Her maddeyi diğerlerinden ayıran, ona özgü olan özelliklere ayırt edici özellikler denir. Bu özellikler, maddelerin cinsine bağlıdır ve miktara göre değişmez. Örneğin, bir bardak su ile bir kova suyun ayırt edici özellikleri aynıdır.
Bir maddenin birim hacminin kütlesine özkütle veya yoğunluk denir. Formülü şudur:
\( \text{Özkütle} = \frac{\text{Kütle}}{\text{Hacim}} \)
Örneğin, demirin özkütlesi 7,8 g/cm³'tür. Bu, 1 cm³ demirin 7,8 gram geldiği anlamına gelir. Tahtanın özkütlesi ise daha azdır. Bu yüzden demir, suda batarken tahta suda yüzer.
Katı bir maddenin sıvı hale geçmeye başladığı sabit sıcaklığa erime noktası denir. Bu, her madde için farklıdır.
Bir maddenin erime ve donma noktaları aynıdır.
Sıvı bir maddenin gaz hale geçmeye başladığı sabit sıcaklığa kaynama noktası denir.
Bir maddenin kaynama noktası, bulunduğu ortamın basıncına göre değişebilir.
Belirli bir sıcaklıkta, 100 gram çözücüde (genellikle su) çözünebilen maksimum madde miktarına çözünürlük denir.
Çözünürlük, sıcaklıkla genellikle artar. Sıcak suda, soğuk suya göre daha fazla şeker çözünebilir.
Bir maddenin dışarıdan bir kuvvet uygulandığında şekil değiştirip, kuvvet kalktığında eski haline dönme özelliğidir. Lastik buna güzel bir örnektir. Cam macunu ise esnek değildir.
Maddelerin sıcaklığı arttığında boyutlarının (hacimlerinin) artması olayıdır. Katı, sıvı ve gazlar genleşir, ama gazlar en çok genleşir. Tren rayları arasında boşluk bırakılmasının nedeni, sıcak havalarda genleşmeyi önlemektir.
Bu özellikler, maddeleri birbirinden ayırmak ve onları günlük hayatta doğru şekilde kullanmak için çok önemlidir. Örneğin, kaynama noktası farkından yararlanarak sıvı karışımlarını ayırabiliriz (damıtma). Özkütle farkı ile karışımları ayırabiliriz.
Soru 1: Bir öğrenci laboratuvarda aynı kütledeki etil alkol ve suyu aynı koşullarda ısıtmaya başlıyor. Maddelerin sıcaklık-zaman grafiğini çizdiğinde, etil alkolün kaynama sıcaklığına daha kısa sürede ulaştığını gözlemliyor. Bu durumun temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
a) Etil alkolün özkütlesinin sudan küçük olması
b) Etil alkolün öz ısısının sudan küçük olması
c) Etil alkolün buharlaşma ısısının sudan büyük olması
d) Etil alkolün donma noktasının sudan düşük olması
Cevap: b) Etil alkolün öz ısısının sudan küçük olması
Çözüm: Öz ısı, bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1°C artırmak için gereken ısı miktarıdır. Öz ısısı düşük olan madde daha az enerji ile ısınır. Etil alkolün öz ısısı (0.58 cal/g°C) suyun öz ısısından (1 cal/g°C) küçük olduğu için aynı ısı enerjisi ile daha çabuk ısınır ve kaynama noktasına daha kısa sürede ulaşır.
Soru 2: Bir araştırmacı, aynı sıcaklıkta ve eşit kütledeki dört farklı sıvıyı (su, zeytinyağı, cıva, etil alkol) özdeş kaplara koyup aynı ısıtıcı ile ısıtmaya başlıyor. Belirli bir süre sonra maddelerin son sıcaklıkları ölçüldüğünde farklı değerler olduğu görülüyor. Bu deneyde gözlemlenen farklılık temel olarak maddelerin hangi ayırt edici özelliği ile açıklanır?
a) Özkütle
b) Öz ısı
c) Kaynama noktası
d) Erime noktası
Cevap: b) Öz ısı
Çözüm: Aynı kütledeki farklı maddelere eşit miktarda ısı verildiğinde, sıcaklık artışları farklı olur. Bu fark, maddelerin öz ısılarının birbirinden farklı olmasından kaynaklanır. Öz ısısı küçük olan maddenin sıcaklığı daha fazla artarken, öz ısısı büyük olan maddenin sıcaklık artışı daha az olur.
Soru 3: Aynı ortamda bulunan eşit kütledeki su ve zeytinyağı, özdeş ısıtıcılarla ayrı ayrı ısıtılıyor. Isıtma işlemi sonunda zeytinyağının sıcaklığının daha yüksek olduğu gözlemleniyor. Bu durum, aşağıdaki yargılardan hangisini kesin olarak kanıtlar?
a) Zeytinyağının kaynama noktası sudan yüksektir.
b) Zeytinyağının öz ısısı sudan düşüktür.
c) Zeytinyağının özkütlesi sudan düşüktür.
d) Zeytinyağının erime noktası oda sıcaklığının altındadır.
Cevap: b) Zeytinyağının öz ısısı sudan düşüktür.
Çözüm: Eşit kütle ve eşit ısı enerjisi alan maddelerden öz ısısı küçük olanın sıcaklık artışı daha fazla olur. Zeytinyağının son sıcaklığının daha yüksek olmas
