Yoğunluk
Yoğunluk veya özkütle; fizikte ve kimyada, belirli sıcaklık ve basınç altında birim hacimdeki madde miktarıdır. veya harfi ile sembolize edilir. Yoğunluk, maddenin karakteristik özelliği olmasına rağmen yalnız yoğunluğu bilinen bir maddenin hangi madde olduğu anlaşılamayabilir. Bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla ayırt edici özelliğinin incelenmesi gerekir. Sabit basınç ve sıcaklık altında; kütlesi artan bir maddenin hacmi de artar, dolayısıyla, hacimle kütle doğru orantılı olduğu için yoğunluk değişmez. İki tür yoğunluk vardır. Birincisi mutlak yoğunluktur ki, pratikte mutlak kelimesi kullanılmaz, sâdece yoğunluk denir. İkincisi ise bağıl yoğunluktur (nispi yoğunluk). Sembolü harfi, birimi g/cm³ ve m kütle, v hacim olmak üzere formülü;
şeklindedir.
Burada:
- cismin toplam kütlesi (kg)
- cismin toplam hacmidir (m³)
Uluslararası Birim Sisteminde özkütle birimi (kg/m3)'tür. Bunun yanında; (g/cm3) ve (kg/L) de sıkça kullanılır.
Özkütle hesaplama yolu ile bulunabilir, piknometre veya bomemetre gibi aletler yardımıyla da belirlenebilir.
Bir maddenin özkütlesi sıcaklığına bağlı olarak değişir. Sıcaklık artışı genellikle özkütleyi azaltır, ancak sıcaklığı arttıkça hacmi azalan ve özkütlesi artan maddeler de vardır.
Su ve havanın sabit basınç altındaki sıcaklığa bağlı özkütleleri aşağıda verilmiştir.
Suyun yoğunluğunun 1 Atmosfer basınç altında sıcaklığa bağlı olarak değişimi aşağıdaki tabloda verilmiştir.
| Sıcaklık | Yoğunluk (1 atm) | |
|---|---|---|
| °C | °F | kg/m3 |
| 0,0 | 32,0 | 999,8425 |
| 4,0 | 39,2 | 999,9750 |
| 15,0 | 59,0 | 999,1026 |
| 20,0 | 68,0 | 998,2071 |
| 25,0 | 77,0 | 998,0479 |
| 37,0 | 98,6 | 993,3316 |
| 100 | 212,0 | 958,3665 |
Havanın yoğunluğunun 1 Atmosfer basınç altında sıcaklığa bağlı olarak değişimi ise aşağıdaki tabloda verilmiştir.
| T (°C) | ρ (kg/m3) |
|---|---|
| −10 | 1,341 |
| −5 | 1,316 |
| 0 | 1,293 |
| 5 | 1,269 |
| 10 | 1,247 |
| 15 | 1,225 |
| 20 | 1,204 |
| 25 | 1,184 |
| 30 | 1,164 |