Çoğunlukla, yanlış olarak iki farklı büyüklük olan yoğunluk ile özgül kütle birbirine karıştırılır Bir cismin özgül kütlesi bu cismin birim hacminin kütlesidir. Dolayısıyla özgül kütle kullanılan birim sistemlerine bağımlıdır. Nitekim, demirin özgül kütlesi 7,8 g/cm3 ya da 7 800 kg/m3'tür Katı ya da sıvı bir cismin yoğunluğu özgül kütlesinin 4 “Ctaki suyun özgül kütlesine oranıdır. Böylece yoğunluk, birim sistemlerinden bağımsız, boyutsuz bir sayı olur. 4 °C’taki suyun özgül kütlesi 1 g/cm3 (ya da 1 000 kg/m3) olduğundan sözgelimi demirin yoğunluğu 7,8'dir.
KATİLARIN YOĞUNLUĞU.
Genel ölçüm yöntemi cismin kütlesinin ve aynı hacimdeki suyun kütlesinin mümkün olduğu kadar doğru bir şekilde bulunmasına dayanır. Burada birçok yöntem kullanılır.
Hidrostatik terazi.
Bu yöntem Arkhimedes ilkesine dayanır. Cisim (kütlesi m olsun) önce havada, sonra da su içinde tartılır: aradaki fark, yerdeğiştiren su kütlesini verir. Buradan cismin hacmine eşit saf su hacminin 4 °C'taki m' kütlesi bulunur. Yoğunluk şu formülle tanımlanır:
Şişe yöntemi.
Bu yöntemde yoğunluk şişesi ya da piknometre kullanılır. Bu şişenin, incelenecek cismin girebileceği kadar geniş rodajlı bir ağzı ve bunun üzerine geçirilen r işareti çizilmiş kılcal borulu bir ağızlığı vardır. Bir terazi yardımıyla aynı T darası kullanılarak şu dengeler sağlanır:
su dolu şişe + mv T'yi dengeler; su dolu şişe + cisim +m2, T'yi dengeler; su dolu şişe + şişe içindeki cisim + m3, T’yi dengeler.
SIVILARIN YOĞUNLUĞU. Hidrostatik terazi.
Sabit bir T darası, 1. havada asılı; 2. su içine batmış; 3. incelenecek sıvı içine batmış durumda bulunan ve terazi kefesi altına açılmış olan safralı bir cam küreyi dengeler ve şu üç bağıntı elde edilir:
küre + m,, T'yi dengeler;
küre - yerdeğiştiren su + m2, T’yi dengeler;
küre - yerdeğiştiren sıvı + m3, T’yi dengeler;
buradan yerdeğiştiren sıvı (kürenin hacmi) = rn-m, ve yerdeğiştiren su (aynı hacim) = m2-m, bulunur; bu da, m2 - rnA
Şişe yöntemi. Bu yöntemde katilar için kullanılan, fakat rodajlı ağzı bulunmayan şişe kullanılır. Arka arkaya boş, işarete kadar su dolu, sonra sıvı dolu olarak tartılır.
Sıvı yoğunlukölçerler. Sıvılar için tamamen camdan (herhangi bir sıvı içine daldırılabilmeleri için), safralı ve bilinen M kütleli yüzücüler kullanılır. Bir ek kütle ile r işaretinin çizgisine teğet olacak şekilde,
1. incelenecek sıvı içine (ek kütle: m);
2. su içine daldırılır (ek kütle: m'). Yüzen cisimler ilkesine göre,
M + m yerdeğiştiren sıvı kütlesi
M + m' aynı hacimdeki su kütlesi
oranı elde edilir ki, bu da yoğunluk D’dir.
Mohr terazisi.
Bir terazi okuna, havada karşı ağırlıkla dengelenen küçük bir cam silindir asılır. Silindir sıvı içine daldırıldığında denge bozulur. Terazi ile konumuna, üzerinde eşit aralıklı dokuz kertik bulunan ok boyunca yerleri değiştirilen çatallar yardımıyla getirilir; bu çatalların farklı ağırlıkları vardır; okun ucunda yer alan en büyük çatal saf suyun silindir üzerindeki itme kuvvetini dengeler; diğer üç tanesi 10, 100 ve 1 000 kez daha hafiftir; belirli bir sıvı için teraziyi denge konumuna getiren çatalların ağırlık ve konumu üç ondalıklı olarak doğrudan yoğunluğu verir.
GAZLARIN YOĞUNLUĞU.
Gazların yoğunluğu genellikle havaya göre hesaplanır.
Regnault yılhtemı. Aynı sıcaklık ve basınç koşullarında, hacmi bilinen ve önce hava, sonra da yoğunluğu ölçülecek gazla doldurulan bir balonun kütlesi belirlenir.
Bunsen yöntemi. Graham yasasına göre, belli bir gaz hacminin ince çeperli küçük bir delikten akış süresi yoğunluğunun kare köküne eşittir.
Böylece bu süre hava için (f,), sonra D yoğunluğu aranan gaz için (t2) ölçüldüğünde şu bağıntı elde edilir:
Meyer yöntemi. Sabit ve yüksek sıcaklıktaki bir kap içine, buharlaştırılacak sıvıdan m kadar içeren camdan bir ampul yerleştirilir. Buhar aygıttan kendisininkine eşit hacimde havayı dışarı atar. Bu hava su üzerindeki bir tüp içinde toplanarak, atmosfer basıncındaki v hacmi ölçülür.
Kaynak: Büyük Larousse
Yoğunluk
