MADDE VE ÖZELLİKLERİ
 
Madde: Uzayda yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan canlı ve cansız herşeye madde denir. Maddeler sıcaklığa göre katı, sıvı ve gaz halinde bulunabilir. Buz, su ve buhar gibi.

Cisim: Şekillendirilmiş maddelere cisim denir. Ağaç bir madde iken, ağaçtan yapılmış sandalye bir cisimdir.
Madde türlerini tanıyabilmek için özelliklerini bilmek gerekir. Genel olarak maddelerin özellikleri ikiye ayrılır.

Ortak Özellikler Ayırt Edici Özellikler
Maddelerin temel üç ortak özelliği vardır.
A.   Eylemsizlik
B.   Hacim
C.   Kütle

A. EYLEMSİZLİK

Duran bir cismin sürekli durma, hareket eden bir cismin de hareketini sürdürme eğilimine eylemsizlik denir. Kısaca içinde bulunduğu hali koruma meyline denir. Bu eğilim tüm maddelerde ortak bir özelliktir.

B. HACİM
Bir cismin uzayda kapladığı yere o cismin hacmi denir. Belli bir sıcaklık için katıların belli bir hacmi ve belirli bir şekli vardır. Sıvıların hacimleri belli olmasına rağmen belirli bir şekilleri yoktur. İçinde bulunduğu kabın şeklini alırlar. Gazların ise hem şekli hem de hacmi belirli değildir. Gazların hacmi içinde bulunduğu kabın hacmine eşittir.

Katıların hacmi, düzgün geometrik şekilde ise üç boyutun çarpımından bulunur. Şekilde prizma, küre ve silindirin hacimleri verilmiştir. r : yarı çap   ve   h : yükseklik

Hacim birimleri, uzunluk birimlerinin küpüdür, cm3, dm3, m3 gibi...
Katıların şekli düzgün geometrik değilse, içinde erimediği sıvının içine atılır. Yerini değiştirdiği ya da taşırdığı sıvının hacmi katının hacmini verir.
Şekildeki cisim sıvıya atıldığında sıvı 15 cm3 seviyesinden 20 cm3 seviyesine geldiği için cismin hacmi 5 cm3 tür. Eğer kaptaki sıvı taşma düzeyine kadar dolu olsaydı, taşan sıvı cismin hacmini verirdi.

Sıvıların hacimleri dereceli kaplar yardımıyla ölçülür. Gazların hacmi ise içinde bulunduğu kabın hacmine eşittir.
Katı, sıvı ve gaz halindeki belli bir madde parçasının hacmi, fiziksel hallerinin değiştirilmesi ile ya da kuvvet ve basınç uygulanarak büyültülüp küçültülebilir. Sıkıştırılmakla, bazı katıların hacmi değişir, sıvıların hacmi pek değişmez, gazların hacmi ise değişir.

C. KÜTLE
Kütle, bir cismin İçerdiği madde miktarının bir ölçüsüdür, m ile gösterilir. Maddenin kütlesi sıcaklık ve bulunduğu yere göre değişmez. Birimi g-kütle ve kg-kütledir. 1 cm3 saf suyun kütlesi 1 g-kütle, 1000 cm3 saf suyun kütlesi de 1 kg-kütle olarak kabul edilmiştir. Kütle, eşit kollu terazi ile ölçülür.

Eşit Kollu Terazi

Kefelere konulan cisimler birbirlerini dengelediğinde kütleler eşitlenmiş olur. Eşit kollu terazinin duyarlılığını artırmak için binici kullanılır. Sol kefeye ölçülecek kütle, sağ kefeye ise gramlar konulmuş olsun. Binici, sağ kolda denge sağlanıncaya kadar kaydırılır. Binicinin sağa doğru 1 bölme kaydırılması, sağ kefeye m/N g ilave edilmesi, sol tarafa doğru kaydırılması da sağ
kefeden m/N g alınması ya da sol kefeye m/N g ilave edilmesi anlamına gelir.
m = 1 g, N = 10 bölme ise, m/N = 0,1 g  dır.

Bazı sorularda binicinin ardışık bir bölme kaydırılması, 1 grama karşılık geldiği belirtiliyorsa, bu durumda m/N oranı, 1 g olarak verilmiş demektir.

Duyarlılık: Bu m/N değeri, terazi ile ölçülebilecek en küçük değerdir. Dolayısıyla bu değere aynı zamanda terazinin duyarlılığı (hassasiyeti) denilir. m/N oranı ne kadar küçük ise duyarlılık o kadar fazla demektir.

Ağırlık
Bir gezegenin cisimlere uyguladığı çekim kuvvetine ağırlık denir. G ile
gösterilir. Birimi kuvvet birimleri olan N veya kg-kuvvettir. Çekim kuvvetinin olmadığı uzayın herhangi bir yerinde ağırlık yoktur, ancak kütle vardır. Kütlesi m olan bir cismin çekim ivmesinin g olduğu bir yerdeki ağırlığı,
G = m.g    dir.

Ağırlık vektörel bir büyüklük olup, dinamometre denilen yaylı kantarla ölçülür. Ağırlık vektörünün yönü daima yerin merkezine yöneliktir. Dünya üzerindeki bir cismin ağırlığı kutuplarda maksimum, yerin merkezinde ise sıfırdır. Kutuplardan ekvatora doğru gidildikçe bir cismin ağırlığı azalır.
Her maddenin yalnız kendine ait olan özelliklerine ayırt edici özellikler denir.

ÖZ KÜTLE
Katı maddeler

Bir cismin birim hacminin kütlesine öz kütle denir. Kütleden türetilen öz kütle çekim alanından bağımsızdır. Cismin kütlesi m, hacmi V ise öz kütlesi,


Birimi,

Öz kütle madde miktarına bağlı değildir. Örneğin bir parça demirin öz kütlesi ile aynı sıcaklıktaki tonlarca demirin öz,kütlesi aynıdır. Öz kütle iki durumda değişir.



1.   Bir cismin sıcaklığı değişirse,  kütlesi değişmeden hacmi değişir, d = m/V bağıntısına göre, ısıtılan bir cismin hacmi büyür, dolayısıyla öz kütlesi küçülür, soğutulan cismin ise, hacmi küçülür öz kütlesi büyür.
2.   Eğer bir cisim kütlesi değişmeden basınç altında hacmi değiştirilirse öz kütlesi değişir.
Kütleleri ve hacimleri bilinen ve birbirine benzeyen maddeleri ayırt etmek için, aynı sıcaklıktaki öz kütlelerine bakılır. Öz kütleleri aynı ise bunlar aynı madde olabilir, öz kütleleri farklı ise farklı maddelerdir denir.
Belli basınç ve sıcaklıkta katı ve sıvı haldeki bir madde için, kütle hacimle doğru orantılıdır.
Ağırlık ile kütle ve öz ağırlık ile öz kütle aynı olmamasına rağmen, dünya için ağırlıkla kütle, öz ağırlıkla öz kütle aynı rakamlarla ifade edilebilir. Mesela, bir cismin kütlesi 10 g-kütle ise ağırlığı 10 g-kuvvettir.

Gazlarda kütle sabit tutularak hacim değiştirilebilir. Bu durumda öz kütle hacimle ters orantılı olur.
Gazın basıncı ve sıcaklığı sabit tutulursa m-V, d-m ve d-V grafikleri sıvı ve katılardaki gibi olur.

Öz Ağırlık
Bir cismin birim hacminin ağırlığına öz ağırlık denir.


Bir cismin öz ağırlığı, öz kütlesi ile çekim ivmesinin çarpımına eşittir.

Birimleri:

Karışım ve Karışımın Öz Kütlesi
Birbirine karışan maddelerin öz kütlelerinden farklı öz kütleli bir karışım elde edilir.

Bir karışımın öz kütlesi, karışan maddelerin öz kütlelerine ve karışma oranına bağlıdır. İki ya da daha fazla maddenin karıştırılmasıyla meydana gelen karışımın öz kütlesi,

bağıntısıyla bulunur.

Özel durumlar

I.  Öz kütleleri d1 ve d2 olan sıvılardan eşit hacimde karıştırılmış ise, türdeş karışımın öz kütlesi,

veya

Burada n karışan sıvı sayısıdır.

II.  Öz kütleleri d1 ve d2 olan sıvılardan eşit kütlede karıştırılmış ise, türdeş karışımın öz kütlesi,

Örnek

X ve Y sıvılarının kütle - hacim grafikleri şekildeki gibidir.
Aynı sıcaklıktaki X ten 120 g, Y den 30 g alınarak oluşturulan türdeş karışımın öz kütlesi kaç g/cm3 tür?

Çözüm
Verilenlere göre, X ve Y sıvılarının öz kütleleri,

Verilen kütle değerine karşılık gelen hacimleri,

Türdeş karışımın öz kütlesi ise,

Karışımların Özellikleri
I. Bir karışımın öz kütlesi karışıma katılan maddelerin öz kütleleri arasında bir değerdir. Karışımın öz kütlesi karışan maddelerin öz kütlelerinin birine eşit olamaz. Hangisinden hacimce daha fazla karıştırılırsa karışımın öz kütlesi o sıvının öz kütlesine daha yakın olur.

II. Bir sıvıya, öz kütlesi daha büyük olan bir sıvıdan düzgün olarak karıştırmakla, karışımın öz kütlesi artırılır. (Şekil -I) Öz kütlesi daha az olan sıvıdan düzgün olarak karıştırmakla karışımın öz kütlesi azaltılır. (Şekil - II)
Bu artış ya da azalış düzgün değildir.

III. Karışımı meydana getiren maddelerin hacimce karışma oranları değişmediği sürece, karışımın öz kütlesi değişmez. Karışımın öz kütlesini değiştirmek için karışan maddelerin karışma oranlarını değiştirmek gerekir.