Özkütle maddelere özgü karakteristik özelliklerden biridir ve özellikle fizik dersinde sık sık karşılaştığımız bir kavramdır. Öğrencilerin korkulu rüyası olan fizik dersinde özkütle kavramının büyük önemi vardır. Özkütle nedir ve nasıl bulunur? Özkütle hesaplama ve formülü konu anlatımı detayları sizler için anlaşılabilir şekilde derledik…
Özkütlenin Tarihçesi
İyi bilinen, muhtemelen hayali bir hikayede, Arşimet, Kral Hiero’nun kuyumcunun tanrılara adanmış bir altın çelenk yaratırken altını çalıp çalmadığını ve bunun yerine daha ucuz başka bir alaşımla değiştirip değiştirmediğini bulmakla görevlendirildi.
Kral onaylamasa da, Arşimet asimetrik çelengin hacmi basit bir şekilde hesaplanabilen ve kütle ile karşılaştırılabilen bir küp haline getirilebileceğinin farkındaydı. Görünüşe göre kafası karışmış olan Arşimet’in bir daldırma banyosu yaptığı ve suyun yükselmesinden, suyun yer değiştirmesiyle altın çelengin hacmini belirleyebildiğini keşfettiği bildirildi. Bunu fark eder etmez, “Eureka! Eureka!” diye bağırarak sokaklarda koşturdu.
(E! Yunanca “Buldum”) Sonuç olarak, “eureka” kelimesi anlamada bir atılımı tanımlamak için yaygın olarak kullanılmaya başlandı.
Bu olayın gerçekleştiği söylendikten iki yüzyıl sonra, hikaye ilk olarak Vitruvius’un mimari yazılarında yazılı olarak ortaya çıktı. Bu hikayenin doğruluğu, yaklaşımın o zaman için alınması zor olan kesin ölçümler gerektireceğine dikkat çeken birkaç akademisyen tarafından sorgulandı.
Özkütle Nedir?
Özkütle kısaca, belirli bir basınç ve sıcaklık uygulandığında birim hacimdeki madde miktarı olarak tanımlanır. Özkütle bazı kitap ve makalelerde öz kütle olarak da ifade edilir.
Hastanelerde yaptırılan tahliller genellikle özkütle formülünden faydalanılarak hastalık tanıları ve kan değeri oranları hesaplanır. Porselen yapımı da özkütle bilgisini gerektiren alanlar arasında yer alır. Kuyumculukta maddelerin saflığı da yine özkütle sayesinde anlaşılır. Özkütle hayatın her alanında kullanılır ve bu nedenle oldukça önemlidir.
Özkütle Nasıl Bulunur?
Özkütle maddeler için karakteristiktir ancak özkütlesi bilinen bir maddenin hangi madde olduğu her durumda anlaşılmayabilir. Sabit sıcaklık ve basınç uygulanan bir madde için, kütle arttığında hacim de artar. Maddelerde kütle ve hacim birbiriyle doğru orantılı olduğu için kütlesi ya da hacmi artan veya azalan bir maddede özkütle değişmez. Özkütle maddeler için sabit alınan bir değerdir. Dolayısıyla özkütle, birim hacmin kütlesi olarak da tanımlanabilir.
Özkütle maddenin bütün halleri için ayırt edici özelliktedir. Çünkü her maddenin kendine has bir özkütlesi bulunur. Eğer özkütlesi verilen madde saf haldeyse o maddenin hangi madde olduğu kolaylıkla anlaşılır. Çünkü maddelerin özkütle değerleri sabittir ve herhangi bir durumda kütleye ya da hacmi bağlı olarak değişmez. Bazı maddelerin özkütleleri aşağıdaki gibidir:
- Su (+4°C) = 1,00
- Zeytin yağı= 0,910
- Kurşun= 11,30
- Altın= 19,30
- Demir= 7,86
- Azot= 1,25.10–3
- Bakır = 8,92
- Benzin =0,879
- Kloroform = 1,49
- Etilalkol= 0,780
- Hava= 1,29.10–3
- Oksijen= 1,43.10–3
- Alüminyum= 2,70
- Helyum= 1,78.10–4
Özkütle hesaplamak için fizikte özkütle formülü kullanılır. Özkütle formülü d=m/v şeklindedir.
Burada d özkütlenin g/cm³ cinsinden değerini ifade eder. m gram cinsinden kütleye, v ise cm³ cinsinden hacme denk gelir. Dolayısıyla özkütle kütle/hacim formülüyle kolaylıkla hesaplanabilir.
Bu formüle bağlı olarak kütlesi ve hacmi verilen bir maddenin özkütlesi formüle bağlı olarak bulunabilir.
