TYT Fizik Madde ve Özellikleri Konu Anlatımı

Madde ve Özellikleri

Madde:

Kütlesi ve hacmi olan, uzayda yer kaplayan varlıklara denir.

Çevremizde gördüğümüz:

• Su • Hava • Taş • Demir • Cam • Tahta

birer maddedir.

1. Maddenin Ortak Özellikleri

Maddelerin sahip olduğu temel özelliklerden bazıları:

• Kütle • Hacim • Eylemsizlik

olarak sıralanabilir.

Bu özellikler:

Maddenin miktarına bağlıdır.

1. Kütle

Kütle:

Bir cismin sahip olduğu madde miktarının ölçüsüdür.

Sembolü: m

SI birimi: kilogram (kg)

Kütle:

Bulunulan yere göre değişmez.

1. Kütle – Ağırlık Ayrımı

Kütle ve ağırlık aynı şey değildir.

Kütle:

Madde miktarıdır.

Ağırlık:

Cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir.

Kütle: Konuma göre değişmez.

Ağırlık: Yer çekimi ivmesine göre değişebilir.

1. Hacim

Hacim:

Bir cismin uzayda kapladığı yerdir.

Sembolü: V

SI birimi: m³

Günlük kullanımda:

• cm³ • litre • mililitre

birimleri de kullanılabilir.

1. Hacim Birimleri

1 L = 1 dm³

1 mL = 1 cm³

1 L = 1000 mL

1 m³ = 1000 L

1. Düzgün Geometrik Cisimlerin Hacmi

Dikdörtgenler prizması:

V = a · b · c

Küp:

V = a³

Silindir:

V = πr²h

Küre:

V = 4πr³ / 3

1. Düzgün Olmayan Katıların Hacmi

Düzgün geometrik şekli olmayan bir katının hacmi:

Dereceli silindirdeki sıvı seviyesi kullanılarak bulunabilir.

İlk hacim: V₁

Cisim sıvıya tamamen batırıldıktan sonraki hacim: V₂

Cismin hacmi:

V = V₂ - V₁

1. Eylemsizlik

Eylemsizlik:

Bir cismin hareket durumunu koruma eğilimidir.

Duran cisim:

Durmaya devam etmek ister.

Hareket eden cisim:

Hareketini sürdürmek ister.

Eylemsizlik:

Kütle ile ilişkilidir.

1. Özkütle

Özkütle:

Bir maddenin birim hacminin kütlesidir.

Sembolü: d veya ρ

Bağıntı:

d = m / V

Burada:

d → özkütle

m → kütle

V → hacim

1. Özkütle Birimleri

SI birimi:

kg/m³

Sık kullanılan diğer birim:

g/cm³

1. Özkütlenin Ayırt Edici Özelliği

Saf maddelerde:

Belirli sıcaklık ve basınç koşullarında özkütle ayırt edici bir özellik olarak kullanılabilir.

Aynı maddeden yapılmış farklı büyüklükteki cisimlerin:

• Kütleleri farklı olabilir. • Hacimleri farklı olabilir. • Özkütleleri aynı olur.

1. Kütle – Hacim – Özkütle İlişkisi

Bağıntı:

d = m / V

Buradan:

m = d · V

V = m / d

elde edilir.

1. Aynı Maddeden Yapılmış Cisimler

Aynı maddeden yapılan cisimlerde:

Özkütle sabittir.

Hacim arttıkça:

Kütle de aynı oranda artar.

Örneğin:

Hacim 2 katına çıkarsa: Kütle de 2 katına çıkar.

1. Kütle – Hacim Grafiği

Düşey eksen: Kütle (m)

Yatay eksen: Hacim (V)

ise:

Doğrunun eğimi özkütleyi verir.

Eğim:

m / V = d

1. Özkütlesi Büyük Olan Madde

Aynı hacimde iki madde karşılaştırılırsa:

Özkütlesi büyük olanın kütlesi daha büyüktür.

Aynı kütlede iki madde karşılaştırılırsa:

Özkütlesi büyük olanın hacmi daha küçüktür.

1. Özkütle Maddenin Miktarına Bağlı mıdır?

Hayır.

Bir madde iki eşit parçaya ayrılırsa:

• Kütle azalır. • Hacim azalır. • Özkütle değişmez.

1. Sıcaklığın Özkütleye Etkisi

Genellikle sıcaklık arttığında:

Maddelerin hacmi artar.

Kütle değişmez.

d = m / V olduğundan:

Hacim artarsa özkütle azalır.

Ancak:

Bu genel eğilimin istisnaları bulunabilir.

1. Karışımların Özkütlesi

Birden fazla madde karıştırıldığında:

Karışımın özkütlesi:

d = Toplam kütle / Toplam hacim

bağıntısıyla hesaplanabilir.

Hacimlerin toplandığı kabul edilen sorularda:

dkarışım = (m₁ + m₂) / (V₁ + V₂)

1. Eşit Hacimli Karışımlar

İki sıvının hacimleri eşitse ve hacimler toplanıyorsa:

Karışımın özkütlesi:

dkarışım = (d₁ + d₂) / 2

olur.

1. Eşit Kütleli Karışımlar

Eşit kütleli iki sıvı karıştırıldığında:

Karışım özkütlesi doğrudan aritmetik ortalama alınarak bulunmaz.

Çünkü:

Hacimler özkütlelere göre farklıdır.

1. Dayanıklılık

Dayanıklılık:

Katı bir cismin kendi ağırlığı veya dış etkiler karşısında şeklini koruyabilme özelliğiyle ilişkilidir.

Aynı maddeden ve benzer biçimde yapılmış cisimlerde:

Boyutlar büyüdükçe dayanıklılık değişebilir.

1. Katılarda Dayanıklılık

Benzer biçimli katılarda dayanıklılık:

Kesit alanı / Hacim

oranıyla ilişkilendirilebilir.

Dayanıklılık ∝ Kesit alanı / Hacim

1. Boyut – Dayanıklılık İlişkisi

Benzer biçimli bir cismin bütün boyutları k katına çıkarılırsa:

Kesit alanı: k² katına

Hacim: k³ katına

çıkar.

Dayanıklılık:

k² / k³ = 1 / k

oranında değişir.

1. Adezyon

Adezyon:

Farklı tür maddelerin molekülleri arasındaki çekim kuvvetidir.

Örnek:

• Suyun cama tutunması • Yağmur damlasının cama yapışması • Boyanın duvara tutunması

1. Kohezyon

Kohezyon:

Aynı tür moleküller arasındaki çekim kuvvetidir.

Örnek:

Su moleküllerinin birbirini çekmesi.

1. Adezyon – Kohezyon Ayrımı

Adezyon: Farklı maddeler

Kohezyon: Aynı madde

1. Su ve Cam

Su ile cam arasında:

Adezyon etkisi güçlüdür.

Bu nedenle su:

Cam yüzeyi ıslatır.

İnce cam boruda suyun kenarları yukarı doğru kıvrılır.

1. Cıva ve Cam

Cıva molekülleri arasındaki kohezyon:

Cıva ile cam arasındaki adezyondan daha baskındır.

Bu nedenle cıva:

Cam yüzeyi su kadar iyi ıslatmaz.

1. Yüzey Gerilimi

Sıvı yüzeyindeki moleküllerin:

Kohezyon kuvvetlerinin etkisiyle yüzeyi mümkün olduğunca küçük tutma eğilimine:

Yüzey gerilimi

denir.

1. Yüzey Gerilimine Örnekler

• Su damlasının küresel şekle yaklaşması • Bazı böceklerin su üzerinde durabilmesi • Hafif bir iğnenin uygun koşullarda su yüzeyinde kalabilmesi

yüzey gerilimiyle ilişkilidir.

1. Sıcaklık ve Yüzey Gerilimi

Genellikle:

Sıcaklık arttıkça sıvının yüzey gerilimi azalır.

1. Deterjan ve Yüzey Gerilimi

Deterjan gibi maddeler:

Suyun yüzey gerilimini azaltabilir.

Bu durum:

Suyun yüzeye daha iyi yayılmasına ve temizleme etkisinin artmasına yardımcı olur.

1. Kılcallık

İnce borularda sıvının:

Yükselmesi veya alçalması olayına:

Kılcallık

denir.

Kılcallık:

• Adezyon • Kohezyon • Yüzey gerilimi

ile ilişkilidir.

1. Su İçin Kılcallık

Su – cam sisteminde:

Adezyon etkisi güçlü olduğundan su:

İnce cam boruda yükselir.

Boru inceldikçe:

Yükselme miktarı artar.

1. Cıvada Kılcallık

Cıva – cam sisteminde:

Kohezyon etkisi daha baskındır.

Bu nedenle cıva:

İnce cam boruda aşağı doğru seviye oluşturabilir.

1. Kılcallığa Günlük Hayattan Örnekler

• Kağıt havlunun suyu emmesi • Peçetenin sıvıyı çekmesi • Bitkilerde ince iletim yollarında sıvının hareketine katkı • Fitilin sıvıyı çekmesi

kılcallıkla ilişkilidir.

1. Islanma

Bir sıvının katı yüzey üzerinde yayılması:

Adezyon ve kohezyon arasındaki ilişkiye bağlıdır.

Adezyon baskınsa:

Sıvı yüzeyi daha iyi ıslatır.

Kohezyon baskınsa:

Sıvı kendi içinde toplanmaya daha yatkındır.

1. Damla Oluşumu

Sıvı damlalarının küresel şekle yaklaşmasının nedeni:

Yüzey alanını küçültme eğilimidir.

Bu davranış:

Yüzey gerilimiyle ilişkilidir.

1. Temel Kavramları Hızlı Ayırma

Madde: Kütle + hacim

Kütle: Madde miktarı

Hacim: Kaplanan yer

Özkütle: m / V

Adezyon: Farklı maddeler arasında çekim

Kohezyon: Aynı madde molekülleri arasında çekim

Yüzey gerilimi: Sıvı yüzeyinin küçülme eğilimi

Kılcallık: İnce boruda sıvının yükselmesi veya alçalması

Dayanıklılık: Cismin yapısını koruyabilmesi

1. Özkütlede Hızlı Yorum

d = m / V

m sabitse:

V artarsa → d azalır.

V sabitse:

m artarsa → d artar.

Aynı maddeyse:

m ve V değişse de d sabittir.

Sık Karıştırılan Noktalar

• Kütle → madde miktarıdır. • Ağırlık → kuvvettir. • Kütlenin birimi → kg. • Ağırlığın birimi → N. • Hacmin SI birimi → m³. • 1 mL = 1 cm³. • Özkütle → d = m / V. • Aynı madde farklı miktarlarda olsa da özkütlesi değişmez. • Kütle ve hacim → madde miktarına bağlıdır. • Özkütle → saf maddeler için aynı koşullarda ayırt edici olabilir. • m-V grafiğinin eğimi → özkütle. • Aynı hacimde d büyükse → m büyük. • Aynı kütlede d büyükse → V küçük. • Adezyon → farklı maddeler. • Kohezyon → aynı tür moleküller. • Yüzey gerilimi → kohezyonla ilişkilidir. • Sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi genellikle azalır. • Deterjan → suyun yüzey gerilimini azaltır. • Su camda yükselir. • Kılcal boru inceldikçe suyun yükselmesi artar. • Boyutları büyüyen benzer katıların dayanıklılığı azalır.

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

Konu Özeti

Madde: Kütle + hacim

Kütle: Madde miktarı

Hacim: Kaplanan yer

Özkütle: d = m / V

Aynı madde: Özkütle sabit

m-V grafiği: Eğim = özkütle

Dayanıklılık: Kesit alanı / hacim ile ilişkili

Adezyon: Farklı maddeler

Kohezyon: Aynı madde

Yüzey gerilimi: Kohezyon etkisi

Deterjan: Yüzey gerilimini azaltır

Kılcallık: İnce boruda yükselme veya alçalma