Bu başlığı görünce yıllarca bir zeka testi olarak kullanılan “Bir kilo demir mi ağırdır yoksa 1 kilo pamuk mu?” sorusu gelmiştir aklınıza fakat insanoğlu, doğada gördüğü her şeyi ilk aşamada mantığı ile yorumlamaya çalıştığı için gerçeği, konu ile ilgili detaylı teknik bilgiye sahip olduğunda mantığı ile açıkladığı bazı doğruların yanlış olduğunu bazı yanlışların da doğru olduğunu görünce kavrıyor.
Demir ve pamuk örneği de bu yanılgılardan biri, bu 2 kelimeye odaklanan beynimiz, olağan mantıksal sonuçlar ile bize demirin görsel olarak daha ağır olduğu ve kesinlikle daha ağır olacağı gerçeğini veriyor fakat biz “1kg” parametresinin ikisi için de geçerli olduğunu biliyor ve teknik bilgiyi kullanarak aynı olayı tekrardan yorumladığımızda zihnimize küçük bir demir parçası ile bir çuval ( 1kg ) pamuk geliyor.
Yağ ve su örneği de aslında böyle bir şey, insan ilk olarak daha az akışkan olan yağa daha katı gözü ile bakıyor fakat, her katı cismin, sudan daha yoğun olduğunu söyleyemeyiz, örneğin bir köpük düşünün, daha katı formda fakat sudan ağır mıdır? Elbette değildir, peki bunu bu şekilde kılan ne?
Yoğunluk, öz kütle nedir?
Yoğunluk, bir maddenin birim hacimde oluşturduğu ağırlığa denir, yani bir madde 1 metreküp hacimde 1 kilo ağırlık sonucu veriyorsa bu madde 1kg/1m^3 hacime sahiptir. En basit anlatım ile birim hacimdeki molekül – madde miktarının ağırlığıdır.
Gelende katı cisimlerde bu yoğunluk terimi yerini özkütle terimine bırakır, her 2 terimde aynı karşılığı vermektedir.
ρ(yoğunluk), m(kütle), V(hacim) olmak üzere;
ρ=m/V şeklinde matematiksel ifade edilen bu eşitlik. Yağ ve su örneğinde de geçerlidir. Sizce yoğunluğu yaklaşık 1g/cm^3 olan su mu ağırdır 0,9g/cm^3 olan yağ mı?
Simdi bu durum biraz daha netleşti öyle değil mi? Yazımın başında da belirtmiştim, eğer insana teknik bilgi sunarsan mantığı ile elde ettiği yanlışları doğru, doğruları yanlış yaparak en doğruyu bulabilirdi.
Şimdi, 1g/cm^3 olan bir suyu 1litre yani 1000 cm^3 bir hacim dolduralım, daha sonra bir başka 1litre olan hacime de yağ dolduralım, bunu aşağıdaki eşitlikler ile matematiksel olarak ifade edelim;
Su: ρ=m/V ( kütleyi çekiyoruz ) m = ρ.V’dir. m = 1000 cm^3 x 1g/cm^3 = 1000 gram = 1kg kadar gelir.
Yağ: ρ=m/V ( kütleyi çekiyoruz ) m = ρ.V’dir. m = 1000 cm^3 x 0.9g/cm^3 = 900 gram = 0,9kg kadar gelir.
Bu hesaba göre aynı hacimde 2 üründen ağır olan sudur. Fakat bu her yağ türü için geçerli değil, bazı yağ türlerinin yoğunluğu daha yüksek olduğu için sudan daha ağır sonuçlar verebilir. Bu durum tamamen yoğunluk – öz kütle ile alakalı bir durumdur.
Sonuç olarak, insan mantığı her şeyi doğru yorumlayamıyor, bu yüzden A mı ağır B mi diye sorulara akla getirmeden önce yoğunluğun tanımını, neye karşılık geldiğini iyi bilmeli buna göre yorumlamalıyız.
Yağ niye üste çıkar?
Yoğunluğu az olan madde her zaman yükselir, aynı sıcak havanın yükselmesi, soğuk havanın çökmesi gibi çünkü hava ısındığında sıcaklığı artar ve yoğunluğu azalır, yoğunluğu azalan hava, yoğunluğu yüksek olan ortam sıcaklığındaki havanın üstüne çıkmaya, yükselmeye ve yukarıda bulut olup tekrar yoğunlaşıp yağmur dediğimiz olayı oluşturmaya başlar. İşte tüm bu olayı bu doğa olayı ile bile açıklamak mümkün.
Aynı hava örneğinde olduğu gibi yoğunluğu sudan az olan yağ, bu sonuca istinaden kap içinde her zaman yükselmek isteyecek ve üste çıkacaktır.