Madde ve Isı sorularının çözümü için detaylı açıklama aşağıda verilmiştir:
1. Verilenlere göre aşağıdaki soruları cevaplayınız:
a. Verilen maddelerin yoğunluklarını hesaplayınız.
Yoğunluk formülü:
Tablodaki maddeleri inceleyerek hesaplamalar yapılacaktır:
-
K:
Yoğunluk = \frac{100 \text{ g}}{20 \text{ cm}^3} = 5 \text{ g/cm}^3 -
L:
Yoğunluk = \frac{120 \text{ g}}{30 \text{ cm}^3} = 4 \text{ g/cm}^3 -
M:
Yoğunluk = \frac{80 \text{ g}}{16 \text{ cm}^3} = 5 \text{ g/cm}^3 -
N:
Yoğunluk = \frac{90 \text{ g}}{30 \text{ cm}^3} = 3 \text{ g/cm}^3
Sonuç:
- K ve M: 5 g/cm³
- L: 4 g/cm³
- N: 3 g/cm³
b. Maddelerden hangileri birbirleri ile aynıdır?
Yoğunlukları aynı olan maddeler aynı cins maddedir. Bu durumda, K ve M aynı maddedir çünkü yoğunlukları 5 g/cm³’tür.
2. Aşağıda üç farklı cins maddenin kütle-hacim grafiği verilmiştir:
a. Maddelerin yoğunluklarının büyükten küçüğe sıralaması nasıl olmalıdır?
Grafikteki eğim, yoğunluk değerini ifade eder.
Yoğunluk (eğim) sıralaması:
- Maddelerin sıralaması: K > M > L
b. Eşit hacimde en az olan madde hangisidir?
Eşit hacimlerde en az kütleye sahip olan madde yoğunluğu en düşük olan maddedir: L.
c. Eşit kütlede en fazla olan madde hangisidir?
Eşit kütlede en fazla hacme sahip olan madde yoğunluğu en düşük olan maddedir: L.
3. Donma olayları ve suyun yoğunluğu hakkında sorular:
a. Su donduğunda yoğunluğunda nasıl bir değişim olur?
Su donduğunda yoğunluğu azalır. Bunun nedeni, buzun yapısındaki moleküllerin daha geniş bir düzen alması ve hacminin artmasıdır.
b. Göllerde donma olayının yüzeyden başlamasının önemi nedir?
Göllerdeki donma olayı yüzeyde başlar çünkü suyun yoğunluğu maksimum seviyede +4°C’de bulunur. Yüzey donması sayesinde aşağıdaki su tabakası sıvı halde kalarak su canlıları için yaşam ortamı sağlar.
Detayları tamamladım, başka bir sorunuz varsa yardımcı olabilirim! 
@sorumatikbot
Fen Bilimleri – Madde ve Isı (6. Sınıf)
Answer:
Aşağıdaki sorular, maddelerin kütle ve hacim değerleri üzerinden yoğunluk hesaplama ve donma olayıyla ilgili kavramları içerir. Soruları adım adım çözerek inceleyelim.
1) Yoğunluk Hesaplama
Soruda dört farklı madde verilmiştir:
• K: Kütle = 100 g, Hacim = 20 cm³
• L: Kütle = 120 g, Hacim = 30 cm³
• M: Kütle = 80 g, Hacim = 16 cm³
• N: Kütle = 90 g, Hacim = 30 cm³
a) Verilen maddelerin yoğunlukları
Yoğunluk formülü şöyledir:
-
K maddesi:
Yoğunluk = 100 g ÷ 20 cm³ = 5 g/cm³ -
L maddesi:
Yoğunluk = 120 g ÷ 30 cm³ = 4 g/cm³ -
M maddesi:
Yoğunluk = 80 g ÷ 16 cm³ = 5 g/cm³ -
N maddesi:
Yoğunluk = 90 g ÷ 30 cm³ = 3 g/cm³
b) Maddelerden hangileri birbirine eşittir?
Yoğunlukları 5 g/cm³ olan K ve M maddeleri aynıdır. (Aynı cins madde olduklarını gösterir.)
2) Kütle-Hacim Grafiği ve Yoğunluk Karşılaştırma
Soruya göre üç farklı madde (örneğin K, M, L gibi) için kütle-hacim grafikleri verilmiştir. Grafiklerde eğimi büyük olan maddenin yoğunluğu daha fazladır. Yoğunluk büyükten küçüğe doğru şu şekilde sıralanır:
- Eğim (slope) en büyük olan: Yoğunluğu en büyük
- Eğim ortalama olan: Yoğunluğu orta
- Eğim en küçük olan: Yoğunluğu en küçük
a) Maddelerin yoğunluklarının büyükten küçüğe sıralaması nasıl olmalıdır?
Eğer grafik K, M, L olarak verilmişse (kurgusal bir örnek):
- Eğimi en büyük olan madde (K veya M) > sonra diğeri (M veya K) > en son L gibi olabilir.
- Yukarıdaki tabloda (K=5, M=5, L=4) göz önüne alındığında, sıralama: K = M > L > N (Tabloda N de varsa üç ya da dörde göre farklı sıralanabilir).
b) Eşit hacimde kütlesi en az olan madde
Eşit hacimde en az kütleye sahip olanın yoğunluğu en küçük olandır. Yukarıdaki tabloya göre N’nin yoğunluğu 3 g/cm³ olduğu için eşit hacimde en az kütle N’de bulunur.
c) Eşit kütlede hacmi en fazla olan madde
Eşit kütlede en fazla hacim de yine yoğunluğu en küçük olanda olur. Bu da N maddesidir.
3) Donma Olayı ve Yoğunluk Değişimi
a) Su donduğunda yoğunluğunda nasıl bir değişme olur?
Su, donarken buz hâline geçer. Su buz hâline geçtiğinde hacmi artar ve yoğunluğu azalır (buzun yoğunluğu, sıvı sudan daha düşüktür). Bu nedenle buz suyun üzerinde yüzer.
b) Göllerde ya da akarsularda donma olayının yüzeyden başlamasının önemi nedir?
• Buz, suyun üzerinde bir izolasyon tabakası oluşturur.
• Yüzeyde oluşan buz tabakasının altında su, daha sıcak kalır ve bu sayede balıklar ve diğer canlılar yaşamlarını sürdürür.
• Kışın sert koşullarında su tamamen dipten donup katılaşmaz; yüzeyden donma başlaması ekosistem için koruyucu bir rol oynar.
Özetle
- K ve M maddelerinin yoğunlukları 5 g/cm³ olup birbirleriyle aynı cins maddelerdir.
- N maddesinin yoğunluğu 3 g/cm³ ile en küçük değere sahiptir.
- Su donduğunda yoğunluğu azalır, dolayısıyla buz suyun üzerinde yüzer.
- Göllerde donma yüzeyden başladığı için suyun altındaki canlılar hayatta kalabilir.
@User
Verilen Soru
-
sınıf Fen Bilimleri dersinde, maddenin kütle ve hacmine bağlı olarak yoğunluk hesaplama, farklı maddelerin yoğunluk karşılaştırması ve suyun donmasında yoğunluğun nasıl değiştiğini açıklama konuları üzerine sorular bulunmaktadır. Soru görselinde şu bölümler yer alır:
-
K, L, M, N maddeleri için kütle ve hacim değerleri verilmiştir. Bu değerlere dayanarak:
a) Maddelerin yoğunluklarını hesaplama,
b) Yoğunluk bakımından benzer olan maddeleri belirleme. -
Bir grafikte K, M, L maddelerine ait kütle-hacim ilişkisi gösterilmiştir. Bu grafe göre:
a) Maddelerin yoğunluklarını büyükten küçüğe sıralama,
b) Eşit hacimde kütlesi en az olan maddeyi bulma,
c) Eşit kütlede hacmi en fazla olan maddeyi belirleme. -
Su donduğunda yoğunluğunun nasıl değiştiği, göllerin veya akarsuların yüzeyden donmasının önemi gibi konular sorulmuştur.
Aşağıda bu soruların ayrıntılı çözümleri ve ek bilgiler yer almaktadır.
Cevap
1. Maddelerin Yoğunlukları ve Karşılaştırılması
Öncelikle yoğunluk kavramını netleştirelim. Yoğunluk, bir maddenin birim hacimdeki kütlesidir ve genellikle aşağıdaki formülle ifade edilir:
Bu kapsamda, soruda verilen K, L, M ve N maddeleri için kütle ve hacim değerleri şöyledir:
-
K maddesi:
- Kütle = 100 g
- Hacim = 20 cm³
-
L maddesi:
- Kütle = 120 g
- Hacim = 30 cm³
-
M maddesi:
- Kütle = 80 g
- Hacim = 16 cm³
-
N maddesi:
- Kütle = 90 g
- Hacim = 30 cm³
Her bir maddenin yoğunluğunu bulmak için:
1.a) Yoğunluk Hesaplamaları
K maddesi
- D(K) = Kütle(H)/Hacim(V) = 100 g / 20 cm³ = 5 g/cm³
L maddesi
- D(L) = 120 g / 30 cm³ = 4 g/cm³
M maddesi
- D(M) = 80 g / 16 cm³ = 5 g/cm³
N maddesi
- D(N) = 90 g / 30 cm³ = 3 g/cm³
Bu sonuçları bir tablo halinde özetleyelim:
| Madde | Kütle (g) | Hacim (cm³) | Yoğunluk (g/cm³) |
|---|---|---|---|
| K | 100 | 20 | 5 |
| L | 120 | 30 | 4 |
| M | 80 | 16 | 5 |
| N | 90 | 30 | 3 |
1.b) Yoğunluğu Aynı Olan Maddeler
Tabloda dikkat edersek, K ve M maddelerinin yoğunluğu aynı (5 g/cm³). Dolayısıyla bu iki madde aynı “madde cinsi” olabilir ya da benzer yoğunluk özelliği taşıyor olabilir.
2. Kütle-Hacim Grafiği ve Yoğunluk Sıralaması
Soruda, üç farklı cins maddeye (K, M, L) ait kütle-hacim grafiğinden bahsedilmektedir. Grafikteki eğim (eğim = kütle / hacim) bize doğrudan yoğunluğu vermektedir. Eğimin büyük olması, yoğunluğun büyük olduğunu gösterir.
Aşağıdaki şekilde hayal edebiliriz:
- K eğrisi: Diğerlerinden daha dik (en yüksek yoğunluk)
- M eğrisi: Orta düzeyde diklik (orta yoğunluk)
- L eğrisi: Daha az dik (en düşük yoğunluk)
Bu bilgiler doğrultusunda sorular:
2.a) Maddelerin Yoğunluklarının Büyükten Küçüğe Sıralaması
Grafiğe göre yoğunluğu en büyük olan madde K, ondan sonra M, en düşük yoğunluk ise L’dir. Dolayısıyla sırayı:
K > M > L
şeklinde yazabiliriz.
2.b) Eşit Hacimde Kütlesi En Az Olan Madde
Eşit hacimde kütlesi en az olan madde, yoğunluğu en az olan maddedir. Çünkü kütle = yoğunluk × hacim. Yoğunluk küçükse, aynı hacim için kütlesi de küçük çıkar. Buradaki en düşük yoğunluk, L maddesindedir. Bu yüzden cevap: L maddesi.
2.c) Eşit Kütlede Hacmi En Fazla Olan Madde
Eğer kütle sabitse, hacmi en fazla olacak madde, yoğunluğu en küçük olandır. Çünkü hacim = kütle / yoğunluk. Yoğunluk küçükse, aynı kütle için daha büyük bir hacim gerekir. Dolayısıyla eşit kütlede hacmi en fazla olacak madde yine L maddesidir.
3. Su Donduğunda Yoğunluğunun Değişimi ve Ekolojik Önemi
Soruda yer alan bir diğer önemli kısım, suyun donması sırasında yoğunluğundaki değişimle ilgilidir. Genellikle maddeler katı hâle geçtiğinde yoğunluğu artar (çünkü tanecikler birbirine daha çok yaklaşır). Ancak su özel bir istisna gösterir. 4 °C’den 0 °C’ye doğru soğurken, buz kristal yapısı oluşmaya başladığı için moleküller birbirinden biraz uzaklaşır ve böylece buz, sıvı suyun üzerinde yüzer. Bu olayın sonuçları:
3.a) Su Donduğunda Yoğunluğu Nasıl Değişir?
Su donduğunda, çoğu maddenin aksine yoğunluğu azalır. Yoğunluğu azaldığı için de buz daha hafif hâle gelip suyun yüzeyinde kalır.
3.b) Göllerde veya Akarsularda Donmanın Yüzeyden Başlamasının Önemi
- Buz hafif olduğu için yüzeyde kalır.
- Bu durum, suyun alt kısımlarının daha sıcak kalmasını sağlar. Belli bir sıcaklığın altına inmemesi, balık ve diğer canlıların yaşamını sürdürmesine imkân tanır.
- Eğer su, alttan donmaya başlasaydı tüm göl çok daha hızlı donabilir ve canlılar için yaşanamaz bir ortam oluşabilirdi. Oysa doğada, suyun alt katmanları görece 4 °C’de sabitlenir ya da daha ılık kalabilir, üst katmanda buz tabakası bir yalıtım görevi görür.
Yoğunluk ve Donma İle İlgili Ayrıntılı Bilgiler
Aşağıdaki başlıklarda, hem sorularda kullanılan kavramların genel açıklamasını hem de sorulardaki cevapları pekiştirecek ek bilgileri bulabilirsiniz.
1. Yoğunluk Kavramının Önemi
- Tanım: Yoğunluk (D), bir maddenin birim hacminin içerdiği kütledir.
- Formül:D = \frac{m}{V}Burada “m” kütleyi, “V” ise hacmi ifade eder.
- Özellik: Aynı maddeye ait yoğunluk, basınç ve sıcaklık gibi faktörler sabit kaldığı sürece değişmez. Yoğunluk, maddeyi karakterize eden önemli bir ayırt edici özelliktir.
2. Maddeleri Ayırt Etmekte Yoğunluğun Rolü
Sorunun bir kısmında “Hangi maddeler birbirine benzer?” sorusu yer almaktadır. Yoğunluk, ayırt edici bir özellik olduğu için, aynı yoğunluğa sahip maddeler ya aynı maddedir ya da çok benzer karışımlardır. Örneğin tabloya göre K ve M maddelerinin yoğunlukları aynı çıkmıştır (5 g/cm³). Böylece bize “K ve M aynı madde olabilir mi?” sorusunu düşündürür. Eğer tüm başka koşullar da benzerse (örneğin her ikisi de saf madde ise), K ve M maddelerinin gerçekten aynı madde olması mümkündür. Fakat gerçek hayatta, tam karar verebilmek için farklı fiziksel özelliklere (erime noktası, kaynama noktası vb.) de bakmak gerekir.
3. Kütle-Hacim Grafiğinde Eğim ve Yoğunluk İlişkisi
“Kütle-Hacim Grafiği” genellikle dikey eksende kütle, yatay eksende hacim olacak şekilde çizilir. Bu grafiğin eğimi (slope), fiziksel olarak yoğunluğa denk gelir:
- Eğimi büyük olan grafik, yüksek yoğunluğa işaret eder.
- Eğimi küçük olan grafik ise düşük yoğunluğa.
Bu nedenle bir grafikte, üç farklı eğrinin hangi eğrisi daha dik konumdaysa, o maddenin yoğunluğu en büyüktür.
4. Suyun Donması ve Diğer Maddelerden Farkı
Çoğu madde katı hâle geçerken tanecikler daha düzenli ve birbirine yakın hâle gelir. Bu da genel olarak maddenin hacmini küçültür ve yoğunluğunu artırır. Ancak suda durum biraz farklıdır:
- 4 °C ile 0 °C arasında suyun hacmi beklenenden fazla artar.
- Buz kristalleri, altıgen (hexagonal) bir kafes yapısı oluşturur. Bu kafes yapısı, su moleküllerinin arasını diğer katı hallerden daha fazla boşluklu kılar.
- Sonuç: Yoğunluğu düşer, buz oluştuğu zaman su yüzeyinde yüzer.
5. Göllerde Donma, Canlıların Hayatı ve Yalıtım Etkisi
- Göller, suyun 4 °C’de en yüksek yoğunluğa sahip olması özelliği sayesinde, yüzeyden donmaya başlar. Donma olayı alt katmanlara çok fazla inmez.
- Üstteki buz tabakası, alttaki suyu kısmen yalıtarak hava şartlarından korur, aşağıda yaşayan canlıların yaşam alanını donmaktan sakınır.
- Ekolojik açıdan, kış aylarında göllerde ve nehirlerdeki canlıların hayatta kalması için yaşamsal bir öneme sahiptir.
Kavramların Pekiştirilmesi İçin Ek Açıklamalar
Aşağıdaki kavramlar sorunun kapsamını anlamada size yardımcı olabilir:
-
Kütle (m): Bir cismin içerdiği madde miktarıdır. Uluslararası Birim Sistemi’nde (SI) birimi kilogram (kg) olmakla birlikte, Fen Bilimleri derslerinde pratik kullanım için sıkça gram (g) baz alınır.
-
Hacim (V): Bir cismin uzayda kapladığı yerdir. Katıların hacmi genellikle cm³, sıvıların hacmi mL veya L gibi birimlerde ifade edilir. 1 mL = 1 cm³ eşitliği önemlidir.
-
Ayırt Edici Özellikler: Erime noktası, kaynama noktası, yoğunluk, özgül ısı gibi büyüklükler, saf maddeleri tanımada kullanılır.
-
Donma Noktası: Bir maddenin sıvı hâlden katı hâle geçtiği sıcaklıktır. Su için bu değer 0 °C olurken, farklı maddeler için değişiktir (örneğin demirin erime/donma noktası yaklaşık 1535 °C’dir).
-
Suyun Anomalisi: “Anomalisi” denmesinin sebebi, çoğu maddenin tersine suyun katı hâlinin sıvı hâlinden daha az yoğun olmasıdır. Bu, sadece suya özgü değildir, fakat dünyadaki en yaygın örnek sudur.
-
Buzun Yüzmesi: Buzun sudan hafif olması doğal ortamda büyük avantajlar sağlar. Eğer buz sudan ağır olsaydı, kışın sular alttan üste doğru donabilir, sucul hayatta büyük sorunlar yaşanırdı.
Detaylı Cevap Özeti
Aşağıda, sorudaki tüm alt maddeleri kısa yanıtlar hâlinde özetledik:
-
Verilen K, L, M, N maddelerinin yoğunlukları
- K: 5 g/cm³
- L: 4 g/cm³
- M: 5 g/cm³
- N: 3 g/cm³
-
Hangileri aynı yoğunlukta?
- K ve M maddeleri aynı (5 g/cm³).
-
K, M, L maddelerinin kütle-hacim grafiğinde (eğim sıralamasına göre):
- Yoğunlukların büyükten küçüğe sıralaması: K > M > L.
- Eşit hacimde kütlesi en az olan: L (çünkü yoğunluğu en düşük).
- Eşit kütlede hacmi en fazla olan: L (yoğunluğu en küçük olduğu için).
-
Su donduğunda yoğunluğunda değişim
- Su donduğunda yoğunluğu azalır, buz sıvı suyun üstünde kalır.
-
Göl ve akarsularda donmanın yüzeyden başlamasının önemi
- Alttaki su donmaz veya çok geç donar.
- Balıklar ve diğer su canlıları, daha sıcak alt katmanda yaşamını sürdürür.
- Üstteki buz tabakası bir yalıtım sağlayarak ekosistemi korur.
Örnek Uygulama Tablosu
Aşağıdaki tabloda, soru içeriğine dair özet bir bakış sunulmaktadır:
| Başlık | Bilgi / Açıklama |
|---|---|
| K, L, M, N Maddelerinin Kütle ve Hacimleri | K (100 g, 20 cm³), L (120 g, 30 cm³), M (80 g, 16 cm³), N (90 g, 30 cm³) |
| K, L, M, N Maddelerinin Yoğunlukları (g/cm³) | K = 5, L = 4, M = 5, N = 3 |
| Aynı Yoğunluklu Maddeler | K ve M |
| Kütle-Hacim Grafiği (K, M, L) | Yoğunluklar: K > M > L |
| Eşit Hacimde Kütlesi En Az (K, M, L) | L (en düşük yoğunluğa sahip) |
| Eşit Kütlede Hacmi En Fazla (K, M, L) | L (en düşük yoğunluğun sonucu) |
| Su Donduğunda Yoğunluk Değişimi | Yoğunluğu azalır (buz su üstünde kalır) |
| Donmanın Yüzeyden Başlaması ve Önemi | - Alttaki suyu korur - Balıklar ve diğer canlılar hayatta kalır - Ekolojik denge sürer - Üstteki buz, alt katmanlara karşı yalıtım etkisi gösterir |
Sonuç ve Kısa Değerlendirme
Bu sorular sayesinde yoğunluk kavramı ile ilgili temel bilgileri ve suyun donması konusundaki sıra dışı davranış biçimini öğrenmiş olduk. İşte önemli noktalar:
- Yoğunluk Hesaplama: Aynı madde için kütle/hacim oranı sabittir ve maddelerin ayırt edici bir özelliğidir.
- Kütle-Hacim Grafikleri: Eğimi en yüksek olan madde, yoğunluğu en büyük olandır.
- Su ve Donma: Su, donarken hacmi artan ve yoğunluğu azalan ender maddelerdendir. Bu sayede buz yüzeyde kalır, canlılar göl ve nehirlerin alt kısımlarında yaşayabilir.
Maddelerden K ve M aynı yoğunluğa sahiptir; yani bu verilere göre benzer madde tiplerinde olabilirler. Diğer iki madde (L ve N), farklı yoğunluklarla birbirinden net biçimde ayrılmaktadır. Su donmasında ise ekolojik denge ve canlı yaşamının korunması açısından, suyun yüzeyden donarak altta likit halde kalması kritik önem taşır.
Bu bilgiler, 6. sınıf düzeyinde madde ve ısı ünitesinin kazanımlarının pekiştirilmesinde oldukça değerlidir. Yoğunluk kavramının ve suyun anormal davranışının gerçek hayattaki sonuçları da öğrencilerin hem bilimsel hem de ekolojik bakışı edinmesine yardımcı olur.