Lähdekoodi sivulle Tiheys

'''Tiheys''' on suure/määrä, joka ilmaisee kappaleen [[massa]]n suhteessa sen [[Tilavuus|tilavuuteen]].<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Young & Freedman| Nimeke = University Physics with Modern Physics, 11. painos| Kappale = | Sivu = 515| Selite = | Julkaisija = Pearson | Vuosi = 2004| Tunniste = | Isbn = 0-321-20469-7 | Viitattu = | Kieli = {{en}}}}</ref> Sen tunnus on ''[[Rhoo|ρ]]''. Tietyn [[lämpötila]]n ja [[paine]]en vallitessa tiheys on kullekin aineelle ominainen vakio. 

== Yhtälöitä ==

Tiheys esitetään muodossa <ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Young & Freedman| Nimeke = University Physics with Modern Physics, 11. painos| Kappale = | Sivu = 516| Selite = | Julkaisija = Pearson | Vuosi = 2004| Tunniste = | Isbn = 0-321-20469-7 | Viitattu = | Kieli = {{en}}}}</ref>

:<math>\rho=\frac{m}{V}</math>,

missä <math>m</math> on tarkasteltavan kappaleen massa ja <math>V</math> sen tilavuus.

=== Ideaalikaasun tiheys ===

[[Lämpölaajeneminen|Lämpölaajenemisen]] vuoksi samankin aineen tiheys riippuu lämpötilasta. [[Kiinteä aine|Kiinteillä aineilla]] ja [[neste]]illä lämpölaajeneminen on kuitenkin melko vähäistä, mutta kaasuilla paljon suurempaa, jota paitsi niiden tiheys riippuu myös paineesta. [[Ideaalikaasu]]n tiheys (ρ) riippuu sen [[moolimassa]]sta (M), [[absoluuttinen lämpötila|absoluuttisesta lämpötilasta]] (T) ja paineesta (p) seuraavasti:

<math>\rho = \frac{Mp}{RT}</math>,

missä R on yleinen [[kaasuvakio]]. Todellisten kaasujenkin tiheydet ovat yleensä tätä lähellä, elleivät ne ole lähellä nesteytymistään. 

== Yksiköt ==

[[SI-järjestelmä]]ssä tiheyden yksikkö on kg/m³ ([[kilogramma]] [[kuutiometri]]ä kohti). Se on kuitenkin varsin pieni yksikkö, jota yleensä käytetään [[kaasu]]ille. Käytännössä tavallisempia tiheyden yksikköjä ovat g/cm³ ([[gramma]] kuutiosenttimetriä kohti) ja kg/dm³ (kilogramma kuutiodesimetriä kohti eli kilogramma [[litra]]a kohti).

Tavallisesti tiheydellä tarkoitetaan ''keskitiheyttä'', jolloin oletetaan massan olevaan kauttaaltaan [[homogeeninen|homogeenista]]. 

Tiheyden yksiköiden suhteet toisiinsa ovat: 1&nbsp;000&nbsp;kg/m³ = 1&nbsp;kg/dm³ = 1&nbsp;g/cm³

Tiheyttä kutsutaan joskus '''ominaispainoksi''' (lyhenne om.p.<ref name=kotus>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.kotus.fi/index.phtml?s=2149 | Nimeke = Lyhenneluettelo | Ajankohta = 25.4.2013 | Julkaisija = Kotimaisten kielten keskus | Viitattu = 16.6.2013 | arkisto = https://web.archive.org/web/20131012150547/http://www.kotus.fi/index.phtml?s=2149 | arkistoitu = 12.10.2013 }}</ref>). Tällöin se ilmoitetaan usein ilman yksikköä, suhteena veden tiheyteen: esimerkiksi ominaispainolla 2,5 tarkoitetaan tiheyttä 2,5&nbsp;kg/dm³. Ominaispaino ei ole [[ominaissuure]] sanan systeemaattisessa merkityksessä, eli se ei kuvaa jotain suuretta massayksikköä kohti. Nykystandardin mukaan termi on vanhentunut.<ref name=si_opas2019>{{Kirjaviite|Tekijä=Suomen Standardisoimisliitto|Nimeke=SI-opas : 2019 : kansainvälinen suure- ja yksikköjärjestelmä = international system of quantities and units|Vuosi=2019|Julkaisija=Suomen Standardisoimisliitto SFS ry|Sivu=27|Isbn=978-952-242-411-2|www=https://sfs.fi/palvelut/oppimateriaalit-ja-oppilaitosyhteistyo/lataa-si-opas/|www-teksti=Teoksen lataussivu}}</ref>

== Esimerkkejä tiheyksistä ==

[[Vesi|Veden]] tiheys on varsin lähellä arvoa 1&nbsp;kg/dm³, koska [[kilogramma]] määriteltiin alkujaan yhden vesilitran massaksi.

Maan päällä vallitsevissa olosuhteissa suurin tiheys on [[osmium]]illa, 22,59&nbsp;kg/dm³. Kiinteistä aineista pienin tiheys on eräillä orgaanisilla materiaaleilla kuten [[korkki|korkilla]] (noin 0,2–0,5&nbsp;kg/dm³) sekä erittäin huokoisilla [[aerogeeli|aerogeeleillä]] (jopa 0,001–0,002&nbsp;kg/dm³).<ref>{{Verkkoviite | Osoite = https://www.llnl.gov/str/October03/NewsOctober03.html | Nimeke = Lab’s aerogel sets world record | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = Lawrence Livermore National Laboratory | Viitattu = 20.10.2009 | Kieli = {{en}} }}</ref>

Kaasujen tiheys on huomattavasti pienempi kuin tyypillisten kiinteiden aineiden. Esimerkiksi ilman tiheys on [[NTP]]-tilassa (lämpötila 0&nbsp;°C, paine 1&nbsp;013 [[pascal (yksikkö)|hPa]]) 1,293&nbsp;kg/m³<ref>Otavan iso Fokus, 2. osa (Em–Io), art. Ilma, Otava 1973, {{ISBN|951-1-00272-4}}</ref>  ja 15&nbsp;°C:ssa samassa paineessa 1,225&nbsp;kg/m³<ref>http://www.fmi.fi/kysymyksia/index_8.html</ref>. [[Vety|vedyn]] tiheys NTP:ssä on vain 0,0899&nbsp;kg/m³.

Suuren paineen vallitessa aineiden tiheys voi olla paljon suurempikin. Esimerkiksi [[Aurinko|Auringon]] keskuksessa tiheys on noin 150&nbsp;000&nbsp;kg/m³. Vielä suurempia tiheyksiä esiintyy maailmankaikkeudessa esimerkiksi [[valkoinen kääpiö|valkoisissa kääpiöissä]] kuten [[Sirius B]]:ssä (suuruusluokkaa 10<sup>9</sup>&nbsp;kg/m³) ja [[neutronitähti|neutronitähdissä]] (jopa 10<sup>18</sup>&nbsp;kg/m³).  Toisaalta [[tähtienvälinen aine|tähtienvälisen aineen]] tiheys on erittäin pieni, eri arvioiden mukaan keskimäärin 10<sup>−25</sup>&nbsp;–&nbsp;10<sup>−15</sup>&nbsp;kg/m³. 

=== Alkuaineiden tiheyksiä ===

Tiheydet on ilmoitettu 20&nbsp;°C:ssa ja 101,325&nbsp;kPa:n paineessa.

{| class="wikitable"
|-
! Aine
! Tiheys (kg/m³)<ref>Otavan iso Fokus, 1. osa (A–El), art. Alkuaine, taulukko s. 132–134, Otava 1973. {{ISBN|951-1-00273-2}}</ref>
|-
| [[Osmium]] || align="center" | 22&nbsp;590
|-
| [[Iridium]] || align="center" | 22&nbsp;560
|-
| [[Platina]] || align="center" | 21&nbsp;450
|-
| [[Kulta]] || align="center" | 19&nbsp;300
|-
| [[Uraani]] || align="center" | 18&nbsp;950
|-
| [[ Elohopea]] || align="center" |13&nbsp;540
|-
| [[Lyijy]] || align="center" | 11&nbsp;350
|-
| [[Kupari]] || align="center" | 8&nbsp;930
|-
| [[Rauta]] || align="center" | 7&nbsp;870
|-
| [[Tina]] || align="center" | 7&nbsp;280
|-
| [[Alumiini]] || align="center" | 2&nbsp;700
|-
| [[Magnesium]] || align="center" | 1&nbsp;740
|-
| [[Litium]] (kevyin metalli) || align="center" | 530
|-
| [[Radon]] (raskain kaasu) || align="center" | 9,73
|-
| [[Happi]] || align="center" | 1,43
|-
| [[Typpi]] || align="center" | 1,25
|-
| [[Helium]] || align="center" | 0,18
|-
| [[Vety]] || align="center" | 0,090
|}

=== Muiden aineiden tiheyksiä ===
{| class="wikitable"
|-----
! Aine
! Tiheys (kg/m³)
|-----
| [[Vesi]] || align="center" | 1&nbsp;000
|-----
| [[Ilma]] || align="center" | 1,293
|-----
| [[Teräs]] || align="center" | 7&nbsp;850
|}

== Katso myös ==
* [[Pituusmassa]]
* [[Pinta-alamassa]]
* [[Ominaistilavuus]]

== Lähteet ==
*Theodore Gray: ''Kiehtovat alkuaineet'', 1. painos, s. 175–177, WSOYpro Oy 2010. {{ISBN|978-951-0-36582-3}}

=== Viitteet ===
{{viitteet}}

== Aiheesta muualla ==
{{commonscat-rivi}}

[[Luokka:Suureet]]
[[Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit]]