Lise 1 Fizik

MADDE ve TEMEL ÖZELLİKLERİ
MADDE :
Uzayda yer kaplayan, hacmi, kütlesi, ve eylemsizliği olan herşeye madde denir Maddeler içinde bulundukları sıcaklığa göre katı, sıvı, gaz halde olabilirler (Buz, su ve buhar gibi)
KATILAR
Belli şekil ve sabit bir hacmi olan ve eylemsizliğe uyan maddelere katı maddeler denir Genellikle katıların molekül sayısı sıktır
SIVILAR
Belli bir şekli olmayıp, sabit bir hacmi olan ve konuldukları kabın şeklini alan ve akışkan olan maddelere sıvı madde denir
GAZLAR
Gazların sabit şekilleri ve hacimleri yoktur Gazlar içine konuldukları kabın şeklini alırlar ve hacimleri hapsedildikleri kabın hacmine eşittir Gazlar kolayca sıkıştırılabilir ya da genişletilebilir İçimize çektiğimiz hava, yanan cisimlerden çıkan duman ve kaynayan sudan yükselen buhar gazlara birer örnektir
Maddelerin altı ortak özellikleri vardır :
Eylemsizlik 4 Tanecikli Yapı
Hacim 5 Boşluklu Yapı
Kütle 6 Elektrikli yapı
1 Eylemsizlik
Bir maddenin sahip olduğu hareket ve şekil durumunu koruma meyline eylemsizlik denir Arabanın üzerinde arabayla beraber giden bir cisim için , arabanın aniden yavaşlaması halinde cisim hareketini devam ettirmek ister ve arabadan ileri doğru hareket eder Ayrıca arabanın aniden hızlanması sırasında geriye hareketimiz ve aniden fren yapınca da ileri doğru hareketimiz eylemsizlik prensibine uymamızdan dolayıdır
2 Hacim
Hacim, maddenin boşlukta işgal ettiği yerdir Aynı yerde iki farklı madde aynı anda bulanamaz Örneğin testiye su doldurursanız, testinin içindeki hava dışarı çıkar Su dolu kaba bir cisim atıldığında, cisim sıvının yerini değiştirir Hacim V ile gösterilir
Düzgün Geometrik Şekilli Katıların Hacmi
1 Prizma şeklindeki bir katının hacmi, farklı üç boyutunun çarpımından bulunur
Hacim = En Boy Yükseklik
V = a b c
V = a a a (Eğer 3 boyut eşit ise)

,
2 Yarı çapı r olan kürenin hacmi ,

V = 4/3 r³

3 Yarıçapı r ve yüksekliği h olan silindirin hacmi ,
V = r² h ‘dır h

4 Taban yarıçapı r ve yüksekliği h olan koninin hacmi ,
V = ⅓ r² h ‘dır
Hacim birimleri uzunluk birimlerinin küpüdür
(cm³ , m³ , dm³ , gibi)
Ölçeklendirilmiş Kaplar Yardımıyla Hacim Ölçme
Düzgün geometrik olmayan katı cisimlerin hacimleri, ölçeklendirilmiş (dercelendirilmiş) kaplar yardımıyla ölçülür Atıldığında sıvıya batan ve içinde erimeyen bir cismin hacmi, yerini değiştirdiği veya taşırdığı sıvının hacmine eşittir
Sıvıların hacmi ise dereceli kaplara konularak ölçülür
Gazların hacmi ise bulundukları kabın hacmine eşittir Sabit sıcaklıkta gazların hacimleri basınçla ters orantılıdır Sıvıların hacimlerinin basınç altında değişmediği kabul edilir Katıların bir kısmının basınç altında hacmi değişir, bir kısmı ise basınçtan etkilenmez
Belli Sıcaklık ve Basınçta Bir Gazın Hacmi Şöyle ölçülür
Gazın çözülemeyeceği bir sıvı seçilirDereceli kap içinde sıvı varken ters çevrilir Hacmi ölçülecek olan gaz kaba alttan gönderilir Aynı yerde iki ayrı madde aynı anda bulunamayacağından gaz dereceli kaptaki sıvıyı aşağı doğru iterek boşaltır Dereceli kaptaki sıvı seviyesi, gazın hacim değerini gösterir
Gazların hacimleri basınç ve sıcaklık faktörlerinden etkileneceğinden basınç ve sıcaklık şartları altında verilir ( 1 atmosfer basınç, 0 ˚C sıcaklık gibi)

Kütle ve Terazi
Kütle :Bir cismin içerdiği madde miktarına o cismin kütlesi denir Kütle mharfi ile gösterilir Bir maddenin kütlesi, sıcaklık ve içinde bulunduğu yere göre değişmez Dünyanın ve uzayın her yerinde kütle sabittir Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür Günlük hayatta eşit kollu terazilerin pek çok çeşidini görebiliriz Kütle birimleri, g-kütle (g-m) ve kg-kütle (kg-m) ‘dir
Terazi : Kütleleri kıyaslamaya yarayan basit bir ölçü aletidir Güvenilir terazilerde kütleler kefelerin üzerinde farklı yerlere konsalar bile denge bozulmaz

Eşit Kollu Terazi : Eşit kollu terazi moment prensibine göre çalışır Destek noktasına göre, cismin momentleri birbirini dengeler Bir cismin kütlesi çekim ivmesine bağlı değildir Ama çekim ivmesinin olmadığı yerde eşit kollu terazi çalışmaz
Şekil 21 : Eşit Kollu Terazi
Binicili Terazinin Duyarlığı
Eşit kollu terazinin duyarlığını artırmak için, terazi kolunun üstünde hareket ettirilebilen ek ağırlıklar kullanılır Bu ek ağırlıklara binici adı verilir Binicinin kütlesi m gram ve terazinin bir kolu n kadar eşit bölmeye ayrılmış ise, m / n oranı, binicinin ardışık iki bölme arasında hareketi durumunda sağlayacağı katkısının gram karşılığı değerini verir Binici sağa doğru bir bölme daha kaydırılırsa sağ kefeye m / n kadar gram ilave edilmiş anlamına gelir Eğer binici 3 bölme kaydırılmış ise, 3 m / n kadar gram ilave edilmiş olunur
Bazı sorularda m / n oranı bilgi olarak verilir Örneğin, binicinin ardışık iki bölme arasında yer değiştirmesi 1 grama karşılık geliyor denilmiş ise m / n = 1 olarak verilmiş demektir
Örnek 1 : Eşit kollu terazilerde, K cisimleri ile L cismi
Şekil - 22 deki gibi biniciler yardımıyla dengelenmiştir

Bu terazide binicinin bir bölme hareketi 1 grama karşılık geldiğine göre, K cisminin kütlesi kaç gramdır?

Şekil 22Şekil 23
Çözüm : Terazi her iki durumda da dengede olduğundan,
2K = L + 2 1 ( Şekil 22 için )
L = K + 3 1 ( Şekil 23 için )
2K = K + 3 + 2
K = 5 gram bulunur

Ağırlık
Bir cisme, bulunduğu noktada etki eden kütle çekim kuvvetine o cismin ağırlığı denir Ağırlık dinamometre denilen yaylı kantarla ölçülür
Kütle ile Ağırlık Arasındaki Farklar
Kütle skaler bir büyüklük, ağırlık vektörel bir büyüklüktür
2 Kütle cismin bulunduğu yere göre ve içinde bulunduğu sıcaklığa göre değişmez Ağırlık ise bulunduğu yerdeki çekim kuvvetine göre değişir
3 Dünya için kütle ve ağırlık aynı rakamlarla ifade edilebilir, fakat birimleri farklıdır Örneğin, dünyada bir cismin kütlesi 10 g-kütle ise, ağırlığı 10 g-kuvvet ‘tir
Kütle ve ağırlığın her ikisi de ayırt edici özellik değildir
Kütle eşit kollu terazi ile ağırlık ise dinamometre ile ölçülür
Öz kütle
Bir maddenin birim hacminin kütlesine öz kütle denir Öz kütle d ile gösterilir Saf maddelerin öz kütleleri yani birim hacimlerinin kütle miktarları farklıdır Normal koşullar altında ;

Saf Alüminyum 1 cm³ ü , 27 gram Kütle m
Saf demirin 1 cm³ ü , 78 gram Öz kütle = ------- d = --------
Saf civanın 1 cm³ ü , 136 gramdır Hacim V

Şekil 31

Aynı şartlarda öz kütle, kütle ve hacmin miktarına bağlı değildir Örneğin 10 cm³ aliminyum ile 20 cm³ alüminyumun özkütlesi aynıdır Aynı sıcaklıktaki 1 gram demir ile 1000 gram demirin özkütlesi de aynıdır Çünkü, fiziksel şartlar yani basın ve sıcaklık sabit iken kütle ile hacim doğru orantılıdır Şekil 31 deki grafikte doğrunun eğimi sabit ve cismin öz kütlesine eşittir Öyleyse, kütle – hacim grafiğinde eğim kütleyi verir

Cismin Öz kütlesi İki Nedenden Dolayı Değişebilir
Basıncın etkisiyle öz kütle değişebilir Kütle sabit kalmak şartıyla basınçla madde sıkıştırılabilir ve hacim azalmasıyla da öz kütle artar
Sıcaklık sabitse kütle hacimle doğru orantılı olarak artar Eğer kütle Şekil 32 (a) deki gibi ikinci dereceden artıyorsa ( m = d V ) hem hacim artıyor hem de yoğunluk artıyordur Yoğunluğun artması kütlenin soğuduğunu gösterir Aynı şekilde, Şekil 32 (b) de kütlenin hacme göre azalması yoğunluğun azaldığını gösterir ki o da cismin ısınması anl----- gelir
Şekil 32

Şekil 41 deki Öz Kütle – Kütle Grafiğinde ;
1durumda, kütle sabit iken öz kütle artmıştır O halde hacim azalmıştır Hacmin azalması, ya da
maddenin basınç etkisiyle sıkıştırıldığını gösterir
2durumda, kütle artarken, öz kütle sabit kalmıştır Demek ki kütleyle hacim doğru orantılı olarak
artmıştır O halde cismin sıcaklığı değişmediği gibi, basınçla da hacim küçültülmesi
yapılmamıştır
3durumda, kütle sabit iken öz kütle azalmıştır Demek ki hacim artmıştır Hacim artması cismin
cismin sıcaklığının arttığını yada üzerindeki basıncın azalmasını gösterir
4durumda, öz kütle sabit iken kütle azalmıştır Yani hacimde kütle ile orantılı olarak azalmıştır
Bu da sıcaklıkla ve basınçta bir değişiklik olmadığını gösterir

Şekil 41
Karışımların Öz kütlesi
Birbirine homojen olarak karışabilen sıvılıların karıştırılmasıyla, karışan sıvıların öz kütlelerinden farklı bir öz kütle elde edilir Bir karışımın öz kütlesi, karışan sıvıların öz kütlelerine ve karışıma oranlarına bağlıdır
İki yada daha fazla sıvının karıştırılmasından meydana gelen karışımın öz kütlesi ;
Toplam Kütle
dkarışım = -------------------
Toplam Hacim

Karışımın öz kütlesinin değeri, karışan sıvıların öz kütlelerinin arasında bir değerdir Diyelim ki karışan maddelerin öz kütleleri 1,2,3, ve 4 g / cm ³ olsun Karışımın öz kütlesi 1 ve 1 den küçük olmadığı gibi, 4 ve 4 den de büyük olamaz Karışan iki maddenin öz kütlesi hacimce fazla karışan sıvının öz kütlesine daha yakın olur
Özel Durumlar
Bir homojen karışımı meydana getiren maddeler eşit hacimli ise, karışımın öz kütlesi karışan maddelerin öz kütlelerinin aritmetik ortalamasından bulunur Öz kütleleri d1 ve d2 olan sıvılarda eşit hacimde karıştırılmış ise karışımın öz kütlesi ;
d1 + d2
dk = -----------
2
Özkütleleri d1 ve d2 olan sıvılardan eşit kütle alınarak karıştırılmış ise, karışımın öz kütlesi ;
2d1 d2
dk = ----------
d1 + d2
bağıntısından bulunur

Katıların Öz kütlesinin Ölçülmesi
Aynı maddeden yapılmış küplerin kütle – hacim değerleri aynıdır Bu değer maddenin kütlesine veya hacmine bağlı değildir Madde miktarı arttığında buna bağlı olarak hacim miktarı da artmakta, ama kütle – hacim oranı değişmemektedir Farklı maddelerden yapılmış kütleler için bu oran farklıdır İşte madde miktarına bağlı olmayan ve maddenin türüne göre değişen bu özellik maddeleri birbirinden ayırt etmede kullanılır
Sıvıların Öz kütlesinin Ölçülmesi
Sıvıların öz kütlesini bulabilmek için de sıvının hacminin ve kütlesinin bilinmesi gerekir Sıvının hacmi dereceli silindir yardımıyla bulunur Kütlesini bulmak için dereceli silindir önce boş tartılır (m1) sonra belli bir hacimde sıvı konularak tartılır (m2) İki tartım arasındaki fark sıvının kütlesini verir Kütle – Hacim oranından sıvının öz kütlesi hesaplanır Sıvıların hacimlerini ölçmek kütlelerini ölçmekten daha kolaydır Bu nedenle sıvılar günlük hayatta hacimleri ölçüşülerek alınıp satılır
Gazların Öz kütlesinin Ölçülmesi
Bir balonda bulunan oksijen gazının öz kütlesini nasıl ölçebileceğinizi düşününüz Bu gazın öz kütlesinin ölçmek için gazın kütlesinin ve hacminin ölçülmesi gerekir Ancak gazların kütle hacimlerini ölçmek katı ve sıvılarınkileri ölçmekten daha zordur Çünkü gazlar elle tutulamaz ve hatta çoğunu görmek bile mümkün değildir

Bazı Önemli Maddelerin 20
ºC’deki öz kütleleri ( g / cm³
)

http://rapidsharecom/files/24761292/kutle_ve_ozkutleziphtml