Biyoloji deneyinde bir öğrenci enzim aktivitesini incelemektedir. Reaksiyon hızını ölçerken birim zamanda oluşan ürün miktarını (mol/s) kullanmaktadır. Buna göre reaksiyon hızı büyüklüğü ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Temel büyüklüktür çünkü zaman içerir
B) Türetilmiş büyüklüktür ve madde miktarı ile zamandan türetilmiştir
C) Temel büyüklüktür çünkü mol birimi vardır
D) Türetilmiş büyüklüktür ve sadece uzunluktan türetilmiştir
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, biyoloji deneylerinde sıkça karşılaştığımız reaksiyon hızı kavramını ve fizik bilimindeki temel/türetilmiş büyüklükler ayrımını birleştireceğiz. Haydi, adım adım inceleyelim:
- Reaksiyon Hızı Nedir?
Reaksiyon hızı, bir kimyasal reaksiyonun ne kadar hızlı gerçekleştiğini gösteren bir ölçüdür. Genellikle birim zamanda harcanan madde miktarı veya oluşan ürün miktarı olarak ifade edilir. Soruda da belirtildiği gibi, birim zamanda oluşan ürün miktarı ($mol/s$) olarak verilmiştir.
- Temel Büyüklükler Nedir?
Fizikte, kendi başına tanımlanabilen ve başka hiçbir büyüklüğe ihtiyaç duymayan büyüklüklere temel büyüklükler denir. Bunlar uluslararası birim sistemi (SI) tarafından belirlenmiş yedi adettir.
- Kütle (birimi: kilogram, $kg$)
- Uzunluk (birimi: metre, $m$)
- Zaman (birimi: saniye, $s$)
- Sıcaklık (birimi: Kelvin, $K$)
- Akım Şiddeti (birimi: Amper, $A$)
- Işık Şiddeti (birimi: Kandela, $cd$)
- Madde Miktarı (birimi: mol, $mol$)
Gördüğünüz gibi, madde miktarı ($mol$) ve zaman ($s$) temel büyüklüklerdir.
- Türetilmiş Büyüklükler Nedir?
Temel büyüklüklerin bir araya gelmesiyle (çarpılması, bölünmesi gibi matematiksel işlemlerle) elde edilen büyüklüklere türetilmiş büyüklükler denir. Örneğin, hız ($m/s$), kuvvet ($N$), enerji ($J$), hacim ($m^3$) gibi birçok büyüklük türetilmiştir.
- Reaksiyon Hızının Birimini İnceleyelim:
Soruda reaksiyon hızının birimi $mol/s$ olarak verilmiştir.
- Bu birimin pay kısmında $mol$ (mol) vardır. $mol$, madde miktarının birimidir ve temel bir büyüklüktür.
- Bu birimin payda kısmında $s$ (saniye) vardır. $s$, zamanın birimidir ve temel bir büyüklüktür.
Reaksiyon hızı, iki farklı temel büyüklüğün (madde miktarı ve zaman) birbirine oranı şeklinde ifade edildiği için, bu birim temel büyüklüklerden türetilmiştir. Dolayısıyla reaksiyon hızı türetilmiş bir büyüklüktür.
- Seçenekleri Değerlendirelim:
- A) Temel büyüklüktür çünkü zaman içerir: Yanlış. Sadece zaman içermesi onu temel yapmaz, başka bir temel büyüklükle (madde miktarı) birleşmiştir.
- B) Türetilmiş büyüklüktür ve madde miktarı ile zamandan türetilmiştir: Doğru. Reaksiyon hızı, madde miktarı ($mol$) ve zaman ($s$) gibi iki temel büyüklüğün oranından ($mol/s$) oluştuğu için türetilmiş bir büyüklüktür.
- C) Temel büyüklüktür çünkü mol birimi vardır: Yanlış. Sadece mol birimi içermesi onu temel yapmaz, zaman birimiyle de birleşmiştir.
- D) Türetilmiş büyüklüktür ve sadece uzunluktan türetilmiştir: Yanlış. Reaksiyon hızının birimi olan $mol/s$ içinde uzunluk birimi ($m$) bulunmamaktadır. Madde miktarı ve zamandan türetilmiştir.
Bu bilgiler ışığında, reaksiyon hızı türetilmiş bir büyüklüktür ve madde miktarı ile zamandan türetilmiştir.
Cevap B seçeneğidir.
