Kütle, Hacim ve Özkütle

Kütlenin tanımı dendiğinde çoğu zaman değişmeyen madde miktarı kütle olarak adlandırılmıştır oysa fizikte yeni yaklaşımlar kütleyi cisimlerin üzerlerine uygulanan kuvvete karşı gösterdikleri direnç olarak tanımlamaktadır. Skaler bir büyüklük olan kütle eşit kollu terazi veya dijital terazi vb. gibi araçlarla ölçülür. SI birim sisteminde birimi kilogramdır. Kütle değerinin daha anlamlı ifade edilmesi için kilogramın alt ve üst katları kullanılır. Bu değerler 10'ar 10'ar artar veya azalır.

• 1 ton = 1000 kg(kilogram)
• 1 kental = 100 kg
• 1 kilogram = 1000 gr (gram)
• 1 hektogram =  100 gr
• 1 dekagram = 10 gr
• 10 desigram =  1 gr
• 100 santigram = 1 gr
• 1000 miligram = 1 gr

Eşit Kollu Terazi
Cisimlerin kütlelerini hesap etmek için eşit kollu terazi kullanılabilir. Kütlesi bilinen cisim ile kütlesi bilinmeyen cismin kütlesi bulunabilir. Eşit kollu terazinin bir kefesine kütlesi bilinen cisim koyulur diğer kefesine de kütlesi bilinmeyen cisim koyulur. Binici yardımıyla denge sağlanır ve kütle ölçümü yapılır. Aşağıda "K" cisminin kütlesini nasıl hesaplayabileceğimize bakalım.

Burada K cisminin kütlesini bulabilmek için binicinin kütlesini, bölme sayısına bölüyoruz ve binicinin bulunduğu bölme(5. bölme) ile çarpıyoruz ardından bulduğumuz değeri L cisminin kütlesiyle topluyoruz.

Hacim
Cismin uzayda kapladığı bölgeye o cismin hacmi denir. SI birim sistemindeki karşılığı m^3 tür. Hacim, sıcaklık ve basınç gibi değerlere bağlı değişiklik gösterebilir.
Sıvıların hacmi, dereceli kaplar ile ölçülür. Sıvıların belirli bir şekilleri bulunmadığından içerisine konulan maddenin şeklini alırlar böylelikle dereceli kaplar ile sıvıların hacmi ölçülür. Ayrıca içerisinde sıvı bulunan dereceli kaba atılan katı cismin hacmi de bu yolla bulunabilir.

Özkütle
Maddenin birim hacmindeki kütle miktarına özkütle denir.  Özkütle "d" ile gösterilir. SI birim sistemindeki birimi kg/m^3 tür. Katı, sıvı ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir.  Kütleyi hacme böldüğümüzde özkütleyi bulmuş oluruz.

formülü,

• d = m / v

Karışımların özkütlesi, karışımda yer alan sıvıların kütleleri toplamının, karışım hacmine bölünmesiyle bulunur.

formülü,

• karışımın özkütlesi = m1+m2+...+mn / V1+V2+...+Vn

şeklindedir.

Fizik Nedir? Fiziğin Alt Dalları

Fizik madde ile enerji arasındaki etkileşimi inceleyen, evrende gerçekleşen olaylara mantıklı açıklamalar getiren, deney ve gözleme dayalı bir bilim dalıdır. Fizik maddesel evrendeki bütün olayları kendine konu edinir.

Bütün doğa bilimlerinin kaynağı fiziktir. Fizik, insanın çevresinde meydana gelen olayları inceler. Çevremizde karşılaştığımız olayları anlamamızı sağlar ve hayatımızı kolaylaştırır. Fiziği "doğa bilimi" olarak adlandırabiliriz; "fisis" sözcüğü eski yunancada tabiat anlamına gelmektedir. Fizik tarihinin en büyük bilginlerinden sayılan Newton, temel yapıtını "Doğa Felsefesinin temel İlkeleri" olarak adlandırmıştır ve ayrıca kendisini de doğa filozofu olarak tanımlamıştır.

Fizik, madde ve evreni incemek için alt dallara ayrılmıştır. Hareket kavramını incelemek için mekanik, ışığı incelemek içinse optik gibi farklı alt dallara ayrılmıştır. Mekanik, elektrik, manyetizma, optik, termodinamik, atom fiziği, nükleer fizik, katıhal fiziği fiziğin alt dallarıdır. Fiziğin Alt Dalları 'nı daha detaylı inceleyelim.

Fiziğin Alt Dalları

Mekanik
Maddesel olan cisimlerin hareketini, hareket ile kuvvet arasındaki ilişkiyi ve bu etkileşim ile oluşan enerjiyi inceler. Klasik Mekanik veya Newton Mekaniği olarak da adlandırılır. Mekanik, günlük hayatta önemli bir yere sahiptir. Otomobillerin hareketi, makinelerin çalışması vb. evrendeki bütün hareket olayları mekaniğin ilgi alanındadır.

Elektrik
Yüklü parçacıkların durgun halde ve hareket halindeki etkilerini, atomdaki proton ve elektronun taşıdığı elektrik alan, elektrik kuvvet ve yüklerin hareketi sonucu meydana gelen elektrik akımını inceler.

Manyetizma
Çekme özelliği olan maddelere mıknatıs denir. Manyetizma, mıknatısların ve elektrik akımının oluşturduğu manyetik alanla birlikte dünyanın etrafında oluşan manyetik alanı ve manyetik kuvveti inceler.

Optik
Temel olarak ışığın görünür özelliklerini inceler. Işık, evrendeki nesnelerden bilgi almayı ve iletmeyi sağlar. Aydınlanma, yansıma, kırılma ve renklenme gibi olaylar fiziğin alt dalları arasında yer alan optik tarafından incelenir.İletişim, elektrik ve bilgisayar optiğin uygulama alanı içerisindedir.

Termodinamik
Isı, sıcaklık gibi kavramları ve bu kavramların madde üzerinde meydana getirdiği etkileri, ısı enerjisinin madde içinde yayılımını inceler. Otomobiller, uçaklar, bilgisayarlar termodinamiğin uygulama alanı içerisindedir.

Atom Fiziği
Atomların yapısını ve birbirleriyle olan etkileşimini inceleyen fiziğin alt dalı atom fiziğidir. Moleküllerin yapısını, dalga fonksiyonlarını, atomlar arası bağları, enerji seviyeleri vb. gibi bir çok kavramı inceler.

Nükleer Fizik
Atomun parçalanması veya birleşmesi durumunda açığa çıkan enerjiyi ve bu enerjinin faydalı olarak kullanılması üzerinde çalışır. Günlük hayatta oldukça geniş uygulama alanına sahiptir. Lazerle yapılan göz ameliyatlarında, nükleer enerji santrallerinde enerji üretilmesinde bir çok alanda nükleer fizikten yararlanılmaktadır.

Katıhal Fiziği 
Yoğun madde fiziğinin daha geniş kapsamlı bir dalıdır. Moleküller arasındaki bağlanma mekaniğini, moleküllerin iletkenlik ,yarı iletkenlik, elektriksel iletkenlik, süper iletkenlik ve yalıtkanlık özelliklerini inceleyen fiziğin alt dalı katı hal fiziğidir.

Madde ve Özellikleri

Madde; hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan, boşlukta yer kaplayan her şeye denir. Maddenin şekil almış haline cisim denir. Madde doğada farklı formlarda bulunabilir. Katı, sıvı, gaz ve plazma gibi. Belirli bir şekli ve hacmi olan maddeye katı madde denir. Belirli şekilleri olmadığı halde belirli bir hacme sahip olup bulunduğu kabın şeklini alan maddeye sıvı madde denir. Belirli bir şekli ve hacmi olmayan, içerisine konuldukları kabın şeklini alan maddeler gaz olarak adlandırılır. Gaz maddelerin atomları çok yüksek sıcaklıkta en az bir elektron kaybeder ve iyon haline geçer, iyonlaşmış gaz atomlarından ve serbest elektronlardan maddenin plazma hali meydana gelir. Plazma halinde maddede ışıma görülür.

Maddenin başka bir maddeye dönüşmeden, madde üzerinde gözlenebilen ve ölçülebilen özelliklere maddenin fiziksel özellikleri denir. Maddenin başka bir maddeye dönüşümü esnasında gözlemlenen, maddenin iç yapısı ile ilgili özelliklere maddenin kimyasal özellikleri denir.

Fiziksel Değişim
Maddenin dış yapısında görünen, maddenin atomik veya moleküler yapısı değişmeden meydana gelen değişimlere fiziksel değişim denir. Fiziksel değişimde maddenin sadece hal, boyut gibi özelliklerinde değişme olur. Buzun erimesi, suyun buharlaşması vb. gibi. Fiziksel değişim geçiren maddeler eski hallerine tekrar dönebilir.

Kimyasal Değişim
Maddenin atomik veya moleküler yapısında meydana gelen, farklı özellikte bir madde meydana getiren değişimlere kimyasal değişim denir. Paslanma, yanma ve çürüme olaylarında madde kimyasal değişime uğrar. Ayrıca maddenin kimyasında değişim gerçekleştiği için maddede fiziksel değişim de gerçekleşir. Kimyasal değişimden sonra madde eski haline geri döndürülemez. Demirin paslanması, kağıdın yanması vb. kimyasal değişime örnektir.

Maddenin Ortak Özellikleri

Bütün maddelerin sahip oldukları özelliklere maddenin ortak özellikleri denir. Kütle, hacim, eylemsizlik, tanecikli yapı ve boşluklu yapı maddenin ortak özellikleridir.

Kütle: Cisimlerin üzerlerine uygulanan kuvvete karşı gösterdikleri dirence denir. Her maddenin kütlesi bulunmaktadır. SI birim sisteminde kütle birimi kilogramdır. m sembolü ile gösterilir. Kütle ölçümü eşit kollu terazi ile yapılır.
Hacim: Maddelerin uzayda kapladıkları yere hacim denir. SI birim sisteminde hacim birimi m^3 tür. Hacim V sembolü ile gösterilir.
Eylemsizlik: Durumu koruma prensibidir. Maddenin sahip olduğu hareket ve şekil durumunu koruma isteğine eylemsizlik denir.
Tanecikli Yapı: Bütün maddeler atomlardan meydana gelmektedir, atom ise elektron ve çekirdek gibi taneciklerden meydana geldiği için bütün maddeler tanecikli yapıdadır.
Boşluklu Yapı: Atomlarda çekirdek ile elektron arasında yer alan boşluklar bütün maddelerin boşluklu yapıda olmasını gerektirir.

Maddenin Ayırt Edici Özellikleri

Maddelerin birbirinden ayırt edilmesini sağlayan özelliklere maddenin ayırt edici özellikleri denir. Maddenin ayırt edici özellikleri, maddenin az olmasına veya çok olmasına göre belirlenmeyen özelliklerdir. Öz kütle, öz hacim, erime noktası, kaynama noktası, çözünürlük, erime ısısı, kaynama ısısı, öz ısı, esneklik katsayısı, boyca uzama katsayısı ve genleşme katsayısı gibi özellikler maddenin ayırt edici özellikleridir.

Özkütle: Maddenin birim hacminin kütlesine öz kütle denir. Basınç ve sıcaklık gibi faktörlerin etkisiyle özkütle değişebilmektedir.
Özhacim: Maddenin birim kütlesinin hacmidir. Özkütlenin tersi olarak ifade edilir. Katı, sıvı ve gazlar için ayırt edici özelliktir.
Erime noktası: Maddenin katı halden sıvı hale geçiş sıcaklığına erime noktası denir. Katılar için ayırt edici bir özelliktir.
Kaynama noktası: Maddenin sıvı halden gaz haline geçtiği sıcaklığa kaynama noktası denir. Sıvılar için ayırt edici bir özelliktir.
Çözünürlük: Belirli sıcaklıkta 100cm^3 çözücüde çözünen en fazla madde miktarına çözünürlük denir. Katı, sıvı ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir.
Erime ısısı: Erime noktasında bulunan 1 g katı maddeyi aynı sıcaklıkta sıvı hale getirmek için gerekli ısı miktarına erime ısısı denir.  Katılar için ayırt edici bir özelliktir.
Kaynama ısısı: Kaynama noktasına gelmiş 1 g sıvıyı aynı sıcaklıkta gaz haline getirmek için gerekli olan ısı miktarıdır. Sıvılar için ayırt edici bir özelliktir.
Özısı: 1 gr maddenin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gerekli ısı miktarına özısı veya ısınma ısısı denir. Katı, sıvı ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir.
Esneklik katsayısı: Bir maddenin hacmi veya şekli değiştiğinde eski haline dönebilme katsayısına denir. Katılar için ayırt edici bir özelliktir.
Boyca uzama katsayısı: 1cm'lik parçanın sıcaklığının 1 °C değiştiğinde boyunda meydana gelen değişim miktarına denir. Katılar için ayırt edici bir özelliktir.
Genleşme katsayısı: 1cm^3 lük parçanın sıcaklığının 1 °C değişmesi durumunda hacminde meydana gelen değişim miktarına genleşme katsayısı denir.  Katı ve sıvılar için ayırt edici bir özelliktir.