Yoğunluk- bir maddenin fiziksel özelliklerini karakterize eden, bir cismin kütlesinin bu cismin kapladığı hacme oranına eşit olan fiziksel bir miktar.
Yoğunluk (homojen bir cismin yoğunluğu veya heterojen bir cismin ortalama yoğunluğu) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:
[ρ] = kg/m³; [m] = kg; [V] = m³.
Nerede M- vücut kütlesi, V- hacmi; formül basitçe "yoğunluk" teriminin tanımına ilişkin matematiksel bir gösterimdir.
Tüm maddeler moleküllerden oluşur, dolayısıyla herhangi bir cismin kütlesi moleküllerinin kütlelerinden oluşur. Bu, bir torba şekerin kütlesinin, torbadaki tüm şekerlerin kütlelerinin toplamı olmasına benzer. Tüm şekerler aynıysa, bir şeker torbasının kütlesi, bir şekerin kütlesinin torbadaki şeker sayısıyla çarpılmasıyla belirlenebilir.
Saf maddenin molekülleri aynıdır. Bu nedenle bir su damlasının kütlesi, bir su molekülünün kütlesi ile damladaki molekül sayısının çarpımına eşittir.
Bir maddenin yoğunluğu o maddenin 1 m³'ünün kütlesinin ne olduğunu gösterir.
Suyun yoğunluğu 1000 kg/m³'tür, yani 1 m³ suyun kütlesi 1000 kg'dır. Bu sayı, bir su molekülünün kütlesinin, hacminin 1 m³'ünde bulunan molekül sayısıyla çarpılmasıyla elde edilebilir.
Buzun yoğunluğu 900 kg/m³'tür, yani 1 m³ buzun kütlesi 900 kg'dır.
Bazen yoğunluk birimi g/cm³ kullanılır, dolayısıyla şunu da söyleyebiliriz: 1 cm³ buzun kütlesi 0,9 gramdır.
Her madde belirli bir hacmi kaplar. Ve bu ortaya çıkabilir iki cismin hacimleri eşittir ve kütleleri farklıdır. Bu durumda bu maddelerin yoğunluklarının farklı olduğunu söylüyorlar. 
Ayrıca iki cismin kütleleri eşit olduğunda hacimleri farklı olacaktır. Örneğin buzun hacmi demir çubuğun hacminden neredeyse 9 kat daha fazladır.
Bir maddenin yoğunluğu sıcaklığına bağlıdır.
Sıcaklık arttıkça yoğunluk genellikle azalır. Bunun nedeni, kütle değişmeden hacim arttığında termal genleşmedir.
Sıcaklık azaldıkça yoğunluk artar. Belirli bir sıcaklık aralığında yoğunluğu farklı davranan maddeler olmasına rağmen. Örneğin su, bronz, dökme demir. Böylece suyun yoğunluğu 4 °C'de maksimum değere sahip olur ve bu değere göre hem sıcaklığın artmasıyla hem de azalmasıyla azalır.
Toplanma durumu değiştiğinde, maddenin yoğunluğu aniden değişir: gaz halinden sıvıya geçiş sırasında ve sıvı katılaştığında yoğunluk artar. Su, silikon, bizmut ve diğer bazı maddeler katılaştıkça yoğunlukları azaldığı için bu kuralın istisnasıdır.
Problem çözme
Görev No.1.
5 cm uzunluğunda, 3 cm genişliğinde ve 5 mm kalınlığında dikdörtgen bir metal plakanın kütlesi 85 g'dır, hangi malzemeden yapılabilir?
Fiziksel bir problemin analizi. Sorulan soruyu cevaplamak için plakanın yapıldığı maddenin yoğunluğunu belirlemek gerekir. Daha sonra yoğunluk tablosunu kullanarak bulunan yoğunluk değerinin hangi maddeye karşılık geldiğini belirleyin. Bu problem bu birimlerde (yani SI'ya dönüştürülmeden) çözülebilir. 
Görev No.2.
Hacmi 200 cm3 olan bir bakır topun kütlesi 1,6 kg'dır. Bu topun katı mı yoksa boş mu olduğunu belirleyin. Top boşsa boşluğun hacmini belirleyin.
Fiziksel bir problemin analizi. Bakırın hacmi V bakır küresinin hacminden küçükse 
Görev No.3.
20 kg su alan bir bidon benzinle dolduruluyor. Bidondaki benzinin kütlesini belirleyin.
Fiziksel bir problemin analizi. Bir bidondaki benzinin kütlesini belirlemek için, benzinin yoğunluğunu ve bidonun su hacmine eşit olan kapasitesini bulmamız gerekir. Suyun hacmi kütlesi ve yoğunluğu ile belirlenir. Tabloda su ve benzinin yoğunluğunu buluyoruz. Sorunu SI birimlerinde çözmek daha iyidir. 
Görev No.4.
800 cm3 kalay ve 100 cm3 kurşundan bir alaşım yapıldı. Yoğunluğu nedir? Alaşımdaki kalay ve kurşunun kütle oranı nedir?
Etrafımızdaki her şey farklı maddelerden oluşur. Gemiler ve hamamlar ahşaptan, ütüler ve karyolalar demirden, tekerleklerin lastikleri ve kalemlerin üzerindeki silgiler kauçuktan yapılır. Ve farklı nesnelerin farklı ağırlıkları vardır - herhangi birimiz sulu, olgun bir kavunu piyasadan kolayca taşıyabilir, ancak aynı büyüklükte bir ağırlık için terlememiz gerekecektir.
Herkes meşhur şakayı hatırlar: “Hangisi daha ağır? Bir kilo çivi mi yoksa bir kilo tüy mü? Artık bu çocukça numaraya kanmayacağız, ikisinin de ağırlığının aynı olacağını ancak hacminin önemli ölçüde farklı olacağını biliyoruz. Yani niye bu gerçekleşti? Neden farklı cisimler ve maddeler aynı boyutta farklı ağırlıklara sahiptir? Veya tam tersi, farklı boyutlarda aynı ağırlık mı? Açıkçası, maddelerin birbirinden bu kadar farklı olmasından kaynaklanan bazı özellikler vardır. Fizikte bu özelliğe maddenin yoğunluğu denir ve yedinci sınıfta öğretilir.
Bir maddenin yoğunluğu: tanımı ve formülü
Bir maddenin yoğunluğunun tanımı şu şekildedir: yoğunluk, bir maddenin kütlesinin hacim birimi cinsinden, örneğin bir metreküp cinsinden ne kadar olduğunu gösterir. Yani suyun yoğunluğu 1000 kg/m3, buz ise 900 kg/m3'tür, bu nedenle buz daha hafiftir ve kışın rezervuarların üzerinde bulunur. Yani bu durumda maddenin yoğunluğu bize neyi gösterir? Buz yoğunluğunun 900 kg/m3 olması, kenarları 1 metre olan bir buz küpünün ağırlığının 900 kg olduğu anlamına gelir. Ve bir maddenin yoğunluğunu belirleme formülü şu şekildedir: yoğunluk = kütle/hacim. Bu ifadede yer alan büyüklükler şu şekilde ifade edilir: kütle - m, cismin hacmi - V ve yoğunluk ρ (Yunanca "rho" harfi) harfiyle gösterilir. Ve formül şu şekilde yazılabilir:
Bir maddenin yoğunluğu nasıl bulunur?
Bir maddenin yoğunluğu nasıl bulunur veya hesaplanır? Bunu yapmak için vücut hacmini ve vücut ağırlığını bilmeniz gerekir. Yani maddeyi ölçüyoruz, tartıyoruz ve elde edilen verileri formülde yerine koyup ihtiyacımız olan değeri buluyoruz. Ve bir maddenin yoğunluğunun nasıl ölçüleceği formülden açıkça anlaşılmaktadır. Metreküp başına kilogram cinsinden ölçülür. Bazen santimetreküp başına gram gibi bir değer de kullanırlar. Bir değeri diğerine dönüştürmek çok basittir. 1 g = 0,001 kg ve 1 cm3 = 0,000001 m3. Buna göre 1 g/(cm)^3 =1000kg/m^3. Bir maddenin yoğunluğunun farklı toplanma durumlarında farklı olduğu da unutulmamalıdır. Yani katı, sıvı veya gaz halindedir. Katıların yoğunluğu çoğunlukla sıvıların yoğunluğundan daha yüksektir ve gazların yoğunluğundan çok daha yüksektir. Belki de bizim için çok yararlı bir istisna, daha önce de belirttiğimiz gibi, katı halde sıvı halden daha az ağırlığa sahip olan sudur. Suyun bu tuhaf özelliği sayesinde Dünya'da yaşam mümkün oluyor. Gezegenimizdeki yaşamın, bildiğimiz gibi, okyanuslardan kaynaklandığını biliyoruz. Ve eğer su diğer tüm maddeler gibi davransaydı, denizlerdeki ve okyanuslardaki su donardı, sudan daha ağır olan buz dibe çöker ve erimeden orada kalırdı. Ve yalnızca ekvatorda, küçük bir su sütununda çeşitli bakteri türleri biçiminde yaşam var olabilirdi. Böylece varlığımız için suya teşekkür edebiliriz.
Terazinin üzerine aynı hacimdeki demir ve alüminyum silindirleri yerleştirelim (Şekil 122). Terazilerin dengesi bozuldu. Neden?
Pirinç. 122
Laboratuar çalışmasında, ağırlıkların ağırlığını vücut ağırlığınızla karşılaştırarak vücut ağırlığını ölçtünüz. Terazi dengedeyken bu kütleler eşitti. Dengesizlik, cisimlerin kütlelerinin aynı olmaması anlamına gelir. Demir silindirin kütlesi alüminyum silindirin kütlesinden daha büyüktür. Ancak silindirlerin hacimleri eşittir. Bu, birim hacimdeki (1 cm3 veya 1 m3) demirin, alüminyumdan daha büyük bir kütleye sahip olduğu anlamına gelir.
Birim hacimde bulunan maddenin kütlesine yoğunluğu denir. Yoğunluğu bulmak için bir maddenin kütlesini hacmine bölmeniz gerekir. Yoğunluk Yunanca ρ (rho) harfiyle gösterilir. Daha sonra
yoğunluk = kütle/hacim
ρ = m/V.
SI yoğunluk birimi 1 kg/m3'tür.. Çeşitli maddelerin yoğunlukları deneysel olarak belirlenir ve Tablo 1'de sunulur. Şekil 123, V = 1 m3 hacminde bildiğiniz maddelerin kütlelerini gösterir.
Pirinç. 123
Katıların, sıvıların ve gazların yoğunluğu
(normal atmosfer basıncında)
Suyun yoğunluğunun ρ = 1000 kg/m3 olduğunu nasıl anlarız? Bu sorunun cevabı formülden kaynaklanmaktadır. V = 1 m3 hacmindeki suyun kütlesi m = 1000 kg'a eşittir.
Yoğunluk formülünden bir maddenin kütlesi
m = ρV.
Eşit hacimli iki cisimden madde yoğunluğu daha fazla olan cismin kütlesi daha büyüktür.
Demir ρ l = 7800 kg/m3 ve alüminyum ρ al = 2700 kg/m3 yoğunluklarını karşılaştırdığımızda, deneyde (bkz. Şekil 122) bir demir silindirin kütlesinin neden kütleden daha büyük olduğunu anlıyoruz. Aynı hacimdeki alüminyum silindirin
Bir cismin hacmi cm3 cinsinden ölçülürse, vücut kütlesini belirlemek için g/cm3 cinsinden ifade edilen yoğunluk değeri ρ'nin kullanılması uygun olur.
Homojen cisimler, yani tek maddeden oluşan cisimler için madde yoğunluk formülü ρ = m/V kullanılır. Bunlar hava boşlukları olmayan veya başka maddelerin safsızlıklarını içermeyen gövdelerdir. Maddenin saflığı ölçülen yoğunluğa göre değerlendirilir. Örneğin bir altın külçesinin içine eklenen ucuz metal var mı?
Düşün ve cevapla
- Bir bardağın üzerine demir silindir yerine aynı hacimde tahta bir silindir konulsaydı terazinin dengesi nasıl değişirdi (bkz. Şekil 122).
- Yoğunluk nedir?
- Bir maddenin yoğunluğu hacmine bağlı mıdır? Kitlelerden mi?
- Yoğunluk hangi birimlerde ölçülür?
- Yoğunluk birimi g/cm3'ten yoğunluk birimi kg/m3'e nasıl geçilir?
Bilmek ilginç!
Kural olarak, katı haldeki bir maddenin yoğunluğu sıvı haldekiden daha yüksektir. Bu kuralın istisnası H2O moleküllerinden oluşan buz ve sudur.Buzun yoğunluğu ρ = 900 kg/m3, suyun yoğunluğu? = 1000 kg/m3. Buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha azdır; bu, maddenin katı halindeki (buz) sıvı durumuna (su) göre daha az yoğun molekül paketlenmesini (yani aralarındaki daha büyük mesafeleri) gösterir. Gelecekte suyun özelliklerinde çok ilginç başka anomalilerle (anormalliklerle) karşılaşacaksınız.
Dünyanın ortalama yoğunluğu yaklaşık 5,5 g/cm3'tür. Bu ve bilimin bildiği diğer gerçekler, Dünya'nın yapısı hakkında bazı sonuçlar çıkarmamızı sağladı. Yerkabuğunun ortalama kalınlığı yaklaşık 33 km'dir. Yerkabuğu esas olarak toprak ve kayalardan oluşur. Yer kabuğunun ortalama yoğunluğu 2,7 g/cm3, yerkabuğunun hemen altında yer alan kayaların yoğunluğu ise 3,3 g/cm3'tür. Ancak bu değerlerin her ikisi de 5,5 g/cm3'ten, yani Dünya'nın ortalama yoğunluğundan azdır. Buradan dünyanın derinliklerinde bulunan maddenin yoğunluğunun Dünya'nın ortalama yoğunluğundan daha büyük olduğu sonucu çıkıyor. Bilim insanları, Dünya'nın merkezinde maddenin yoğunluğunun 11,5 g/cm3'e ulaştığını, yani kurşun yoğunluğuna yaklaştığını ileri sürüyor.
İnsan vücut dokusunun ortalama yoğunluğu 1036 kg/m3, kanın yoğunluğu (t = 20°C'de) 1050 kg/m3'tür.
Balsa ahşabının ahşap yoğunluğu düşüktür (mantardan 2 kat daha az). Ondan sallar ve cankurtaran kemerleri yapılır. Küba'da, odununun yoğunluğu suyun yoğunluğundan 25 kat daha az olan, yani ρ = 0,04 g/cm3 olan Eshinomena dikenli kıl ağacı yetişir. Yılan ağacının odun yoğunluğu çok yüksektir. Ağaç, taş gibi suya batar.
Evde kendin yap
Sabunun yoğunluğunu ölçün. Bunu yapmak için dikdörtgen şekilli bir kalıp sabun kullanın. Ölçtüğünüz yoğunluğu sınıf arkadaşlarınızın elde ettiği değerlerle karşılaştırın. Ortaya çıkan yoğunluk değerleri eşit mi? Neden?
Bilmek ilginç
Zaten ünlü antik Yunan bilim adamı Arşimet'in hayatı boyunca (Şek. 124), onun hakkında efsaneler oluşmuştu, bunun nedeni de çağdaşlarını hayrete düşüren icatlarıydı. Efsanelerden biri, Siraküza kralı II. Heron'un düşünürden tacının saf altından mı yapıldığını yoksa kuyumcunun ona önemli miktarda gümüş karıştırıp karıştırmadığını belirlemesini istediğini söylüyor. Elbette tacın sağlam kalması gerekiyordu. Arşimed'in tacın kütlesini belirlemesi zor olmadı. Döküldüğü metalin yoğunluğunu hesaplamak ve saf altın olup olmadığını belirlemek için tacın hacmini doğru bir şekilde ölçmek çok daha zordu. Zorluk, şeklin yanlış olmasıydı!
Pirinç. 124
Bir gün, taçla ilgili düşüncelere dalmış olan Arşimet banyo yaparken aklına parlak bir fikir geldi. Tacın hacmi, onun tarafından yer değiştiren suyun hacmi ölçülerek belirlenebilir (düzensiz şekilli bir cismin hacmini ölçmenin bu yöntemine aşinasınız). Tacın hacmini ve kütlesini belirleyen Arşimet, kuyumcunun tacı yaptığı maddenin yoğunluğunu hesapladı.
Efsaneye göre tacın maddesinin yoğunluğu saf altının yoğunluğundan az çıkmış ve sahtekar kuyumcu kandırılmış.
Egzersizler
- Bakırın yoğunluğu ρ m = 8,9 g/cm3, alüminyumun yoğunluğu ise ρ al = 2700 kg/m3'tür. Hangi madde daha yoğundur ve kaç kat daha fazladır?
- Hacmi V = 3,0 m3 olan bir beton levhanın kütlesini belirleyin.
- Kütlesi m = 71 g ise, hacmi V = 10 cm3 olan bir top hangi maddeden yapılmıştır?
- Uzunluğu a = 1,5 m, yüksekliği b = 80 cm ve kalınlığı c = 5,0 mm olan pencere camının kütlesini belirleyin.
- Toplam kütle N = 7 aynı çatı kaplama demiri m = 490 kg. Her bir tabakanın boyutu 1 x 1,5 m'dir, tabakanın kalınlığını belirleyin.
- Çelik ve alüminyum silindirler aynı kesit alanına ve kütleye sahiptir. Hangi silindirin yüksekliği daha fazladır ve ne kadar?
İnsanlar günlük yaşamda “kitle” kelimesiyle çok sık karşılaşmaktadır. Ürün ambalajının üzerinde yazıyor ve çevremizdeki tüm nesnelerin de kendine özgü bir kütlesi var.
Tanım 1
Kütle genellikle bir vücutta bulunan madde miktarını gösteren fiziksel bir miktar olarak anlaşılır.
Fizik dersinden tüm maddelerin kurucu elementlerden oluştuğunu biliyoruz: atomlar ve moleküller. Farklı maddelerde atom ve moleküllerin kütleleri aynı değildir, dolayısıyla bir cismin kütlesi çok küçük parçacıkların özelliklerine bağlıdır. Bir cisimdeki atomların daha yoğun düzenlenmesinin toplam kütleyi arttırdığının ve bunun tersinin de geçerli olduğu açık olan bir ilişki vardır.
Şu anda kütleyi karakterize etmek için kullanılabilecek maddenin farklı özellikleri vardır:
- vücudun hızı değiştiğinde direnme yeteneği;
- vücudun başka bir nesneye çekilme yeteneği;
- belirli bir gövdedeki parçacıkların kantitatif bileşimi;
- vücudun yaptığı iş miktarı.
Vücut ağırlığının sayısal değeri her durumda aynı seviyede kalır. Problemleri çözerken, kütlenin maddenin hangi özelliğini yansıttığına bağlı olmadığından vücut kütlesinin sayısal değeri aynı alınabilir.
Eylemsizlik
İki tür kitle vardır:
- atıl kütle;
- yerçekimi kütlesi.
Bir cismin hızını değiştirme girişimlerine karşı gösterdiği dirence atalet denir. Eylemsizlik kütleleri farklı olduğundan, tüm cisimler başlangıç hızlarını aynı kuvvetle değiştiremez. Bazı cisimler, kendilerini çevreleyen diğer cisimlerin aynı etkisi altında hızlarını hızlı bir şekilde değiştirebilirken, diğerleri aynı koşullar altında bunu yapamazlar, yani ilk cisimlerden gözle görülür derecede daha yavaş hız değiştirirler.
Atalet vücut kütle özelliklerine göre değişir. Hızını daha yavaş değiştiren bir cismin kütlesi büyük olur. Bir cismin eylemsizliğinin bir ölçüsü, nesnenin eylemsizlik kütlesidir. İki cisim birbiriyle etkileşime girdiğinde her iki cismin hızı değişir. Bu durumda cisimlerin ivme kazandığını söylemek gelenekseldir.
$\frac(a_1)(a_2) = \frac(m_2)(m_1)$
Birbirleriyle etkileşen cisimlerin ivme modüllerinin oranı kütlelerinin ters oranına eşittir.
Not 1
Yerçekimi kütlesi, cisimlerin yerçekimsel etkileşiminin bir ölçüsüdür. Atalet ve yerçekimi kütlesi birbiriyle orantılıdır. Yerçekimi ve eylemsizlik kütlelerinin eşitliği, bir orantı katsayısı seçilerek elde edilir. Bire eşit olmalıdır.
Kütle SI birimleri cinsinden kilogram (kg) cinsinden ölçülür.
Kütlenin özellikleri
Kütlenin birkaç temel özelliği vardır:
- her zaman olumludur;
- bir cisimler sisteminin kütlesi, bu sisteme dahil olan cisimlerin kütlelerinin toplamına eşittir;
- klasik mekanikte kütle, cismin hareket hızına ve doğasına bağlı değildir;
- Kapalı bir sistemin kütlesi, cisimlerin birbirleriyle çeşitli etkileşimleri durumunda korunur.
Kütlenin değerini ölçmek için uluslararası düzeyde bir kütle standardı kabul edildi. Kilogram denir. Standart Fransa'da saklanmaktadır ve yüksekliği ve çapı 39 milimetre olan metal bir silindirdir. Standart, bir bedenin başka bir bedene çekilme yeteneğini yansıtan bir değerdir.
SI sistemindeki kütle, Latince küçük harf $m$ ile gösterilir. Kütle skaler bir büyüklüktür.
Pratikte kütleyi belirlemenin birkaç yolu vardır. En sık kullanılan yöntem vücudun terazide tartılmasıdır. Yerçekimi kütlesi bu şekilde ölçülür. Farklı ölçek türleri vardır:
- elektronik:
- kaldıraç;
- bahar.
Vücut ağırlığının terazide tartılarak ölçülmesi en eski yöntemdir. 4 bin yıl önce Eski Mısır sakinleri tarafından kullanılıyordu. Günümüzde terazi tasarımları farklı şekil ve boyutlara sahiptir. Ultra küçük şekillerin yanı sıra çok tonlu kargoların vücut ağırlığını belirlemeyi mümkün kılıyorlar. Bu tür teraziler genellikle ulaşım veya endüstriyel işletmelerde kullanılır.
Maddenin yoğunluğu kavramı
Tanım 2
Yoğunluk, belirli bir maddenin birim hacminin kütlesi ile belirlenen skaler bir fiziksel miktardır.
$\rho = \frac(m)(V)$
Bir maddenin yoğunluğu ($\rho$), bir $m$ cismi veya maddenin kütlesinin, bu cismin veya maddenin kapladığı $V$ hacmine oranıdır.
Vücut yoğunluğunun SI birimi kg/m $^(3)$'dır.
Not 2
Bir maddenin yoğunluğu, maddeyi oluşturan atomların kütlesine ve maddedeki moleküllerin paketleme yoğunluğuna bağlıdır.
Bir cismin yoğunluğu çok sayıda atomun etkisi altında artar. Bir maddenin farklı toplanma durumları, belirli bir maddenin yoğunluğunu önemli ölçüde değiştirir.
Katıların yoğunluğu yüksektir çünkü bu durumda atomlar çok sıkı paketlenmiştir. Aynı maddeyi sıvı bir toplanma halinde düşünürsek, yoğunluğu azalacak, ancak yaklaşık olarak karşılaştırılabilir bir seviyede kalacaktır. Gazlarda, bir maddenin molekülleri birbirinden mümkün olduğu kadar uzaktadır, dolayısıyla bu düzeydeki toplanmada atomların paketlenmesi çok düşüktür. Maddeler en düşük yoğunluğa sahip olacaktır.
Şu anda araştırmacılar çeşitli maddelerin yoğunluklarına ilişkin özel tablolar hazırlıyorlar. En yüksek yoğunluğa sahip metaller osmiyum, iridyum, platin ve altındır. Tüm bu malzemeler kusursuz dayanıklılıklarıyla ünlüdür. Alüminyum, cam, beton ortalama yoğunluğa sahiptir - bu malzemeler özel teknik özelliklere sahiptir ve sıklıkla inşaatta kullanılır. Kuru çam ve mantar en düşük yoğunluk değerlerine sahip olduğundan suda batmazlar. Suyun yoğunluğu metreküp başına 1000 kilogramdır.
Bilim insanları, Evrendeki ortalama madde yoğunluğunu belirlemek için yeni hesaplama yöntemlerini kullanabildiler. Deneylerin sonuçları, temelde dış uzayın seyrekleştiğini, yani neredeyse hiç yoğunluk olmadığını - metreküp başına yaklaşık altı atom olduğunu gösterdi. Bu, bu yoğunluktaki kütle değerlerinin de benzersiz olacağı anlamına gelir.
Talimatlar
Bu nedenle, ister sıvı ister katı bir agrega olsun, bir maddenin yoğunluğunun kütlenin hacme bölünmesiyle hesaplanabileceğinin uzun zamandır herkes farkında değildi. Yani sıradan sıvı suyun yoğunluğunu deneysel olarak belirlemek için yapmanız gerekenler: 1) Bir ölçüm silindiri alın ve tartın.
2) İçine su dökün ve kapladığı hacmi kaydedin.
3) Silindiri suyla tartın.
4) Suyun kütlesini elde ederek kütle farkını hesaplayın.
5) Bilinen formülü kullanarak yoğunluğu hesaplayın
Ancak yoğunluk değerlerinin farklı sıcaklıklarda farklılık gösterdiğini fark ettik. Ancak en şaşırtıcı şey, değişimin gerçekleştiği yasadır. Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları hala bu fenomen üzerinde kafa yoruyor. Kimse gizemi çözemez ve şu soruyu cevaplayamaz: "Isıtma sırasında yoğunluk değeri neden 0'dan 3,98'e ve sonrasında 3,98'den sonra?" Birkaç yıl önce Japon fizikçi Masakazu Matsumoto, su moleküllerinin yapısı için bir model önerdi. Bu teoriye göre, su vitritlerinde belirli poligonal mikro oluşumlar oluşur ve bu da hidrojen bağlarının uzaması ve su moleküllerinin sıkışması olgusuna üstün gelir. Ancak bu teori henüz deneysel olarak doğrulanmamıştır. Aşağıda yoğunluğun sıcaklığa karşı grafiği gösterilmektedir. Kullanmak için şunlara ihtiyacınız vardır: 1) İlgili eksende ihtiyacınız olan sıcaklık değerini bulun.
2) Grafiğe dik açıyı indirin. Doğrunun ve fonksiyonun kesişme noktasını işaretleyin.
3) Ortaya çıkan noktadan yoğunluk eksenine sıcaklık eksenine paralel bir çizgi çizin. Kesişme noktası istenen değerdir Örnek: Su sıcaklığı 4 derece olsun, inşaat sonrasında yoğunluğun 1 g/cm^3 olduğu ortaya çıkar. Bu değerlerin her ikisi de yaklaşık değerlerdir.
Daha doğru bir yoğunluk değeri belirlemek için tabloyu kullanmanız gerekir. İhtiyacınız olan sıcaklık değeri için orada veri yoksa: 1) İstenilen değerin bulunduğu değerleri bulun. Daha iyi anlamak için bir örneğe bakalım. 65 derece sıcaklıktaki suyun yoğunluğunun gerekli olmasına izin verin. 60 ila 70 arasındadır.
2) Bir koordinat düzlemi çizin. X eksenini sıcaklık, y eksenini yoğunluk olarak belirtin. Grafikte bildiğiniz noktaları işaretleyin (A ve B). Onları düz bir çizgiyle bağlayın.
3) İhtiyacınız olan sıcaklık değerinden dik olanı yukarıda elde edilen parçaya indirin, C noktası olarak işaretleyin.
4) D, E, F noktalarını grafikte gösterildiği gibi işaretleyin.
5) Artık ADB ve AFC üçgenlerinin benzer olduğu açıkça görülüyor. O halde aşağıdaki ilişki geçerlidir:
AD/AF=DB/EF, dolayısıyla:
(0,98318-0,97771)/(0,98318-x)=(70-60)/(65-60);
0,00547/(0,98318-x)=2
1,96636-2x=0,00547
x=0,980445
Buna göre suyun 65 derecede yoğunluğu 0,980445 g/cm^3'tür.
Bu değer bulma yöntemine enterpolasyon yöntemi denir.