madde ve özellikleri 1

MADDE ve ÖZELLİKLERİ
KÜTLENİN ÖLÇÜLMESİ
Madde Nedir?
Kütle, bir cismin sahip olduğu madde miktarının
bir ölçüsüdür. "m" ile gösterilir. SI birim sisteminde kütle
birimi kilogram (kg) dır.
Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan varlıklara
madde denir. Örneğin hava, su, toprak birer maddedir.
Maddeler doğada katı, sıvı, gaz ve plazma
hâlinde bulunur. Örneğin, suyun döngüsünde kar ya da
dolu suyun katı hâli, yağmur sıvı hâli, bulut ise gaz hâlidir.
Basınç ve sıcaklık değişimleri maddenin kütlesini
değiştirmez.
Küçük kütleli maddelerin tartımlarında kg' ın ast
katları olan gram (g) ve miligram (mg) da yaygın olarak
kullanılır.
Maddelerin çoğunu görebiliririz. Su, taş, toprak,
defter, kitap, sıra... vb. maddeler görebildiğimiz maddelerdir.
Bazı maddeleri ise göremediğimiz hâlde duyu
organlarımızla hissedebiliriz. Hava ve koku gibi maddeleri
göremeyiz ama hissedebiliriz.

Isı, ışık, ses, düşünceler ve fikirler ise madde
değildir.
Katı maddelerin şekil almış hâline cisim denir.
Tüm maddeler atom denilen taneciklerden oluşur.
Aynı tür atomlardan oluşan maddelere element, farklı
atomlardan oluşan maddelere de bileşik denir.
Maddelerin Ortak Özellikleri
Maddelerin ortak özelliği, her maddede aynı olabilen özellik demektir. Maddelerin ortak özellikleri;
10 g = 1 dag ,
100 kg = 1 q ,
Maddelerin Ayırt Edici Özellikleri















X
X
X
X
X
X
X
X







X














100 g = 1 hg ,
1000 g = 1 kg
1000 kg = 1 t
Kefelerden
birine
kütlesi ölçülecek medde, diğerine ise birim kütleler konulur.
Kollar yatay durumda dengeye
geldiğinde maddenin kütlesi birim kütlelere eşit olur. Terazinin
kolları üzerinde bulunan biniciler ise daha hassas ölçüm
yapılmasına yardımcı olurlar. Binicinin terazinin bölmelendirilmiş kolu üzerinde bir aralık yer değiştirmesinin bulunduğu taraftaki kefeye etkisi, terazinin hassasiyetini verir.
Her maddede farklı olan ve maddeleri birbirinden
ayırt etmeyi sağlayan özelliklere maddelerin ayırt edici
özellikleri denir. Ayırt edici özellikler madde miktarına
bağlı değildir.




Eşit kollu terazinin
adından da anlaşıldığı gibi kolları eşit uzunlukta ve kefeleri
özdeştir. Kefeler boş iken terazinin kolları yatay olarak
dengededir.
Tüm maddeler atomlardan oluştuğu için tanecikli
ve boşluklu yapıdadır. Atomların özelliklerine göre, maddelerin boşluk miktarları maddeden maddeye farklılık gösterir.



Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür. Maddelerin
kütleleri eşit kollu terazi ile ölçülürken birim kütle denilen
bir miktar seçilir. Maddelerin kütleleri birim kütle olarak
seçilen madde parçasının kütlesi ile karşılaştırılır.
Her maddenin bir kütlesi ve hacmi vardır.
Maddeler bulundukları ortamda durumlarını korumak ister.
Maddelerin duruyorsa durmasına, hareket ediyorsa
hızlarını ve yönlerini değiştirmeden hareketlerini devam
ettirmesine maddelerin eylemsizlik özelliği denir.


Kütle birimleri onar onar artar ve azalırlar.
1 g = 10 dg = 100 cg = 1000 mg
1. Kütle
2. Hacim
3. Eylemsizlik
4. Tanecikli yapıdır.




Ağırlık, yerin cisme uyguladığı çekim kuvvetidir.
G ile gösterilir. Ağırlık, yerçekimi ivmesine bağlı olduğundan değişkendir. Vektörel bir büyüklüktür. Dinamometre ile
ölçülür. Birimi Newton(N) dur.

 Bir cismin kütlesi m, ağırlığı G ile gösterilirse ;
G = m.g bağıntısı vardır. Burada kütle birimi kg, ağırlık
birimi ise Newton (N) dur. g ise yerçekimi alan şiddetidir.
g = 9,8 N/kg olup, ekvatordan kutuplara gidildikçe birazcık artar.

X
X


1
MADDELERİN HACMİ
Katı Cisimlerin Hacimlerinin Ölçülmesi
Maddelerin uzayda kapladığı yere hacim denir.
Hacim V sembolü ile gösterilir. SI’ da hacim ölçüsü birimi
m3 tür. m3, bir kenarı 1m olan küpün hacmidir.
Kilometreküp (km3)
Hektometreküp (hm3)
Dekametreküp (dam3)
1- Geometrik Biçimli Cisimlerin Hacimlerinin
Ölçülmesi
Geometrik biçimli dikdörtgenler prizması, küp,
silindir, piramit, küre, koni gibi katı cisimlerin hacimlerini
hesaplayabilmek için önce cisimlerin boyutları ölçülür. Bu
değerler hacim bağıntısında yerine konulur ve şeklin hacmi
hesaplanır.
Hacim = Taban alanı . Yükseklik
Üst katları
Metre küp (m3)
Desimetreküp (dm3)
Santimetreküp (cm3)
Milimetreküp (mm3)
Küp
Ast katları
a
Hacim ölçüsü birimleri biner biner büyür, biner
biner küçülür.
Özellikle sıvılarda sıkça kullanılan bir başka
hacim birimi ise litre (L) dir.
a
a
1 L = 1 dm3 = 1000 cm3 tür.
1 mililitre (mL) = 10-3 L = 1 cm33

c
1m3 = 1000 dm3
-3
1 dm3 = 1000 cm3 = 10 m3
-3
-6
1 cm3 = 1000 mm3 = 10 dm3 = 10 m3
-9
1mm3 = 10 m3
V=a.b.c
b
a
Silindir
ÖRNEK :
12 mm3 = ................... cm3
12 mm3 = ................... dm3
12 mm3 = ................... m3
3 m3 = .................... dm3
3 m3 = ................... cm3
3 m3 = ................... mm3
V = a.a.a = a3
; 8 m3 = ....................... L
; 21 dm3 = ...................... mL
; 5 cm3 = ...................... m3
; 0,1 dm3= ...................... mm3
;
6 L = ..................... cm3
; 4 mL= ....................... L
V =  . r2 . h
h
r
Küre
Sıvıların Hacimlerinin Ölçülmesi
Sıvılar akışkandır ve belli
bir şekilleri yoktur. Bulundukları
kabın şeklini alırlar. Bu nedenle
sıvıların hacmi dereceli silindir ya
da litre kabı ile ölçülür.
Birbirine karışmayan ve
birbiri içinde çözünmeyen sıvılar
bir kaba konulduğunda toplam
hacim sıvıların ayrı ayrı hacimlerinin toplamına eşit olur.
r
4
 . r3
3
V=
 Koni, piramit gibi geometrik cisimlerin tepesi
sivrilerek nokta halini almıştır. Tepesi sivri bu cisimle için de
aynı kural uygulanır. Fakat bunların tepesi inceldiğinden
sonuç 3’ e bölünür.
Dereceli silindir
Alkol - su karışımında
durum böyle olmaz. Su ile alkol
birbirine karıştırıldığında karışımın hacmi, su ile alkolün ayrı
ayrı hacimlerinin toplamından
küçük olduğu görülmektedir. Bu
durum, sıvıların da içinde boşluk
olduğunu ve çözücü sıvının bu
boşlukları doldurduğunu gösterir.
Koni
Piramit
h
h
r
a
V=
Litre kabı
2
 . r2 . h
3
V=
a. b.h
3
b
2-Düzgün Biçimli Olmayan Cisimlerin
Hacimlerinin Ölçülmesi
Kuru Kumun Hacminin Ölçülmesi
Dereceli kapta bulunan kuru kumun üzerine su
döküldüğünde, su dereceli silindirdeki kum seviyesini
geçiyorsa karışımın hacmi, su ve kuru kumun ayrı ayrı
hacimlerinin toplamından daha küçük olur. Bunun nedeni,
kuru kum taneciklerinin arasında hava boşluğu olması ve
suyun bu boşlukları doldurmasıdır.
Kaşık, taş parçası, kum gibi şekli düzgün olmayan
katı maddelerin hacimlerinin ölçülmesinde, cisimlerle yer
değiştiren sıvının hacminin ölçülmesinden yararlanılır.
İki madde evrende aynı
yeri işgal edemiyeceklerinden
dolayı, bir taş parçası tamamen
su dolu kaba atıldığında, sıvıda
erimemek şartıyla, hacmine eşit
hacimde su taşırır. Taşan suyun
hacmi ölçülerek taşın hacmi
bulunur.
Tamamen dolu olmayan
derceli bir kap içindeki sıvıya
cisim atıldığında, cismin hacmi
kadar hacimde sıvı yer değiştirir.
Cisim atılmadan önce sıvı
düzeyi V1, atıldıktan sonra sıvı
düzeyi V2 düzeyine geliyorsa, cismin hacmi,
Buna göre, kumun gerçek hacmi, karışımın hacminden suyun hacmi çıkarılarak bulunur.
su
Vkum = Vkarışım - Vsu
Kum tanecikleri arasındaki havanın hacmi ise,
kum ve havanın ayrı ayrı hacimlerinin toplamından,
karışımın hacmi çıkarılarak bulunur.
V1
Vhava = Vbeklenen- Vkarışım
ÖRNEK 1:
Dereceli silindirde bulunan 60 cm3 kuru kum üzerine 80 cm3
hacmindeki su eklenince toplam hacim 125 cm3 oluyor. Buna
göre;
a) Kum tanecikleri arasındaki havanın hacmi kaç cm3 tür?
b) Kum taneciklerinin hacmi kaç cm3 tür?
c) Kuru kumun hacimce % kaçı havadır?
V2
V1
Vcisim = V2 - V1
eşitliğinden bulunur.
a) 15cm3 b) 45cm3 c) %25
Bu hacim ölçme yöntemine sıvının yer
değiştirmesi yöntemi denir. Böyle bir yöntemle düzgün
geometrik biçimli cisimlerin de hacmi bulunabilir.
Eğer katı bir cisim sıvı içine atıldığında çözünüyorsa, cismin gerçek hacmini bulamayız. Çünkü, katı cismin katı hâli ile sıvı hâlinin hacmi eşit değildir. İkinci neden
ise, katı cismin içinde olabilecek hava boşluklarından
dolayı eridiğinde hava, sıvıdan kabarcıklar halinde çıkar
ve katı hacmi ile sıvı haldeki hacmi eşit olmaz. Bundan
dolayı düzgün biçimli olmayan cisimlerin hacmi ölçülürken
sıvı içinde çözünmemesi gerekir.
ÖRNEK 2:
300 cm3 hacminde su, V hacmindeki kuru kuma katılmış
ve karışımın toplam hacmi 600 cm3 olmuştur.
ÖRNEK :
Hacmi V kadar olan katı bir
X cismi, içerisinde 45 cm3
çizgisine kadar su bulunan
dereceli kaba konulduğunda su düzeyi Şekil -2 deki
gibi 70 cm3 çizgisine kadar
çıkıyor.
Kuru kum tanecikleri arasında % 40 oranında hava
olduğuna göre, kuru kumun V hacmi kaç cm3 tür?
su
su

(V=500 cm3)
3
70cm
3
45cm
X

Gazların Hacimlerinin Ölçülmesi
Buna göre, V kaç cm3 tür?
Gazlar, içine konuldukları kabın tümünü doldurduklarından, gazların belirli bir hacmi olduğu söylenemez.
Katı ve sıvıların ise belirli bir hacmi vardır. Bir gazın hacmi,
içine konulduğu kabın hacmine eşittir. Örneğin; hacmi 1L
olan bir kaptaki havanın hacmi de 1L dir. Bu kaptaki hava,
hacmi 5L olan başka bir kaba aktarılırsa havanın hacmi de
5L olur.
Gazların hacmi sıcaklık, basınç gibi dış etkenler
vasıtası ile değişir. Örneğin; lastik balonun sıcak yerde
hacmi büyür, soğuk yerde hacmi küçülür.
(25 cm3)
3
ÖZKÜTLE
Özkütle-Kütle ve Özkütle-Hacim Grafikleri
Bir maddenin birim hacminin kütlesine özkütle
denir. Özkütle d sembolü ile gösterilir.
Özkütle =
Kütle
Hacim
d=
Arı haldeki bir maddenin,
sıcaklığı ve üzerine etki eden
basınç sabit ise; kütle-hacim grafiği
doğrusal olarak değişir. Böyle bir
durumda kütle arttıkça hacim de
artar.
m
V
3
SI birim sisteminde kütle kg, hacim m olduğundan özkütlenin birimi kg / m3 şeklindedir. Özkütlenin birimi
g / cm3 ya da g / L olarak da kullanılmaktadır.
kütle

hacim
Kütle-hacim grafiğinin eğimi (tan ) özkütleyi verir.
Sabit basınç ve sabit sıcaklıkta kütle-hacim grafiğinin eğimi
de sabittir.
özkütle
Şekil-I de, kütlenin artmasına
rağmen
özkütlenin
değişmemesi, maddenin hacminin
de kütle ile orantılı olarak arttığı
kütle
anlamına gelir.

 Her maddenin sabit sıcaklık ve basınçta, kendine özgü
sabit bir özkütlesi vardır. Bu nedenle özkütle, madde
miktarına bağlı değildir, sadece madde türüne bağlıdır.
Şekil-II de, hacmin artmasına
rağmen
özkütlenin
değişmemesi maddenin kütlesinin
de hacmi ile orantılı olarak arttığı
anlamına gelir.
 Sabit basınç ve sıcaklık altında her maddenin özkütlesi
farklıdır. Bu nedenle özkütle maddeler için ayırt edici bir
özelliktir.
özkütle
hacim

 Aynı şartlarda özkütle, kütle ve hacim miktarlarına bağlı
değildir. Çünkü, kütle arttıkça maddenin cinsine göre
hacmi de artar, oran sabit kalır.
Bir maddenin özkütlesini değiştirmek için ya
basıncını, ya da sıcaklığını değiştirmek gerekir.
 Aynı şartlar altında özkütleleri eşit olan maddeler aynı
madde olabilir. Özkütleleri farklı olan maddeler ise kesinlikle farklı maddelerdir.
Kütle sabit kalmak şartıyla bir maddeye basınç
uygulanırsa, madde sıkışacağından hacmi küçülür. Kütle
sabit kaldığı için özkütlesi artar.
 Sıcaklık özkütleyi etkileyen bir faktör olduğu için, maddelerin aynı sıcaklıktaki özkütleleri karşılaştırılabilir.
Farklı sıcaklıklarda özkütleleri eşit olan iki cismin, aynı
sıcaklıkta özkütleleri eşit olmaz.
Bir maddenin hâl değişimi olmayacak şekilde
sıcaklığı artırılırsa, hacmi artar. Dolayısıyla kütle sabit
kaldığından özkütlesi azalır. Sıcaklıkla özkütle ters orantılıdır.
 Bir cisim, özkütleleri farklı olan iki sıvı içerisinde, farklı
miktarlarda batar. Cisim, özkütlesi küçük olan sıvıda
daha fazla batarken, özkütlesi büyük olan sıvıda daha
az batar.
ÖRNEK 1:
Kenar uzunluğu 2 cm olan küp şeklindeki bir cismin kütlesi 72 g olarak ölçülmüştür. Küpün yapıldığı maddenin
özkütlesi nedir?
(d=9 g/cm3)
ÖRNEK 2:
Ağzına kadar alkol dolu bir kaba, kütlesi 240 g, özkütlesi
2,4 g/cm3 olan bir taş atılırsa, kaptan taşan alkolün hacmi
kaç cm3 olur?
(V= 100 cm3)
4