Tiheydestä

Tiheys (symbol ρ) on fysikaalinen ominaisuus, joka kuvaa massan jakautumista tilavuuteen. Se määritellään kaavalla ρ = m/V, jossa m on massa ja V on tilavuus. SI-järjestelmässä tiheyden yksikkö on kilogramma kuutiometrissä (kg/m^3), ja ρ esiintyy yleisesti materiaaleja kuvaavissa laskuissa. Tiheys on kiinteä ominaisuus kunkin aineen kohdalla, mutta se riippuu olosuhteista, kuten lämpötilasta ja paineesta.

Tiheydet vaihtelevat suuresti aineesta toiseen. Kaikilla aineilla tiheys kasvaa tilavuuden pienenemisen tai massan lisääntymisen seurauksena, ja erityisesti kaasujen tiheys on herkkä paineen ja lämpötilan muutoksille. Ideaalikaasun tapauksessa tiheys voidaan esittää ρ = pM/RT, missä p on paine, T lämpötila, M kaasun molaarinen massa ja R on universaali kaasuvakio. Veden tiheys on tavallisesti noin 1000 kg/m^3 veden ollessa noin 4 °C:ssa; ilman tiheys on pienempi (n. 1,2 kg/m^3) normaalipaineessa ja huoneenlämpötilassa.

Mittaukset ja related termit: Tiheyttä voidaan määrittää mittaamalla sekä massa että tilavuus. Nesteille käytetään usein pycnometrejä tai tilavuuspainopunnituksia, kiinteille kappaleille Arkhimedeksen periaatteen avulla sekä geometrian avulla laskettavaa tilavuutta. Suhteellinen tiheys (specific gravity) on aineen tiheyden ja veden tiheyden suhde, ja sitä käytetään erityisesti vertaamaan kappaleita ilman yksikköjä.

Käytännön merkitys: Tiheys vaikuttaa moniin ilmiöihin, kuten leijuntaan ja buoyancyyn, virtaussuuntautumiin ja materiaalivalintaan suunnittelussa. Se on keskeinen suure esimerkiksi rakennus- ja prosessiteollisuudessa, geotieteissä sekä meteorologiassa.

Etymologia: Termi tiheys juontaa latinan sanasta densitas; suomalainen käsite vakiintui 1800-luvulla.