Skip Navigation

Bölüm 3, Ders 5:

Yoğunluk: Sıvıların yoğunluğu

Temel kavramlar

  • Yoğunluk maddelerin karakteristik özelliği olduğu için, sıvılarında karakteristik özelliğidir.
  • Bir sıvının yoğunluğu, bu sıvının başka bir sıvı içinde yüzüp yüzmediğiyle belirlenebilir.
  • Bir sıvı başka bir sıvıda yüzüyorsa yoğunluğu sıvıya göre azdır.
  • Bir sıvı başka bir sıvıda batıyorsa yoğunluğu bir sıvıya göre çoktur.

Özet

Öğrenciler evde kullanılan üç sıvının yoğunluklarını gözlemleyecekler. Bu sıvıların kütle ve hacimlerini ölçüp yoğunluklarını hesaplayacaklar.

Amaç

Öğrenciler suyun yoğunu bir sıvıyla karşılaştırıp, suyun yüzüp yüzmediğini veya batıp batmadığını belirleyebilecekler.

Değerlendirme

Öğrenci etkinlik sayfası indirin ve çoğaltıp öğrencilere dağıtın. Etkinlik sayfası, her biri 5E kuramı ders planının “Değerlendirme ” bileşeni olarak hizmet verecektir.

Güvenlik

Öğrencilerin gözlük taktığından emin olun. İzopropil alkol yanıcıdır. Alev veya kıvılcım oluşturacak kaynaklardan uzak tutun. Etiket üzerindeki tüm uyarılara uyun. İyi havalandırılmış bir oda da kullanın.

Her grup için malzemeler

  • Eşit kollu terazi
  • İzopropil alkol, (70% veya daha fazla)
  • Su
  • Dereceli silindir
  • 2 işaretlenmiş uzun şeffaf plastik bardak
  • 2 çay ışığı mum

Gösteri için malzemeler

  • Eşit kollu terazi
  • İzopropil alkol, (70% veya daha fazla)
  • Su
  • Dereceli silindir
  • 2 işaretlenmiş uzun şeffaf plastik bardak
  • 2 çay ışığı mum

Malzemeler hakkında notlar

İzopropil alkol

Gösteri ve etkinlik deneyinde 91%‘lik İzopropil alkolle çalışmak daha iyi olacaktır. İzopropil alkol eczanelerde bulunabilir. Eğer 91%’lik İzopropil alkol solüsyonu bulamazsanız, 70%’lik İzopropil alkol çözeltisiyle çalışabilirsiniz. Ancak bu çözeltide mum batmayabilir. Eğer bu gerçekleşirse, gösteriyi yapmayın. İzopropil alkol çözeltisi içerisinde 91% alkol ve 9% su bulunmaktadır. Su miktarı fazla olduğunda yoğunluk artar ve istenen deney gerçekleşmez. İzopropil alkol içerisindeki su miktarı az olmalıdır.

  1. GİRİŞ – ENGAGE

    Farklı sıvıların farklı yoğunlukta olduklarının gösterilmesi

    Malzemeler

    • Eşit kollu terazi
    • İzopropil alkol, (70% veya daha fazla)
    • Su
    • Dereceli silindir
    • 2 işaretlenmiş uzun şeffaf plastik bardak
    • 2 çay ışığı mum

    Öğretmen ön hazırlığı

    • İki bardağın birine “alkol” ve ötekisine “su” yazarak işaretleyin.
    • Bir dereceli silindirle 50 mL su ölçerek şeffaf “su” yazılı plastik bardağa boşaltın.
    • Başka bir dereceli silindirle 50 mL İzopropil alkol ölçerek “alkol” yazılı bardağa boşaltın

    Uygulama

    1. İki sıvının yoğunluğunu karşılaştırarak, sıvılar içinde yüzen ve batan cisimlerin gösterilmesi

      1. İki mum alarak birini su dolu bardağa yerleştirin.
      2. Öteki mumu alkol dolu bardağa yerleştirin
      3. İki bardağı kaldırıp gösterin.

    Beklenen sonuçlar

    Mum, suda yüzecek, alkolde batacaktır.

    Mum, suda yüzecek, alkolde batacaktır.

    Öğrencilere sorun:

    Mumların bir sıvıda yüzüp, öteki sıvıda batmasının nedenleri ne olabilir?
    Öğrencilere iki mumumda aynı hacme ve aynı kütleye sahip olduğunu açıklayın. Öğrenciler farklı sıvıların farklı yoğunluklara sahip olduğunu düşünmelidir. Sıvının yoğunluğu cismin yoğunluğundan büyükse, cisim yüzer. Ancak sıvının yoğunluğu cismin yoğunluğundan küçükse cisim batar.
    Alkol ve suyun yoğunluğu hakkında ne söyleyebilirsiniz?
    Sıvılar farklı yoğunluğa sahiptir. Etil alkol, sudan daha az yoğunluğa sahiptir.

    Uygulama

    1. Eşit hacimdeki sıvıların kütlelerinin karşılaştırılıp gösterilmesi

      1. Eşit hacme sahip sıvıların birisini eşit kollu terazinin bir koluna, öteki sıvıyı öteki koluna yerleştirin.
        2. Su alkolden daha ağırdır.

    Beklenen Sonuçlar

    Su alkolden daha ağırdır.

    Öğrencilere sorun:

    Hangi sıvı daha ağırdır?
    Su alkolden daha ağırdır.
    Kütle, hacim ilişkisini kullanıp sıvıların yoğunlukları hakkında ne söyleyebilirsiniz?
    Sıvılar eşit hacimde oldukları için kütle bölü hacim formülüne göre suyun yoğunluğu alkole göre büyüktür.

  2. KEŞFETME – EXPLORE

    Su, alkol ve yağın yoğunluğunun gösterilmesi

    Gösteri için malzemeler

    • Dereceli silindir
    • Su
    • Bitkisel yağ
    • İzopropil alkol, 70% veya daha fazla

    Not: Eğer alkol ve suyun ayırt edilmesi ve daha iyi görünmesini istiyorsanız, sıvılara birer damla gıda boyası damlatabilirsiniz.

    Uygulama

    1. Dereceli silindirle 15mL su ölçün.

      Daha sonra başka bir dereceli silindirle 15 mL alkol ölçerek, yavaşça su ve bitkisel yağ bulunan silindire boşaltın
    2. Başka bir dereceli silindirle bitkisel yağdan 15 mL alarak, yavaşça su dolu dereceli silindire boşaltın.
    3. Daha sonra başka bir dereceli silindirle 15 mL alkol ölçerek, yavaşça su ve bitkisel yağ bulunan silindire boşaltın

    Beklenen sonuçlar

    Yağa göre alkol yüzerken, su batmaktadır. Su, alkol ve yağ arasında oluşan yoğunluk farkı, sıvılar arasında iyi bir tabaka (duvar) oluşturur. Yağ suda ve alkolde çözünmez, ancak alkol, suda çözünür. Yağ alkol ve su arasına girerek bir duvar oluşturmuştur ve alkol ve suyun birbirine karışmasını engellemiştir.

    Öğrencilere sorun:

    Neden alkol yağda yüzer?
    Alkol, yağa göre daha az yoğunluğa sahiptir. Bu nedenle alkol, yağda yüzer.
    Su neden yağda batar?
    Su, yağa göre daha fazla yoğunluğa sahiptir. Bu nedenle su, yağda batar. Bu olay sıvıları oluşturan atom ve moleküllerle ilişkilidir. Sıvıları oluşturan atom veya moleküller belli bir ağırlığa ve boyuta yani hacme sahiptir. Sıvıları oluşturan atomların veya moleküllerin birbirine yakın veya uzak sıralanması ve çok veya az sayıda bulunması sıvıların yoğunluğunu belirler.
    Eşit hacme sahip su, alkol ve yağın kütlelerini karşılaştırın. Sizce hangi sıvının kütlesi daha fazla? Hangisi daha az ve hangisi aradadır?
    Suyun kütlesi daha fazla, alkolün kütlesi daha az ve bitkisel yağın kütlesi ise bu iki kütlenin arasındadır.

    Her öğrenciye etkinlik sayfası dağıtın

    Öğrenciler etkinlik sayfasında deney hakkındaki soruları cevaplayacak ve gözlemlerini kaydedecekler. Etkinlik sayfasının “atom ve molekülleriyle birlikte” ve “Daha Fazlası” gibi ek kısımlarını talimatınıza bağlı olarak, sınıfça, grupça veya tek tek cevaplayacaklar.

    Soruları ve cevapları bulmak için etkinlik sayfası öğretmen sürümüne bakın

  3. Su, alkol ve yağın yoğunluğunun hesaplanması

    Bu etkinlikte öğrenciler sıvıların hacmini ve kütlesini belirleyip her bir sıvının yoğunluklarını hesaplayacaklar.

    Araştırma sorusu

    Alkol yağda yüzerken, su neden batmaktadır?

    Her grup için malzemeler

    • Su
    • Bitkisel yağ
    • İzopropil alkol (70% veya daha fazla)
    • Dereceli silindir
    • Gram cinsinden terazi

    Uygulama

    1. Boş bir dereceli silindirin kütlesini ölçün ve tablodaki “dereceli silindirin boş kütlesi” kısmına kaydedin.
    2. Dereceli silindire 20 mL su doldurun. Mümkün olduğunca menisküs’e dikkat edin.
    3. Su dolu dereceli silindiri tartın ve tablodaki “ su dolu dereceli silindirin kütlesi” kısmına kaydedin.
    4. Su dolu dereceli silindirin kütlesinden boş dereceli silindirin kütlesini çıkartarak suyun gerçek kütlesini bulun ve “suyun gerçek kütlesi” kısmına kaydedin.
    5. Suyun hacmini ve kütlesini kullanarak suyun yoğunluğunu hesaplayın ve tablodaki yoğunluk kısmına g/cm3 olarak kaydedin.
    6. Aynı şekilde 2-5 aşamalarını kullanarak yağ ve alkolün kütle ve hacmini ölçerek yoğunluğunu hesaplayın. Yağı doğru ölçtüğünüzden emin olun çünkü yağ dereceli silindirden ayrılmayabilir
    Tablo 1. Yağ, alkol ve suyun kütlesi, hacmi ve yoğunluğunun bulunması
    Su Alkol Yağ
    Boş dereceli silindirin kütlesi (g)
    Su dolu dereceli silindirin kütlesi (g)
    Sıvının kütlesi (g)
    Sıvının yoğunluğu (g/cm3)

  4. Hesaplanan yoğunlukların sıvıların yoğunluklarını destekleyip desteklenmediğinin tartışılması

    Öğrencilere sorun:

    Hesapladığınız yoğunluk bir sıvının başka bir sıvı içerisinde batıp batmadığını açıklıyor mu?
    Evet, açıklıyor. Suyun yağdan daha yoğun olduğu hesaplandı. Alkolün ise yağdan daha az yoğun olduğu hesaplandı.

  5. AÇIKLAMA - EXPLAIN

    Moleküler seviyede suyun, alkolün ve yağın yoğunluklarının karşılaştırılması

    Sıvıların kütlesi ve boyutlarının farklı olması, sıvıları oluşturan atom ve moleküllerle ilişkilidir. Sıvıları oluşturan atom veya moleküller belli bir ağırlığa ve boyuta yani hacme sahiptir. Sıvıları oluşturan atomların veya moleküllerin birbirine yakın veya uzak sıralanması ve çok veya az sayıda bulunması sıvıların yoğunluğunu belirler. Bu nedenle yoğunluk sıvıların da karakteristik özelliğidir.

    Görüntü yansıtma (Yağ)

    Öğrencilere yağ moleküllerinin birbirine bağlanmış karbon ve hidrojen atomlarından oluştuğunu söyleyin.

    Görüntü yansıtma (Su)

    Su molekülleri birbirine bağlanmış oksijen ve hidrojen atomlarından oluşmuştur. Oksijen, karbon atomlarından ağır ve daha küçüktür. Bu nedenle yağ molekülleriyle aynı hacme sahip su molekülleri, yağdan daha ağırdır. Bu, su moleküllerini yağa göre daha yoğun yapar. Ayrıca su molekülleri birbirlerini çok iyi çeker ve birbirlerine oldukça yakın sıralanmışlardır. Buda su molekülünün yoğun olmasının nedenlerindendir.

    Görüntü yansıtma (Alkol)

    Alkol yağdan daha az yoğundur. Alkol molekülleri çoğunlukla hidrojen ve karbon atomlarından oluşmuştur, bu yönüyle yağa benzer. Fakat alkol karbon ve hidrojen atomlarının dışında birde oksijen atomları içerir. Bu da, alkolü biraz ağır yapar. Oksijen atomlarının ağırlığından dolayı alkolün yağdan daha yoğun olduğunu düşünebilirsiniz. Ancak alkol molekülleri birbirlerine yakın ve sıkı dizilmemişlerdir. Bu nedenle hacimleri fazladır. Alkol moleküllerinin hacimlerinden dolayı, alkolün yoğunluğu yağa göre daha az olmaktadır.

  6. DERİNLEŞTİRME- EXTEND

    Havuç dilimlerinin suda batıp batmadığının gösterilmesi

    Tercihinize göre bu etkinliği bir gösteri deneyi veya öğrencilerin yapabileceği bir etkinlik yapabilirsiniz.

    Malzemeler

    • Uzun şeffaf plastik bardak
    • Su
    • Havuç dilimleri
    • Tuz
    • Kaşık

    Uygulama

    1. Uzun şeffaf plastik bardağın yarısına kadar su doldurun.
    2. Suya havuç dilimleri koyun.

      Öğrencilere sorun:

      Havuç mu daha yoğun su mu?
      Havuç batacağı için, havucun yoğunluğu daha büyüktür.

    3. İçerisinde havuç bulunan suya bir çay kaşığıyla tuz ekleyip karıştırın. Havuç parçaları suyun yüzeyine çıkana kadar karıştırmaya devam edin. Eğer havuç su yüzeyinde yüzmüyorsa daha çok tuz ekleyip karıştırmaya devam edin.

      Havuç batacağı için, havucun yoğunluğu daha büyüktür.

    Beklenen sonuçlar

    Havuç parçaları tuzlu suda yüzecektir.

    Öğrencilere sorun:

    Havuç mu daha yoğun tuzlu su mu?
    Havuç tuzlu suda yüzdüğü için, havucun yoğunluğu tuzlu sudan daha azdır.
    Tuz, suyun yoğunluğunu nasıl değiştiriyor?
    Suda tuz çözünmesi, suyun hacmini ve ağırlığını yükseltir, ancak suyun ağırlığı hacme göre daha fazla olur. Yoğunluk formülüne göre D = m/v, ağırlığın artması, yoğunluğu da arttırır.
    Eşit kollu terazinin bir ucuna tuzlu su diğer ucuna ise eşit hacimde normal su yerleştirirsek, ne olacağını beklersiniz?
    Eğer teraziye eşit hacimde tuzlu su ve normal su yerleştirilirse, tuzlu su daha ağır olacaktır.