FeyyazAdatepe
Misafir Editör
Maddelerin Ortak ve Ayırt Edici Özellikleri Hakkında Bilgi
MADDELERİN ORTAK ÖZELLİKLERİ
Maddenin ;
¾ Kütle,
¾ Hacim ve
¾ Eylemsizlik olmak üzere üç tane ortak özelliği vardır.
Kütle: Cismin barındırdığı madde miktarı olarak tanımlanabilir. Eşit kollu terazi ile ölçülür. Bu ölçümde kilogram adı verilen bir birim referans olarak kullanılır. Ölçmede esas olan karşılaştırma olduğu için herhangi bir cismin kütle değeri evrenin her yerinde sabittir.
1887 yılında, referans 1 kilogram olarak kabul edilen Platin-İridyum karmışımı silindir, Fransanın Serves Kentinde Uluslararası Ağırlık ve Ölçümler Bürosunda korunmaktadır.
3,9 cm boyunda ve 3,9 cm çapında ki bu silindirin, platin-iridyum alaşımından yapılmasının nedeni bu alaşımın çok kararlı olmasıdır. Bu kararlılığı sayesinde yıllarca hiçbir kayba uğramadan saklanabilir.
Ağırlık: Cisme uygulanan yerçekimi kuvvetine ağırlık denir, birimi Newton dur. Ağırlık, bir cismin üzerine yerkürenin uyguladığı çekim kuvvetidir. Kütle ile ağırlık terimleri farklıkavramlardır, karıştırılmamalıdır. Bir maddenin kütlesi değişmez. Ancak ağırlığı değişebilir. Cismin ağırlığı, hem kütlesi, hem de yer çekimi kuvveti ile orantılıdır. Yerçekimi İvmesi dünya üzerinde yükseklikle ve coğrafi enlemle değişmektedir Ağırlık yerçekimine bağlı olduğu için kütle değişmezken ağırlık ölçüldüğü bölgenin yer çekimi ivmesine bağlı olarak değişir. Bunun İçin cismin ağırlığı sabit değildir.Bundan dolayı madde miktarı ağırlık ile değil, kütle ile belirtilmelidir.
Hacim: Cismin evrende kapladığı yere hacim denir. Her hangi bir cisim için hacim ortamın sıcaklığına ve basınca göre değişebilir.
Eylemsizlik: Maddenin durumunu koruma eğilimine eylemsizlik adı verilir. Örneğin duran bir cisim herhangi bir kuvvet etkisinde kalmadığı sürece hareket etmez. Hareket eden bir cisim de herhangi bir kuvvet altında kalmadığı sürece durmaz.
MADDELERİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
Şöyle bir düşünelim, çevremizdeki bir çok maddeyi nasıl ayırır, bu maddelerin aynı yada farklı olduğunu nasıl anlarız? Meselâ, odun ile taş arasındaki farkı anlamak kolaydır. Aynışekilde su ile süt arasındaki fark ta kolayca anlaşılabilir. Ancak aynı sertlik ve parlaklıkta iki metalin aynı yada farklı olduğu ilk bakışta anlaşılamaz. Bu iki metal parçasının kütlesinin ve hacminin bilinmesi, metalin hangi metal olduğunu anlamaya yetmez. Aynımaddeden yapılmış eşit kütleli metaller olabileceği gibi, farklı metalden yapılmış eşit kütleli metaller de olabilir. Bu metallerin, hacminin bilinmesi de onun hangi metal olduğunun anlaşılmasında kullanılamaz. İki maddenin aynı yada farklı maddeden mi yapıldığını anlamak için birtakım özellikleri araştırmak gerekir. Bunlar maddenin ayırt edici özellikleridir. Maddenin ayırt edici özellikleri şekle, biçime ve miktara bağlı olmayıp, maddenin cinsine bağlıdır.
A) ÖZKÜTLE (YOĞUNLUK)
Birim hacimdeki madde miktarına denir. Yoğunluk; d ile gösterilir.Kütle ve hacim arasında; d= m. özkütle= ( gram) bağıntısı vardır.Gazların yoğunluğu için gram(g/L) kullanılır. 3 Vcmlitre
Saf maddelerin (element,bileşik) belirli sıcaklık ve basınçta yoğunluğu; kütlesi veya 3 hacmi ne olursa olsun değişmez,sabittir. Mesela Alüminyumun 2,7 g/cm, demirin 7,4 3 g/cm, civanın 13,6 g/cm3 ve saf suyun +4 0C de 1 gramının yoğunluğu; 1 g/cm3 , 1 tonunun da yoğunluğu 1 g/cm3 tür. Fakat yoğunluğu 2,7 g/cm3 olan bir madde mutlaka Al olmadığı gibi yoğunluğu 1 g/cm3 olan madde de mutlaka su değildir. Çünkü madde bir karışım olabilir. Karışımların yoğunlukları +m2 m1 dk = formülünden hesaplanır..
V1 + V2
Molekül ağırlığı yaklaşık aynı olan maddeler vardır. Yoğunlukları hesaplanırsa aynı çıkar. Bütün gazların (eşit mol sayıdaki) kaplayacağı hacim aynıdır. Karbon monoksit (CO), Eten(C2H4) ve Azot ( N2 ) gazlarının mol kütleleri 28 g/mol dür.1 molleri alındığında normal şartlar altında 22,4 litre gelirler. 4 Bu konunun bir kısmı "Zambak yayınları Kimya -1 Ders Kitabı"ndan alınmıştır.
Yoğunlukları hesaplanırsa:
dCO = 28 = g25 ,1 / lt
4 ,22
28
/
= 25 ,1 ltgdCO= dHC2 = d N2
44
dHC2 = 4 ,22
/d N2 = 28 = 25 ,1 ltg
4 ,22
Görüldüğü gibi maddeler farklı farklı olmasına rağmen yoğunlukları 1,25 g/ lt. dir. Burada maddelerin mol kütleleri yaklaşık alındığından bu durum ortaya çıkmaktadır. Maddelerin gerçek değerleri eşit olmayacağından yoğunlukları eşit değildir.
Saf katılar veya sıvılara ait d-m ve d-V grafikleri aşağıdaki gibidir.
. Saf katı veya sıvının sıcaklığı arttırıldığında madde genleşir.
Bir maddenin yoğunluğundan söz ederken sabit bir sıcaklıktaki yoğunluğundan söz edilmelidir. Sıcaklık değiştiğinde maddenin hacmi değişeceğinden yoğunluğu da de değişir. d(g/cm3)
d =
m
Sıcaklık (0C)
Genelde bütün maddelerin katı halinin yoğunluğu sıvıhalinin yoğunluğundan büyüktür. Suyun katı halinin yoğunluğu ise sıvı halinden küçüktür.Suyun 0°C’de buz hâlinde yoğunluğu (özkütlesi) 0,92 g/cm3 iken +4 °C’ de sıvı hâlinde
1 g/cm3, 15°C’de 0,99 g/cm3’tür. Dikkat edilirse sıcaklık arttıkça yoğunluk önce artmakta +4°C’den sonra tekrar azalmaktadır. Suyun +4°C’ deki yoğunluğu maksimumdur. Bu özellik suya ait bir özelliktir. Böyle olması da tamamen donan göllerde buz kütlesinin altında canlı yaşamın devam etmesini sağlar.Yoğunluğu azalan buz kütleleri suyun yüzeyine çıkarken su dipte kalır. Eğer su dondukça ağırlaşmaya devam etseydi, buz sudan daha ağır olacaktı. Bunun sonucunda ise, deniz ve göllerdeki sular dipten yukarıya doğru donacaktı. Suyun altında toplanan buzlar ise, mevsimler değişse bile kolay kolay eriyemeyecekti ve bütün su altı hayatıyok olacaktı. Oysa su, her zaman için +4 0C en ağır olduğundan dolayı dipteki suyun sıcaklığıhep +4 0C civarında kalmakta, buzlar ise yüzeyde kalmaya devam etmektedirler. Hatta göller ve denizlerin yüzeyi buz tuttuğu zaman bir kapak görevi görmekte ve dibindeki ısının muhafaza edilmesine, dolayısıyla canlılığın sürmesine destek vermektedirler.
B) GENLEŞME
Genleşme, ısıtılan cisimlerin, boyunda, yüzeyinde veya hacmindeki değişmedir. Bir katının bîrim uzunluğunun, sıcaklığının 1°C artırılmasıyla uzadığı miktar boyca genleşme yada uzama katsayısıdır. Her maddenin uzama katsayıları farklı farklı olduğundan bu, katılar için ayırt edici bir özelliktir. Sıcaklığın artırılması ile taneciklerin kinetik enerjileri artar. Daha hızlı hareket . Sıcaklığın artırılmasıyla maddenin katı, sıvı ve gaz fazında genleşme olur.
.Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici bir özelliktir. Her katı ve sıvının bir genleşme katsayısı vardır.
. Ancak bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır. Aynışartlarda eşit hacimdeki iki gaz örneği özdeş ısıtıcılarda aynı sürede ısıtıldıklarında hacimleri eşit miktarda artar.
Sıcaklığın artırılmasıyla maddelerde gerçekleşen hacim değişimleri sıvılarda katılardan fazla, gazlarda da sıvılardan daha fazladır.
C) ESNEKLİK
Katıların gösterilen etkiye verdikleri tepkidir. Her katının kendine has bir esneme katsayısı vardır. Esneklik yalnız katılar için ayırt edici bir özelliktir. Sıvı ve gaz maddele-rin esneme özellikleri yoktur.
MADDELERİN ORTAK ÖZELLİKLERİ
Maddenin ;
¾ Kütle,
¾ Hacim ve
¾ Eylemsizlik olmak üzere üç tane ortak özelliği vardır.
Kütle: Cismin barındırdığı madde miktarı olarak tanımlanabilir. Eşit kollu terazi ile ölçülür. Bu ölçümde kilogram adı verilen bir birim referans olarak kullanılır. Ölçmede esas olan karşılaştırma olduğu için herhangi bir cismin kütle değeri evrenin her yerinde sabittir.
1887 yılında, referans 1 kilogram olarak kabul edilen Platin-İridyum karmışımı silindir, Fransanın Serves Kentinde Uluslararası Ağırlık ve Ölçümler Bürosunda korunmaktadır.
3,9 cm boyunda ve 3,9 cm çapında ki bu silindirin, platin-iridyum alaşımından yapılmasının nedeni bu alaşımın çok kararlı olmasıdır. Bu kararlılığı sayesinde yıllarca hiçbir kayba uğramadan saklanabilir.
Ağırlık: Cisme uygulanan yerçekimi kuvvetine ağırlık denir, birimi Newton dur. Ağırlık, bir cismin üzerine yerkürenin uyguladığı çekim kuvvetidir. Kütle ile ağırlık terimleri farklıkavramlardır, karıştırılmamalıdır. Bir maddenin kütlesi değişmez. Ancak ağırlığı değişebilir. Cismin ağırlığı, hem kütlesi, hem de yer çekimi kuvveti ile orantılıdır. Yerçekimi İvmesi dünya üzerinde yükseklikle ve coğrafi enlemle değişmektedir Ağırlık yerçekimine bağlı olduğu için kütle değişmezken ağırlık ölçüldüğü bölgenin yer çekimi ivmesine bağlı olarak değişir. Bunun İçin cismin ağırlığı sabit değildir.Bundan dolayı madde miktarı ağırlık ile değil, kütle ile belirtilmelidir.
Hacim: Cismin evrende kapladığı yere hacim denir. Her hangi bir cisim için hacim ortamın sıcaklığına ve basınca göre değişebilir.
Eylemsizlik: Maddenin durumunu koruma eğilimine eylemsizlik adı verilir. Örneğin duran bir cisim herhangi bir kuvvet etkisinde kalmadığı sürece hareket etmez. Hareket eden bir cisim de herhangi bir kuvvet altında kalmadığı sürece durmaz.
MADDELERİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
Şöyle bir düşünelim, çevremizdeki bir çok maddeyi nasıl ayırır, bu maddelerin aynı yada farklı olduğunu nasıl anlarız? Meselâ, odun ile taş arasındaki farkı anlamak kolaydır. Aynışekilde su ile süt arasındaki fark ta kolayca anlaşılabilir. Ancak aynı sertlik ve parlaklıkta iki metalin aynı yada farklı olduğu ilk bakışta anlaşılamaz. Bu iki metal parçasının kütlesinin ve hacminin bilinmesi, metalin hangi metal olduğunu anlamaya yetmez. Aynımaddeden yapılmış eşit kütleli metaller olabileceği gibi, farklı metalden yapılmış eşit kütleli metaller de olabilir. Bu metallerin, hacminin bilinmesi de onun hangi metal olduğunun anlaşılmasında kullanılamaz. İki maddenin aynı yada farklı maddeden mi yapıldığını anlamak için birtakım özellikleri araştırmak gerekir. Bunlar maddenin ayırt edici özellikleridir. Maddenin ayırt edici özellikleri şekle, biçime ve miktara bağlı olmayıp, maddenin cinsine bağlıdır.
A) ÖZKÜTLE (YOĞUNLUK)
Birim hacimdeki madde miktarına denir. Yoğunluk; d ile gösterilir.Kütle ve hacim arasında; d= m. özkütle= ( gram) bağıntısı vardır.Gazların yoğunluğu için gram(g/L) kullanılır. 3 Vcmlitre
Saf maddelerin (element,bileşik) belirli sıcaklık ve basınçta yoğunluğu; kütlesi veya 3 hacmi ne olursa olsun değişmez,sabittir. Mesela Alüminyumun 2,7 g/cm, demirin 7,4 3 g/cm, civanın 13,6 g/cm3 ve saf suyun +4 0C de 1 gramının yoğunluğu; 1 g/cm3 , 1 tonunun da yoğunluğu 1 g/cm3 tür. Fakat yoğunluğu 2,7 g/cm3 olan bir madde mutlaka Al olmadığı gibi yoğunluğu 1 g/cm3 olan madde de mutlaka su değildir. Çünkü madde bir karışım olabilir. Karışımların yoğunlukları +m2 m1 dk = formülünden hesaplanır..
V1 + V2
Molekül ağırlığı yaklaşık aynı olan maddeler vardır. Yoğunlukları hesaplanırsa aynı çıkar. Bütün gazların (eşit mol sayıdaki) kaplayacağı hacim aynıdır. Karbon monoksit (CO), Eten(C2H4) ve Azot ( N2 ) gazlarının mol kütleleri 28 g/mol dür.1 molleri alındığında normal şartlar altında 22,4 litre gelirler. 4 Bu konunun bir kısmı "Zambak yayınları Kimya -1 Ders Kitabı"ndan alınmıştır.
Yoğunlukları hesaplanırsa:
dCO = 28 = g25 ,1 / lt
4 ,22
28
/
= 25 ,1 ltgdCO= dHC2 = d N2
44
dHC2 = 4 ,22
/d N2 = 28 = 25 ,1 ltg
4 ,22
Görüldüğü gibi maddeler farklı farklı olmasına rağmen yoğunlukları 1,25 g/ lt. dir. Burada maddelerin mol kütleleri yaklaşık alındığından bu durum ortaya çıkmaktadır. Maddelerin gerçek değerleri eşit olmayacağından yoğunlukları eşit değildir.
Saf katılar veya sıvılara ait d-m ve d-V grafikleri aşağıdaki gibidir.
. Saf katı veya sıvının sıcaklığı arttırıldığında madde genleşir.
Bir maddenin yoğunluğundan söz ederken sabit bir sıcaklıktaki yoğunluğundan söz edilmelidir. Sıcaklık değiştiğinde maddenin hacmi değişeceğinden yoğunluğu da de değişir. d(g/cm3)
d =
m
Sıcaklık (0C)
Genelde bütün maddelerin katı halinin yoğunluğu sıvıhalinin yoğunluğundan büyüktür. Suyun katı halinin yoğunluğu ise sıvı halinden küçüktür.Suyun 0°C’de buz hâlinde yoğunluğu (özkütlesi) 0,92 g/cm3 iken +4 °C’ de sıvı hâlinde
1 g/cm3, 15°C’de 0,99 g/cm3’tür. Dikkat edilirse sıcaklık arttıkça yoğunluk önce artmakta +4°C’den sonra tekrar azalmaktadır. Suyun +4°C’ deki yoğunluğu maksimumdur. Bu özellik suya ait bir özelliktir. Böyle olması da tamamen donan göllerde buz kütlesinin altında canlı yaşamın devam etmesini sağlar.Yoğunluğu azalan buz kütleleri suyun yüzeyine çıkarken su dipte kalır. Eğer su dondukça ağırlaşmaya devam etseydi, buz sudan daha ağır olacaktı. Bunun sonucunda ise, deniz ve göllerdeki sular dipten yukarıya doğru donacaktı. Suyun altında toplanan buzlar ise, mevsimler değişse bile kolay kolay eriyemeyecekti ve bütün su altı hayatıyok olacaktı. Oysa su, her zaman için +4 0C en ağır olduğundan dolayı dipteki suyun sıcaklığıhep +4 0C civarında kalmakta, buzlar ise yüzeyde kalmaya devam etmektedirler. Hatta göller ve denizlerin yüzeyi buz tuttuğu zaman bir kapak görevi görmekte ve dibindeki ısının muhafaza edilmesine, dolayısıyla canlılığın sürmesine destek vermektedirler.
B) GENLEŞME
Genleşme, ısıtılan cisimlerin, boyunda, yüzeyinde veya hacmindeki değişmedir. Bir katının bîrim uzunluğunun, sıcaklığının 1°C artırılmasıyla uzadığı miktar boyca genleşme yada uzama katsayısıdır. Her maddenin uzama katsayıları farklı farklı olduğundan bu, katılar için ayırt edici bir özelliktir. Sıcaklığın artırılması ile taneciklerin kinetik enerjileri artar. Daha hızlı hareket . Sıcaklığın artırılmasıyla maddenin katı, sıvı ve gaz fazında genleşme olur.
.Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici bir özelliktir. Her katı ve sıvının bir genleşme katsayısı vardır.
. Ancak bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır. Aynışartlarda eşit hacimdeki iki gaz örneği özdeş ısıtıcılarda aynı sürede ısıtıldıklarında hacimleri eşit miktarda artar.
Sıcaklığın artırılmasıyla maddelerde gerçekleşen hacim değişimleri sıvılarda katılardan fazla, gazlarda da sıvılardan daha fazladır.
C) ESNEKLİK
Katıların gösterilen etkiye verdikleri tepkidir. Her katının kendine has bir esneme katsayısı vardır. Esneklik yalnız katılar için ayırt edici bir özelliktir. Sıvı ve gaz maddele-rin esneme özellikleri yoktur.
