| UNİTE 3 – MADDE VE ÖZELLİKLERİ |
| UNİTE 3 – KONULARI | Madde ve Özellikleri |
Madde Nedir? Maddenin Ortak Özellikleri Nelerdir?
Madde: Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan, duyularımızla algılayabildiğimiz her seye madde denir.
Cisim: Maddenin sekil almış haline cisim denir. Altın bir madde iken, altın yüzük bir cisimdir.
Maddenin Halleri
Katı: Katı maddeleri incelersek belirli şekillerinin olduğunu görürüz. Dışarıdan herhangi bir kuvvetle müdahale olmadığı sürece şekillerini korurlar. Bu da katı maddelerin moleküllerini birbirine sıkı bağlandığını gösterir. Katı maddelerin moleküllerinin birbirine sıkı bağlanması , katı maddelerin hareket etmedikleri anlamına gelmez. Katı maddeler öteleme hareketi yapmazlar fakat bulundukları yerde titreşim hareketi yaparlar. Katı maddelere taş,cam,tahtayı örnek olarak verebiliriz.
Katı maddelerin özelliklerini kısaca özetlersek.
- Katı maddeler sert yapılıdır, belirli şekilleri ve hacimleri vardır.
- Katı maddeleri meydana getiren tanecikler arası mesafe çok azdır. Bunun bir sonucu olarak da moleküller arası çekim kuvveti fazladır.
- Katı maddeler sıkıştırılabilirler.
Sıvı : Sıvı maddelerin katı maddeler gibi belli şekilleri yoktur.Bunun nedeni sıvı maddelerin molekülleri birbirinden daha uzak ve akışkan halde olmasındandır, Fakat bunun bize günlük hayatta birçok faydası vardır. Örneğin içme suyunu borularla akışkan olması sayesinde evlerimize kadar ulaştırabiliyoruz.Sıvı maddelere Su, yağ,alkol,sirkeyi örnek olarak verebiliriz.
Sıvı maddelerin özelliklerini kısaca özetlersek
- Belirli bir hacme sahip olan ve belirli bir sekli olmayıp bulundukları kabın seklini alan maddelere denir.
- Sıvı moleküller arası çekim kuvveti katılara göre daha düsük olduğundan birbirinden fazla ayrılmayacak sekilde birbirlerinin üzerinden kayarak yer değistirirler.
- Sıvılar ısıtıldıklarında, sıvı bu enerjiyi kimyasal bağlara aktarır ve bağlar arası mesafe arttığından sıvının hacmi artar.
- Sıvıların hacmi kuvvetle artırılamaz.
- Sıkıştırılan sıvıların sekli değişir ama hacmi değişmez.
Gaz: Belirli bir sekli ve belirli bir hacmi olamayan maddelere denir. Gaz halindeki maddelere hava,oksijen,azot örnek verilebilir.
- Tanecikler arası mesafe çok fazla olduğundan gazlar bulundukları kabı tamamen doldurur.
- Gaz molekülleri serbestçe hareket edebildiklerinden kabı çeperine çarparak kuvvet uygularlar.
- Sıcaklık arttığında moleküllerin hızı artar.
- Gazların hacmi sıkıştırılarak azaltılabilir.
- Basınç ve sıcaklığa bağlı olarak gazların hacmi değiştirilebilir.
- Gazların belirli hacimleri olmamasına rağmen işlem yapılırken gazın hacmi kabın hacmi olarak alınır.
Plazma: Katı haldeki maddeyi ısıtmaya devam edersek önce erir , daha sonra gaz haline geçer. Gaz halindeki maddeyi ısıtırsak maddenin atom ve moleküllerinden elektron koparırız. Bu durumda maddenin atom ve molekülleri iyonlaşır ve iyonlar (+) ve (-) yükler şeklinde sistemde bulunur. Sıcaklık o kadar yüksektir ki madde kararlı hale geçemez. İşte bu kararsız halde bulunan (+) ve (-) yüklü parçacıkların oluşturduğu durum maddenin 4. hali olarak bilinen plazma dır. Plazma haline güneş,yıldızlar,yıldırım ve mum alevi örnek verilebilir.
Maddelerin ortak özellikleri:
Bütün maddelerde bulunan özelliklerdir. Madde hakkında bilgi vermeyen madde miktarına bağlı olan temel özelliklerdir.
1. Kütle: Bir cismin içerdiği madde miktarına denir.
2. Hacim: Bir maddenin uzayda kapladığı yere denir. Sıcaklıkla ve basınçla değisir.
3. Eylemsizlik: Maddenin durumunu devam ettirme eğilimine denir. Üzerindeki net kuvvetin sıfır olduğu bir cismin duruyorsa durmasına devam etmesine hareket halindeyse hareketine sabit hızla devam etmesine eylemsizlik denir.
4. Tanecikli yapı: Bütün maddelerin atom ve molekül gibi taneciklerden oluşması bize maddelerin tanecikli yapıda olduğunu gösterir.
5. Boşluklu yapı: Maddeler tanecikli yapıda ise eğer bu tanecikler arasında çok küçükte olsa boşluk olacaktır. Bu da bize maddelerin boşluklu yapıda olduğunu gösterir.
6. Elektrikli yapı: Bütün maddeler pozitif (+), negatif (-) veya yüksüz (0) taneciklerden oluşur.
Maddenin Ayırt Edici Özellikleri
1. Özkütle : Birim hacimdeki madde miktarıdır.
2. Özhacim : Birim kütlenin hacmine denir.
3. Özısı : Herhangi bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 oC artırmak için verilmesi gereken ısı miktarıdır.
4. Çözünürlük: Belirli sıcaklıkta 100 cm3 çözücüde çözünen madde miktarına denir.
5. Erime noktası: Bir maddenin katı halden sıvı hale geçtiği sıcaklığa denir. Saf maddelerin erime noktası sabittir.
6. Kaynama noktası: Bir maddenin sıvı halden gaz hale geçmeye basladığı sıcaklığa denir.
7. Erime Isısı: 1 gr katının tamamının sıvı hale geçmesi için verilmesi gereken ısı miktarıdır.
8. Buharlasma ısısı: 1 gram sıvının tamamının gaz haline geçmesi için verilmesi gereken ısı miktarıdır.
9. Genlesme : Isıtılan bütün maddeler genlesir ve bu genlesme miktarı her madde için farklıdır. Gazların hepsi ısıtıldıklarında aynı anda genlestikleri için gazlar için ayırtedici bir özellik değildir.
10. Esneklik: Farklı katılara esit miktarda kuvvet uygulandığında esnekliğin her katı için farklı olduğu görülür. Esneklik sıvı ve gazlar için ayırt edici bir özellik değildir.
11. İletkenlik: Elektik akımını iletebilme özelliğidir.
12. Isı iletkenliği: Her maddenin ısı iletkenliği farklıdır
Fiziksel ve Kimyasal Değişimler
Maddenin fiziksel özellikleri:
Maddenin dış yapısı ile ilgili özelliklere denir.Fiziksel Özellikler, madde başka bir maddeye dönüşmeden ölçülebilen ve gözlenebilen özelliklerdir.
Örneğin;
- Kağıdın yırtılması
- Kalemin kırılması
- Camın kırılması
- Buzun erimesi
- Mumun erimesi
Fiziksel olaylarda:
1. Maddenin kimyasal özellikleri değismez.
2. Maddenin toplam kütlesi değismez.
3. Fiziksel olayların çoğu tersine dönüstürülebilir.
4. Her fiziksel olayda farklı bir özellik değişir.
5. Radyo aktif maddelerin radyo aktiflik özellikleri değişmez.
Maddenin kimyasal özellikleri:
Maddenin yapısal bir değişikliğe uğrayarak yeni maddelere dönüşmesi durumunda gözlenen özelliklere denir.
Örneğin;
- Kağıdın yanması
- Sütün ekşimesi
- Mumun yanması
- Kömürün yanması
- Demirin paslanması
- Gümüsün kararması
- Yaprağın çürümesi
Kimyasal olaylarda,
1. Maddenin kimyasal özellikleri değiştiği için fiziksel özellikleri de değişir.
2. Maddenin toplam kütlesi değişmez.
3. Kimyasal olayların çoğu tersine dönüştürülemez.
4. kimyasal olaylar için gereken enerji fiziksel olaylar için gereken enerjiden çok büyüktür.
5. Radyo aktif maddelerin radyo aktiflik özellikleri değişmez
Kütle ve Ağırlık
KÜTLE
Bir cisimde bulunan madde miktarına kütle denir. m ile gösterilir.
- Eşit kollu terazi ile ölçülür?
- Sıcaklık, basınç ve cismin bulunduğu yere bağlı değildir.
- Kütle evrenin her yerinde aynıdır, değişmez.
- Fiziksel veya kimyasal bir olay sonucunda toplam kütle değişmez.
- Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür.
- Kütle skaler bir niceliktir.
Kütle birimleri:
Kilogram →kg
Hektogram →hg
Dekagram →dag
Gram →g
Desigram →dg
Santigram →cg
Miligram →mg
- Kütle birimleri onar onar büyür.
- 1 Kental (q) = 100 kg
- 1 ton ( t) = 1000 kg
Dara: Kabın kütlesi
Brüt: Kap + Cisim
Net: Maddenin gerçek kütlesi
AĞIRLIK
Bir cismin kütlesine yer çekimi tarafından uygulanan çekim kuvvetine ağırlık denir.
- Ağırlık bir kuvvettir.
- Ağırlık, cismin yerine ve hareketine bağlıdır.
- Ağırlık, cismin bulunduğu yere göre değişir.
- Ağırlık, dinamometre ile ölçülür.
- Ağırlık yerin merkezine doğru yönelmiş bir vektördür.
Ağırlık Nasıl Değişir?
- Ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe dünyanın yarıçapı azalır bundan dolayı yer çekim ivmesi artacağı için ağırlıkta artmış olur.
- Dünyanın merkezinde ağırlık sıfırdır.
- Dünyanın yüzeyinden yukarı doğru çıkıldıkça ve aşağı doğru inildikçe ağırlık azalır.
- Bir cismin ağırlığı; cismin bulunduğu gezegenin kütlesine, yarıçapına ve bulunduğu yere göre değişir.
- Uzay boşluğunda ve cisimlerin çekim alanlarının dışında ağırlık sıfırdır
Ağırlık birimleri:
Kilogram kuvvet → kg.f
Newton → N
Gram kuvvet → gr.f
Dyne → dyn
1 kg.f = 9.81 N =103 gr.f = 9,81 .105 dyn
Eşit Kollu Terazi
Eşit Kollu Terazi Nedir=Kütle ölçmeye yarayan aletlere eşit kollu terazi denir.
- Kol uzunlukları birbirine eşittir. Kol uzunlukları farklı olursa terazi hatalı ölçüm yapar.
- Gram ve cisimleri yerleştirmek için sağ ve sol olmak üzere iki adet kefesi bulunur.
- Hassas ölçümler için hareketli binici kullanılır.
mb : Binicinin kütlesi
N : Koldaki toplam bölme sayısı
n: Binicinin bulunduğu bölme
Duyarlılık = Binicinin bir bölme yerdeğiştirmesine karşılık gelen ağırlıktır. . Duyarlılık hassas ölçümler yapmamızı sağlar ve duyarlılık binicinin hareket etmesi ile değiştirilir.
Örneğin binici sürgüsü sağ bölmede olsun ve 5 gram olsun terazimizin kolu da 10 bölmeli olsun duyarlılık kaçtır?
Duyarlılık =Binicinin Kütlesi/Toplam Bölme Sayısı formülünden hesaplanır. duyarlılık 0,5 çıkar biniciyi bir bölme hareket ettirirsek sağ taraf 0,5 gram ağırlaşır, biniciyi 2 bölme hareket ettirirsek sağ taraf 1 gram ağırlaşır.
Duyarlılık sorularda farklı şekillerde karşımıza çıkabilir.
- Terazide ölçülebilecek en küçük kütle
- Binicinin bir bölme yerdeğiştirmesine karşılık gelen ağırlık
- Bazı sorularda direk verilir. Örn: terazimizin duyarlılığı 1 gramdır.
Eşit Kollu Terazi de Kütlenin Ölçülmesi
Terazinin bir tarafına gram( bilinen kütle) , diğer tarafına kütlesi bilinmeyen bir cisim konulur ve terazinin kolları yatay olarak dengeye gelene kadar ağırlık eklenir böylelikle cismimizin kütlesi bulunur. Terazi ile hassas yani küsüratlı değerleri bulmak için ise hareketli binici kullanılır.
Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu Eşitliğinden faydalanılarak işlem yapılır.
mK = mL + (duyarlılık x binicinin bulunduğu bölme sayısı)
Hatalı terazi;
Kollarının uzunluğu eşit olmayan fakat kefelerin ağırlıklarıyla dengelenen terazilerdir. Yapılan ölçümler hatalıdır. Doğru ölçüm yapılabilmesi için ağırlık her iki kefede de ölçülmelidir.
m1:=Sağ kefede ölçülen kütle
m2:=Sol kefede ölçülen kütle
Hacim Nasıl Ölçülür
Hacim Nedir=Bir maddenin uzayda kapladığı yere hacim denir.
Hacim İle İlgili Bazı Özellikler
- Katı ve sıvıların hacmi sabittir, gazların hacmi ise değişkendir.
- Hacim, sıcaklık ve basınçla değişir.
- Katıların hacmi; belirli bir sekli varsa hacim formüllerinden yoksa taşırma kabı yada dereceli silindir içindeki sıvıya bırakılarak bulunur.
- Sıvıların hacmi ölçekli kaplarla bulunur.
Hacim Birimleri Nelerdir?
* Katılar da hacim birimleri biner biner büyür.
* Sıvıların hacim ölçüsü onar onar büyür.
* 1 litre ( L) = 1 desimetreküp ( dm3 )
HACİM NASIL ÖLÇÜLÜR
1-) Katı Cisimlerini Hacimlerinin Ölçülmesi
a-) Geometrik şekli olmayan katı cismin hacmi:
Düzgün Geometrik şekli olmayan cisimlerin hacmi iki şekilde ölçülebilir
*Birinci yöntem,Dereceli silindirle ölçme işlemini yaparız. Önce dereceli silindirde ki sıvı seviyesini okuruz(V1). Daha sonra cismi sıvıya bıraktıktan sonraki sıvı seviyesini okuruz (V2) aşağıdaki formülle hesaplama yaparız.
Vcisim= V2 – V1
50 cm3 sıvı içerisine bir cisim atıldığında sıvı seviyesi 75 cm3 ‘e geliyorsa demek ki cismin hacmi 25 cm3 ‘tür.
*İkinci yöntem ise Taşırma kabı kullanarak , cismi ağzına kadar sıvı dolu taşırma kabına bırakırsak taşan sıvının hacmi cismin hacmine eşittir.
Not: Doğru ölçüm yapabilmek için
- Cismin tamamı sıvı içerisinde olmalıdır
- Taşırma kabı kullanıyorsak , kabımız ağzına kadar dolu olmalıdır.
b-)Kuru kumun hacminin bulunması
Kuru kumun gerçek hacmini bulabilmemiz için önce kumun içindeki havanın hacmini bulmamız gerekir.
Vtoplam= Vsu + Vkum + Vhava
50 cm3 kum ile 50 cm3 su karıştırıldığında 100 cm3 karışım olması beklenirken sıvı seviyesi 75 cm3 gösteriyorsa demek ki kumun içinde 25 cm3 boşluk yani hava vardır.
c). Suda çözünen cisimlerin hacmi:
Katı bir cismin içinde boşluk varsa sıvı içerisinde çözündüğünde bu boşluğu sıvı dolduracak ve dereceli silindirde ki sıvı seviyesi beklenenden biraz daha düşük olacaktır.
Vgerçek = Vbeklenen – Vsu
Tüm katı cisimler içerisinde boşluk olduğu için hacim ölçüsü güvenilir değildir.
2-) Sıvıların Hacminin Bulunması
Sıvıların hacimlerini kolayca dereceli kaplar yardımıyla bulabiliriz.
*Birbirine karışmayan sıvıların hacmi:
Birbirine karışmayan sıvıların hacmi dereceli kaplar ile ölçülür. Sıvılar birbirine karışmadığı için toplam hacim değişmez.
*Birbirine karışabilen sıvıların hacmi:
Birbirine karışabilen sıvılarda, sıvılar içerisinde çok küçükte olsa boşluk olduğu için toplam hacimde bir azalma olur
Gazların hacmi:
Sıcaklık ve basınç, gazların hacmini etkiler. Bu nedenle ancak belirli sıcaklık ve basınç altında gazların hacmi hesaplanabilir ve ölçülebilir.
Gazların hacmi belirli şartlarda ölçülebilir. Ölçüm işlemi gazın bir sıvı üzerinde toplanması ile yapılabilir.
Özkütle
Özkütle Nedir?
Bir cismin birim hacimindeki madde miktarına özkütle denir. özkütle ( yoğunluk) d ile gösterilir ve skaler bir büyüklüktür. Özkütle aynı zamanda maddeler için ayırt edici özelliktir. Sabit sıcaklık ve basınçta tüm maddelerin özkütleleri birbirinden farklıdır.
ÖZELLİKLER
1.) Normal sartlarda özkütle sabittir. Kütle veya hacmin değişmesiyle özkütle değişmez.
2.) Özkütle, sabit sıcaklık ve basınç altında maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
3.) m-V grafiğinin eğimi özkütleyi verir. V-m grafiğinin eğimi de özhacimi verir.
Eğim = tanα =V/m= özkütle
Eğim = tanβ =m/V= özhacim
4.) Özkütleyi değiştirmenin yollarından biri basıncı değiştirmektir. Basınç sayesinde maddenin hacmi değişir, kütlesi de sabit olduğundan özkütle değişmis olur.
5.) Gazlarda kütle sabit tutularak hacim değiştirilebilir. Bu durumda özkütle hacimle ters orantılıdır.
6.) Sabit basınç altında bir sıvının m-V grafiğinde, zamanla eğim arttığından , sıvının özkütlesi artıyor. Bunun olabilmesi için sıvının sıcaklığının azalması gerekir.
7.) Sabit basınç altında bir sıvının m-V grafiğinde eğim azalıyorsa sıvının özkütlesi azalıyor demektir. Bunun için sıcaklığın artması gerekir.
8.) Gazın basıncı ve sıcaklığı sabit tutularak çizilen grafikler katı ve sıvılarda olduğu gibidir.
9.) Maddeler ısıtıldığında hacimleri artar ve özkütleleri azalır. Su ise istisnai bir durumdur.
10.) Suyun 1 atm basınçta ve + 4 oC ‘de hacmi minumum dur. + 4 oC üstünde ve altında hacim artar
11.) Suyun 1 atm basınç altında + 4 oC özkütlesi en büyüktür
*Bizmut ve antimonda su gibi davranır.
Karışımın Özkütlesi
İki yada daha çok maddenin meydana getirdiği homojen bir karışımın özkütlesi,
1.) Eşit Hacimde Karışımın Özkütlesi: Eğer sıvılar eşit hacimde karıştırılıyorsa karışımın özkütlesi karışıma giren sıvıların özkütlelerinin aritmetik ortalamasına eşittir.
Karışım iki sıvıdan oluşuyorsa formül aşağıdaki gibidir.
2.) Eşit Kütledee Karışımın Özkütlesi
Eğer sıvılar eşit kütlede karıştırılıyorsa karışımın özkütlesi karışıma giren sıvıların özkütlelerinin geometrik ortalamasına eşittir.
Karışım iki sıvıdan oluşuyorsa formül aşağıdaki gibidir.
ÖZELLİKLER
a) Karışımın özkütlesi her zaman karışıma katılan sıvıların öz kütlelerinin arasında bir değerdir.
b) Karışımın öz kütlesi her zaman hacmi büyük olan sıvının öz kütlesine daha yakındır.
c) Öz kütlesi küçük olan bir sıvıya aynı sıcaklıkta öz kütlesi büyük olan bir sıvı karıştırılırsa karışımın öz kütlesi artar.
