Yoğunluk, bir maddenin birim hacminin kütlesidir. Daha basit bir ifadeyle, bir maddenin ne kadar "sıkışık" veya "ağır" olduğunu gösteren bir özelliktir.
Örneğin, aynı büyüklükte bir demir bilye ile bir strafor (köpük) topu düşünelim. İkisi de aynı hacme (yer kaplamaya) sahiptir ama demir bilye çok daha ağırdır. Bunun sebebi, demirin yoğunluğunun straforunkinden çok daha fazla olmasıdır.
Yoğunluğu hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanırız:
Yoğunluk = Kütle / Hacim
Matematiksel olarak ifade edersek:
\( d = \frac{m}{V} \)
Burada;
Kütle birimi olarak genellikle gram (g), hacim birimi olarak da santimetreküp (cm³) kullanılır. Bu durumda yoğunluk birimi:
g/cm³ (gram bölü santimetreküp) olur.
Kütleyi kilogram (kg), hacmi ise metreküp (m³) olarak alırsak, yoğunluk birimi kg/m³ olur.
Kütlesi 30 gram, hacmi 10 cm³ olan bir taş parçasının yoğunluğunu bulalım.
Formül: \( d = \frac{m}{V} \)
\( d = \frac{30 \text{ g}}{10 \text{ cm³}} = 3 \text{ g/cm³} \)
Bu taşın yoğunluğu 3 g/cm³'tür. Yani bu taşın 1 santimetreküpü 3 gram gelmektedir.
Yoğunluk, maddeleri birbirinden ayırt etmemize yardımcı olur. Saf maddelerin (örneğin altın, demir, su) yoğunluk değeri sabittir ve her yerde aynıdır. Bu nedenle bir maddenin yoğunluğunu ölçerek onun ne olduğunu anlayabiliriz.
Yoğunluğu suyun yoğunluğundan (1 g/cm³) küçük olan maddeler (örneğin tahta, plastik) suda batar. Yoğunluğu sudan büyük olan maddeler ise suda yüzer.
Soru 1: Bir maddenin birim hacminin kütlesine ne denir?
a) Ağırlık
b) Hacim
c) Yoğunluk
d) Kütle
Cevap: c) Yoğunluk. Çözüm: Yoğunluk, bir maddenin birim hacminin kütlesi olarak tanımlanır. Formülü ise kütlenin hacme bölünmesiyle bulunur.
Soru 2: Kütlesi 120 gram, hacmi 60 cm³ olan bir taş parçasının yoğunluğu kaç g/cm³'tür?
a) 0.5
b) 2
c) 60
d) 7200
Cevap: b) 2. Çözüm: Yoğunluk = Kütle / Hacim formülünden, Yoğunluk = 120 g / 60 cm³ = 2 g/cm³ olarak hesaplanır.
Soru 3: Aşağıdaki tabloda dört farklı maddenin kütle ve hacim değerleri verilmiştir. Hangi madde en fazla yoğunluğa sahiptir?
Madde Kütle (g) Hacim (cm³)
K 200 100
L 150 50
M 80 20
N 250 250
a) K
b) L
c) M
d) N
Cevap: c) M. Çözüm: Yoğunlukları hesaplayalım: K=200/100=2 g/cm³, L=150/50=3 g/cm³, M=80/20=4 g/cm³, N=250/250=1 g/cm³. En büyük yoğunluk değeri 4 g/cm³ ile M maddesine aittir.
