar arası 5 eşit parçaya bölünüyor.
Böyle bir terazide sol kefeye M kütlesi,sağ kefeye 2 ve 5g lık kütleler konulup binici 3. bölmeye getirilerek denge sağlanıyor.Cismin M kütlesi kaç g dır?
Çözüm: Terazinin sağ kolu 5 eşit parçaya bölündüğü için binicinin her bölme hareketi,
= 0,2 g lık fark oluşturur.
Terazi dengede olduğu için,cismin kütlesi:
M = 2g + 5g + 3 x 0,2g
M = 7.6g dır.
b.KÜTLENİN KORUNUMU
Fiziksel ve kimyasal değişmelerde dışarıdan madde eklenmedikçe toplam kütle değişmez.Buna kütlenin korunumu (Lavoiser yasası) denir.Kütle ölçüsü madde miktarlarının karşılaştırılmasında hacim ölçüsüne göre daha güvenlidir.
Deney:Buz ile suyun toplam kütlesi
Geniş ağızlı küçük bir plastik kaba yarısına kadar su doldurup kapağı ile birlikte tartın.Sonra kaba biraz buz koyarak yeniden tartıp,kaba koyduğunuz buz kütlesini hesaplayın. Buz eriyene kadar bekleyip kabı yeniden tartın.Buzun erimesi sırasında toplam kütlede değişiklik olmamıştır.
ÖZKÜTLE
 
Şekil 1-15 Özkütle için
Aynı tür maddeden yapılmış bir kenarı 2cm olan küpleri Şekil 1-15 teki gibi birleştirelim.Bir küpün hacmi ve kütlesi olarak ölçülmüş olsun.
Yan yana getirilmiş 2 küpten oluşan cismin hacmi ve kütlesi ve yan yana getirilmiş üç küpten oluşan cismin hacmi ve kütlesi dır.
Buradan görülüyor ki aynı tür maddeden yapılmışta olsalar bir maddenin kütlesi ve hacmi miktara bağlı olarak değişmektedir.
Bir maddenin kütlesinin hacmine bölümü sabit bir sayıyı verir.Bu sabit değere ÖZKÜTLE denir.Özkütle,miktara bağlı değildir,cismin türü ile ilgilidir.Özkütle d ile gösterilirse,
olur.
BİRİM TABLOSU
kütle hacim özkütle
simgesi M V d
birimi kg
Özkütlenin SI birim sistemindeki birimi tür.Ancak kütle birimi gram (g),hacim birimi alınarak özkütle birimi , kütle birimi g ,hacim birimi litre(l) alınarak,özkütle birimi g / l olarak da kullanılır.
a.KATILARIN ÖZKÜTLESİNİN ÖLÇÜLMESİ
Özkütle olduğundan,bir cismin özkütlesini hesaplayabilmek için M kütlesi ve V hacmi ölçülmelidir.
Deney: Katıların özkütlesinin ölçülmesi
Araç ve gereçler:
Terazi,tartım takımı,cetvel,küp.
Bir küp alarak bir kenarının uzunluğunu ölçüp hacmini hesaplayın.Kütlesini tartın.Kütleyi hacme bölerek özkütlesini bulun.
Örnek: Özkütlesi olan ve suda erimeyen katı maddeden yapılmış 10 özdeş bilye, içinde su bulunan bölmeli bir kaba konulduğunda,suyun düzeyi çizgisine kadar yükseliyor. Bilyelerden bir tanesinin kütlesi kaç gramdır ?
Çözüm:
10 bilyenin hacmi: – = ve
1 bilyenin hacmi: ’ tür.
M=d.V
M=2g/ .
M=8g dır.
b. SIVILARIN ÖZKÜTLESİNİN ÖLÇÜLMESİ Deney:Sıvıların özkütlesinin ölçülmesi
Araç ve gereçler:
Terazi,tartım takımı,dereceli kap,beher,iki farklı sıvı.
Dereceli kap ile hacmini ölçtüğünüz bir sıvıyı,önceden tartmış olduğunuz bir kaba boşaltın.Sıvı ile kabı birlikte tartın ve bulduğunuz değerden kabın kütlesini çıkararak sıvının kütlesini bulun. den sıvının özkütlesini hesaplayın.
Sıvı karışımlarının özkütlesi:
Kütlesi ,hacmi olan sıvı ile kütlesi ,hacmi olan başka bir sıvı karıştırıldığında, karışımın ;
kütlesi = + ve
hacmi = + olur.
Karışımın özkütlesi ise den bulunur.
Örnek:Şekil 1-21 deki grafik,aynı sıcaklıkta bulunan x ve y sıvılarının M kütlesinin V hacmine göre değişimini gösteriyor. Aynı sıcaklıkta x ten , y den alınıp yapılan karışımın özkütlesini bulunuz.
Çözüm:
x ten alınırsa, kütlesi = 45g ve
y den alınırsa kütlesi = 15g olur.
Karışımın özkütlesi;
= 4g / bulunur.
c.GAZLARIN ÖZKÜTLESİNİN ÖLÇÜLMESİ
Deney: Gazların özkütlesinin ölçülmesi
Araç ve gereçler:
Terazi,tartım takımı,delikli tahta,büyük tüp,aspa tableti,tek delikli tıpa,dik açılı boru,40-50cm kadar lastik boru,şişe (1/2 litrelik ) , küvet, kova , kıskaç, dereceli silindir, su.
Deney tüpüne kadar su koyun.Tüpü bir aspa tableti ( kalsiyum sandoz tableti de olur.) ile birlikte tartın. değerini yazın.Şişeyi su ile doldurup ağzına kağıt kapattıktan sonra ters çevirerek suya batırın ve kağıdı çekin.Lastik hortumu şişe içine sokun.Aspa tabletini tüpe atar atmaz tıpayı ağzına kapatıp çıkan gazı şişe içinde toplayın.Gazın hemen hepsi 10-15 dakikada çıkar.15 dakika sonra çıkış borusunu şişeden çıkarıp tüpten ayırın.Bu sırada şişeyi devirmemeğe özen gösterin.
Tüpü içindekilerle birlikte tartın, g olsun. – = tüpten çıkıp şişede toplanan gazın kütlesini verir.
Şişenin içindeki su düzeyi ile kaptaki su düzeyi aynı olana kadar şişeyi aşağı veya yukarı hareket ettirip şişenin ağzını tıpa ile kapatın.Şişeyi sudan çıkarıp ters çevirin.
Şişenin hacminden şişede kalan suyun hacmini çıkararak şişeden boşalan suyun hacmini bulun.Böylece şişede toplanan gazın hacmini ölçmüş olursunuz. ifadesinden gazın özkütlesini hesaplayın.
Aynı tür madde için,aynı koşullarda,özkütle hep aynı bulunur. Özkütle acaba farklı maddeler için her zaman farklı mıdır? Deneyler,bunun her zaman böyle olmadığını göstermektedir. Sözgelişi su, amil benzoat, amil nitrat, toluidin gibi maddeler farklı maddeler olduğu halde hepsinin de özkütleleri eşit ve 1,000g/ tür. Buna göre, özkütle maddeyi ayırt etmekte yararlı bir araç olmakla birlikte,tek başına yeterli değildir. Başka ayırt edici özelliklere de bakmak gerekir.
Bazı Maddelerin Özkütleleri
(Gazlara ait değerler atmosfer basıncı ve oda sıcaklığı içindir)
Katılar Sıvılar Gazlar
platin 21,4 cıva 13,6 klor 3,21.10
altın 19,3 sülfürik asit 1,83 bütan 2,52.10
kurşun 11,3 asetik asit 1,05 karbondioksit 1,98.10
bakır 8,92 su 1,00 oksijen 1,43.10
bronz 8,80 benzin 0,879 hava 1,29.10
demir 7,86 aseton 0,792 azot 1,25.10
kalay 7,27 etil alkol 0,789 amonyak 0,771.10
çinko 7,10 helyum 0,178.10
alüminyum 2,70 hidrojen 0,0899.10
kükürt 2,52
sodyum klorür 2,16
Cıva, burada özkütle bakımından diğerlerine uymayan bir sıvıdır. Öteki sıvılar metal olmadığı halde cıva bir metaldir.
Bu içerik internet kaynaklarından yararlanılarak sitemize eklenilmiştir