tilavuustiheyttä

Tilavuustiheys, tai tilavuuden tiheys, kuvaa kuinka paljon massaa kappale tai aine sisältää per tilavuusyksikkö. Se merkitään yleensä ρ (rho) ja määritellään kaavalla ρ = m / V, jossa m on massa ja V tilavuus. SI-järjestelmässä tilavuustiheyden yksikkö on kilogramma per kuutio metri (kg/m^3). Yleisöikseen käytettyjä vaihtoehtoja ovat esimerkiksi g/cm^3, jolloin 1 g/cm^3 vastaa 1000 kg/m^3.

Tilavuustiheys riippuu aineesta sekä olosuhteista, kuten lämpötilasta ja paineesta. Pinttiolosuhteissa tiheys eroaa pienissä määrissä erilaisilla aineilla. Ohjaavassa tapauksessa kaasujen tilavuustiheys on erityisen herkkä lämpötilan ja paineen muutoksille, kun taas nesteiden ja kiinteiden aineiden tiheys pysyy suhteellisen vakaana, mutta muuttuu silti lämpötilan ja komposition mukaan. Esimerkiksi ideaalikaasujen tapauksessa voidaan käyttää ideaalikaasun yhtälöä ρ = pM/(RT), missä p on paine, M molaarinen massa ja R universaali kaasuvakio.

Mittaukset ja menetelmät vaihtelevat aineen mukaan. Kiinteiden aineiden tiheys voidaan määrittää esimerkiksi hydrostaattisen tilavuuden ja massan avulla, kiinnittämällä pyknometri- tai ruiskutussilmä-tekniikoita. Nesteiden tiheyttä mitataan densitometreillä tai pyknometrillä, ja kaasujen tiheyttä voidaan arvioida paineen, lämpötilan sekä kaasun molaarisen massan avulla.

Tilavuustiheydellä on useita sovelluksia, kuten materiaalien valinta, buoyancy-ilmiöiden analysointi, virtaustekniikka ja meteorologia. Se liittyy läheisesti massatiheyteen sekä eri ainesosien tiheyseroihin ja seilahdelmiin sekä termisiin ja fysikaalisiin ominaisuuksiin.