Yoğunluk
Kısa tanım
Bir maddenin birim hacminin kütlesidir; kütlenin hacme bölünmesiyle bulunur ve maddeyi tanımlayan ayırt edici özelliklerden biridir.
Diğer adları: Özkütle, Kütle yoğunluğu
Bir kilo pamuk ile bir kilo demir aynı ağırlıktadır, ama pamuk koca bir çuvalı doldururken demir avucuna sığar. Aradaki fark yoğunluktur; Türkçe fizik kitaplarında “özkütle” olarak da geçer ve Yunanca ρ (ro) harfiyle gösterilir.
Formül ve birimler
ρ = m / V
SI birimi kg/m³'tür; günlük hayatta ve kimyada g/cm³ ya da g/mL daha pratiktir. 1 g/cm³ = 1.000 kg/m³ eder. 4 °C'deki saf su yaklaşık 1 g/cm³ yoğunluğa sahiptir, bu yüzden 1 litre su yaklaşık 1 kg gelir. Farklı birimler arasında geçiş için yoğunluk dönüştürücü kullanabilirsin.
Örnek
Kenarları 10 cm olan bir alüminyum küpün hacmi 1.000 cm³'tür. Alüminyumun yoğunluğu yaklaşık 2,7 g/cm³ olduğundan küpün kütlesi 1.000 × 2,7 = 2.700 g, yani 2,7 kg olur. Aynı küp demirden (yaklaşık 7,87 g/cm³) yapılsaydı 7,87 kg gelirdi.
Yüzme ve batma
Bir cisim, içine konduğu sıvıdan daha az yoğunsa yüzer, daha yoğunsa batar. Buzun yoğunluğu yaklaşık 0,917 g/cm³ olduğu için suda yüzer ve hacminin yaklaşık %92'si su altında kalır. Deniz suyu tuz nedeniyle tatlı sudan biraz daha yoğundur; bu yüzden denizde yüzmek daha kolaydır. Bu konunun ayrıntısı kaldırma kuvveti hesaplama aracında işlenir.
Sıcaklık ve basınç etkisi
Maddelerin çoğu ısındıkça genleşir ve yoğunluğu azalır. Gazlarda basınç ve sıcaklığın etkisi çok büyüktür; sıcak havanın yükselmesi ve balonların uçması bu yüzdendir. Su ise bir istisnadır: en yoğun hali 4 °C'dedir, bu sayede göller yüzeyden donar ve altındaki canlılar yaşamını sürdürür.
Sık karıştırılanlar
Yoğunluk viskoziteyle aynı şey değildir. Özgül ağırlık ise bir maddenin yoğunluğunun suyun yoğunluğuna oranıdır ve birimsizdir. Mühendislikte birim hacim ağırlığı (N/m³) da kullanılır ve yoğunluğun yerçekimi ivmesiyle çarpımına eşittir.