Madde Nedir? Kütlesi ve Hacmi Olan Varlıkları Tanıma

Maddenin tanımı

Madde, uzayda yer kaplayan ve kütlesi olan her varlıktır. Uzayda yer kaplamak, bir varlığın bulunduğu bölgede hacim oluşturması anlamına gelir. Kütle ise o varlıkta bulunan madde miktarını gösteren temel özelliktir. Bu iki özellik birlikte değerlendirildiğinde bir şeyin madde olup olmadığı anlaşılır.

Maddenin temel yapı taşı atomdur. Atomlar tek başına bulunabildiği gibi aynı ya da farklı atomlarla birleşerek molekülleri oluşturabilir. Ancak bir varlığın madde olması için onu çıplak gözle görmemiz şart değildir. Hava görünmez olsa da bir balonu doldurur ve balonun içinde yer kaplar; bu nedenle maddedir. Su da içine konduğu kabın bir bölümünü doldurur ve kütlesi bulunur. Kitap, kalem, taş, masa ve insan vücudu da hem yer kapladıkları hem de kütleleri olduğu için maddedir.

Bir varlığı değerlendirirken yalnızca görünür olup olmadığına bakmak yanıltıcı olabilir. Görünmeyen gazlar da hacme ve kütleye sahiptir. Buna karşılık ışık, ses ve gölge uzayda etkili olabilse de bu ölçütlere göre madde olarak kabul edilmez. Maddenin katı, sıvı ve gaz hâllerinin temel özellikleri farklıdır; bu hâllerin ayrıntılı karşılaştırması katı, sıvı ve gaz konusunun kapsamındadır.

Maddenin kütle ve hacim özellikleri

Kütle ve hacim, maddenin tanınmasını sağlayan iki temel özelliktir. Kütle, bir varlıkta bulunan madde miktarını ifade eder. Hacim ise o varlığın uzayda kapladığı yerdir. Bir nesneye ait kütle ve hacim, nesnenin şekli ya da bulunduğu yer değişse bile maddeyi tanımlarken başvurulan temel ölçütlerdir.

Kütle günlük yaşamda teraziyle karşılaştırılarak belirlenir ve kilogram gibi kütle birimleriyle ifade edilir. Örneğin bir elmanın kütlesi, terazide başka bir kütleyle karşılaştırılarak anlaşılır. Elmayı ikiye böldüğümüzde parçaların her biri daha az madde içerdiği için toplam kütle parçalara dağılır; elmanın kapladığı yer de parçaların biçimine göre farklılaşabilir. Bu durum, kütle ve hacmin bir varlığın ne kadar madde içerdiği ve ne kadar yer tuttuğuyla ilgili olduğunu gösterir.

Hacim, düzgün şekilli cisimlerde ölçülerinden yararlanılarak, sıvılarda ise dereceli kaplarla belirlenebilir. Bir bardağın içindeki su, kabın biçimini alır fakat belirli bir miktar su yine de belirli bir hacim kaplar. Hava da görünmediği hâlde bir balonun içini doldurarak hacim kaplar. Bu nedenle “görünmüyor” demek, hacmi yok anlamına gelmez. Özkütle ve kütle-hacim ilişkisi ise maddeleri birbirinden ayırmada kullanılan ayrı bir konudur ve burada ayrıntılandırılmaz.

Maddenin kütlesi, eylemsizlikle de ilişkilidir. Eylemsizlik, bir cismin duruyorsa durma durumunu, hareket ediyorsa hareketini sürdürmeye karşı gösterdiği dirençtir; kütlesi fazla olan cisimlerin hareket durumunu değiştirmek genellikle daha zordur.

Madde olan ve madde olmayan varlıkların ayrımı

Bir varlığı sınıflandırmak için iki soru sorulabilir: Kütlesi var mı ve uzayda yer kaplıyor mu? Her iki sorunun yanıtı da evetse o varlık maddedir. Taş, sıra, su, süt ve hava bu ölçütü karşılar. Örneğin hava görünmez; ancak şişirilmiş bir topun içini doldurur, topun biçimini etkiler ve kütlesi vardır. Bu nedenle hava maddedir. Su da bulunduğu kabın şeklini almasına rağmen hacim kaplar ve kütlesi bulunur.

Işık, ses ve gölge ise bu tanıma göre madde değildir. Bir lambadan yayılan ışık çevrede aydınlanma oluşturur, fakat kütlesi ve bir cismin kapladığı anlamda hacmi yoktur. Ses, titreşimlerin bir ortamda yayılmasıyla oluşan bir etkidir; kendisi kütlesi ve hacmi olan bir varlık değildir. Gölge de ışığın bir cisim tarafından engellenmesiyle ortaya çıkan karanlık bölgedir. Gölgenin yeri ve biçimi değişebilir, ancak bağımsız bir kütlesi ya da hacmi bulunmaz.

Katı, sıvı ve gazlar maddenin yaygın hâlleridir; katılar belirli şekil ve hacme, sıvılar belirli hacme, gazlar ise belirli bir şekil ve hacme sahip değildir. Ayrıntılı hâl değişimleri başka bir konunun kapsamındadır. Katı, sıvı ve gaz hâlleri hakkında daha fazla bilgi edinilebilir.

Kütle ile ağırlık arasındaki temel fark

Kütle, bir varlıktaki madde miktarıdır; ağırlık ise yer çekiminin bu varlığa uyguladığı kuvvettir. Bu nedenle kütle ve ağırlık aynı kavram değildir: Kütle madde miktarını belirtirken ağırlık, yer çekimi etkisini ifade eder.