Merhaba sevgili öğrencim! Bugün seninle Fen Bilimleri dersinin en keyifli konularından biri olan “Yoğunluk” konusunu ve suyun canlılar için ne kadar önemli olduğunu inceleyeceğiz. Görseldeki örnekleri ve soruları senin için adım adım, tane tane açıklayacağım. Hazırsan başlayalım!
Soru 1 (Örnek Kısmı): Özdeş dereceli silindirlerin içerisine su ve zeytinyağı konularak hacimleri ölçülüyor. Boş dereceli silindirin kütlesi ile sıvılar konulduktan sonraki kütleleri şekildeki gibidir.
a. Buna göre suyun ve zeytinyağının yoğunluklarını hesaplayınız.
b. Su ve zeytinyağının yoğunlukları hakkında ne söyleyebilirsiniz?
Çözüm:
Bu soruda bizden yoğunluk hesaplamamız isteniyor. Hatırlarsan yoğunluğun formülü şuydu: Yoğunluk = Kütle / Hacim. Yani bir maddenin birim hacimdeki kütlesini bulacağız. Sembollerle gösterirsek d = m / v.
Adım 1: Verilenleri Analiz Edelim
- En soldaki resimde boş silindirin kütlesi verilmiş: 3 g. Bu bizim dara ağırlığımız.
- Ortadaki resimde su dolu silindirin toplam kütlesi: 33 g. Suyun hacmi ise silindir üzerinde 30 cm³ olarak görünüyor.
- En sağdaki resimde zeytinyağı dolu silindirin toplam kütlesi: 11 g. Zeytinyağının hacmi ise 10 cm³.
Adım 2: (a Şıkkı) Suyun Yoğunluğunu Hesaplayalım
Önce sadece suyun kütlesini bulmalıyız. Toplam ağırlıktan boş kabın ağırlığını çıkaracağız.
Suyun Kütlesi = (Su dolu kap) – (Boş kap)
Suyun Kütlesi = 33 g – 3 g = 30 g
Şimdi formülü uygulayalım:
Suyun Yoğunluğu = Kütle / Hacim
Suyun Yoğunluğu = 30 g / 30 cm³ = 1 g/cm³
Adım 3: (a Şıkkı) Zeytinyağının Yoğunluğunu Hesaplayalım
Aynı işlemi zeytinyağı için yapalım. Önce sadece yağın kütlesini bulalım.
Zeytinyağının Kütlesi = (Yağlı kap) – (Boş kap)
Zeytinyağının Kütlesi = 11 g – 3 g = 8 g
Şimdi yoğunluğunu bulalım:
Zeytinyağının Yoğunluğu = 8 g / 10 cm³ = 0,8 g/cm³
Adım 4: (b Şıkkı) Yorumlayalım
Bulduğumuz sonuçlara bakalım: Suyun yoğunluğu 1 g/cm³, zeytinyağınınki ise 0,8 g/cm³. Bu durumda şunu söyleyebiliriz:
Suyun yoğunluğu, zeytinyağının yoğunluğundan daha büyüktür.
İşte bu yüzden, sayfanın en başındaki fotoğrafta gördüğün gibi zeytinyağı suyun üzerine çıkar ve orada yüzer. Yoğunluğu küçük olan sıvı her zaman yukarıda kalır.
Soru 2 (Doğanın Canlılara Sürprizi): Yandaki fotoğraf, Dünya’nın en soğuk bölgelerinden birisi olan Kuzey Buz Denizi’nde çekilmiştir. Sizce fotoğraftaki buzların altında canlı yaşıyor olabilir mi? Düşüncelerinizi aşağıdaki noktalı alana yazınız.
Çözüm ve Açıklama:
Bu soru, suyun diğer maddelerden ayrılan o muhteşem özelliğini düşünmemizi istiyor. Cevabı senin için bir fen öğretmeni diliyle, oradaki boşluğa yazabileceğin şekilde açıklayayım.
Cevap:
Evet, fotoğraftaki buzların altında canlılar yaşıyor olabilir.
Neden mi? Gel açıklayalım:
Normalde maddeler soğuyup katı hale geçtiklerinde büzüşürler ve yoğunlukları artar (ağırlaşırlar). Ancak su, doğada buna uymayan özel bir maddedir. Su donup buz haline geldiğinde hacmi genişler ve yoğunluğu azalır.
Adım 1: Buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan küçüktür. Bu yüzden buz parçaları suyun dibine batmaz, suyun yüzeyinde yüzer (tıpkı zeytinyağı gibi).
Adım 2: Yüzeyde oluşan bu buz tabakası, dışarıdaki dondurucu soğuk havanın suyun altına geçmesini engeller. Yani bir nevi yalıtım (battaniye) görevi görür.
Sonuç: Böylece buzun altındaki su donmaz ve sıcaklığı yaklaşık +4 derece civarında sabit kalır. Bu sayede balıklar ve diğer deniz canlıları, üst taraf buz tutmuş olsa bile alttaki suda yaşamaya devam edebilirler. Eğer buz dibe batsaydı, denizler dipten yüzeye doğru donar ve hiçbir su canlısı hayatta kalamazdı.