Günlük kullanımda "yoğunluk" kelimesi genellikle "trafik yoğundur" ifadesinde olduğu gibi yoğun olma durumunu ifade eder. yoğun" veya "o kişi sizi anlamayacak kadar yoğun." Bilimdeki yoğunluk (D) tanımı çok daha fazladır. özel. Belirli bir hacmi (v) kaplayan kütle (m) miktarıdır. Matematiksel olarak, D = m/v. Yoğunluk, katı, sıvı ve gaz halindeki madde için geçerlidir ve - burada sürpriz değil - katılar sıvılardan (genellikle) daha yoğundur ve sıvılar gazlardan daha yoğundur.
Mikroskobik düzeyde yoğunluk, belirli bir maddeyi oluşturan atomların ne kadar sıkı bir şekilde paketlendiğinin bir ölçüsüdür. İki nesne aynı hacmi kaplarsa, daha yoğun olan daha ağırdır çünkü aynı boşlukta daha fazla atom birlikte paketlenir. Yoğunluk sıcaklıktan etkilenir ve aynı zamanda ortam basıncından da etkilenir, ancak bu bağımlılıklar en çok gaz halindeyken belirgindir. Yoğunluk farklılıkları dünyayı yönlendirir; hayat onlarsız aynı olmazdı.
Yağ ve Suyun Yoğunluğu
Suyun yoğunluğu metreküp başına 1 kilogramdır. Bu bir tesadüf gibi geliyorsa, değil. Metrik kütle birimleri suyun yoğunluğuna dayanır. Çoğu yağ sudan daha az yoğundur ve bu yüzden yüzerler. İki sıvıyı veya gazı karıştırdığınızda, daha yoğun olan, çözünmediği ve bir çözelti oluşturmadığı sürece kabın dibine düşer. Bunun nedeni basittir. Yerçekimi, yoğun bir malzemeye daha güçlü bir kuvvet uygular. Petrolün suda çözünmemesi ve yüzüyor olması, büyük bir petrol sızıntısından sonra temizliği mümkün kılıyor. İşçiler genellikle petrolü suyun yüzeyinden sıyırarak geri kazanırlar.
Helyum Balonu Gerçek Hayatta Yoğunluğun Bir Uygulamasıdır
Bir balonu ciğerlerinizden havayla şişirin ve balon biri onu havaya fırlatana kadar bir masa veya sandalyede mutlu bir şekilde oturacaktır. O zaman bile bir süre hava akımları üzerinde yüzebilir, ancak sonunda yere düşer. Yine de aynı hacimde helyumla doldurun ve yüzmesini önlemek için üzerine bir ip bağlamanız gerekir. Çünkü havadaki oksijen ve nitrojen moleküllerine kıyasla helyum molekülleri çok hafiftir. Aslında, helyum havadan yaklaşık 10 kat daha az yoğundur. Balon, havadan 100 kat daha az yoğun olan hidrojenle doldurursanız daha da hızlı uçar, ancak hidrojen gazı oldukça yanıcıdır. Bu yüzden karnavallarda balonları doldurmak için kullanmazlar.
Yoğunluk Farklılıkları Hava ve Okyanus Akıntılarını Yönlendirir
Havaya ısı ekleyin ve moleküller daha fazla enerjiyle uçarak aralarında daha fazla boşluk bırakın. Başka bir deyişle, hava daha az yoğun hale gelir, dolayısıyla yükselme eğilimi gösterir. Ancak, troposferdeki sıcaklık yükseklikle birlikte soğuyor, bu nedenle daha yüksek kotlarda daha fazla soğuk hava var ve düşme eğilimi var. Düşen soğuk havanın ve yükselen sıcak havanın sürekli hareketi, gezegende havayı yönlendiren hava akımları ve rüzgarlar yaratır.
Okyanuslardaki sıcaklık değişimleri de akıntıları yönlendiren yoğunluk farklılıkları yaratır, ancak tuzluluk değişimleri de aynı derecede önemlidir. Deniz suyu tekdüze tuzlu değildir ve ne kadar fazla tuz içerirse o kadar yoğundur. Sıcaklık ve tuzluluk değişimleri, yerel girdap akımlarını harekete geçiren yoğunluk farklılıkları yaratır. deniz canlıları için yaşam alanı oluşturan ve dünyanın yaşamını etkileyen derin su altı nehirlerinin yanı sıra iklim.
Laboratuvarda Yoğunluk Örnekleri
Laboratuvar araştırmacıları, sıvı veya katı haldeki maddeleri ayırmak için yoğunluk farklılıklarına bağlıdır. Bunu, bir karışımı o kadar hızlı döndüren ve yerçekimi kuvvetinden birkaç kat daha büyük bir kuvvet yaratan bir cihaz olan bir santrifüj ile yapıyorlar. Santrifüjde, bir karışımın en yoğun bileşenleri en büyük kuvveti deneyimler ve alınabilecekleri kabın dışına göç ederler.
Yoğunluk, bilinmeyen bileşiklerden yapılan malzemeleri tanımlamak için de kullanılabilir. Prosedür, su yer değiştirmesi veya başka bir yöntem kullanarak malzemeleri tartmak ve kapladıkları hacmi ölçmektir. Daha sonra D = m/v denklemini kullanarak malzemenin yoğunluğunu bulursunuz ve bunu referans tablolarında listelenen bilinen yaygın bileşiklerin yoğunluklarıyla karşılaştırırsınız.