Materiaalin tiheys ja ominaispaino
Tiheys
Yksi aineen tärkeimmistä ominaisuuksista on tiheys. Tiheys on aineen massan suhde sen tilavuuteen. Matemaattisesti se kirjoitetaan seuraavasti:
ρ = m/V
ρ on kreikkalainen kirjain, jota yleisesti käytetään tiheyden merkitsemiseen, m tarkoittaa massaa ja V tilavuutta. Homogeenisen nesteen tiheys on perustavanlaatuisesti erilainen kuin homogeenisen kiinteän aineen tiheys. Esimerkiksi raudalla tai jäällä on sama tiheys joka osassa. Tämä eroaa nesteistä, kuten ilmakehästä tai vedestä. Maan ilmakehässä tiheys on sitä pienempi, mitä korkeammalla ilmakehä on maan pinnasta, kun taas esimerkiksi merivedessä tiheys on sitä suurempi, mitä syvemmällä se on. Homogeenisen nesteen tiheys voi riippua ympäristötekijöistä, kuten lämpötilasta ja paineesta.
Kansainvälinen tiheysyksikköjärjestelmä on kilogrammoja kuutiometriä kohti (kg/m³ ) . Kansainvälisessä tiheysyksikössä, eli senttimetrissä, grammassa ja sekunnissa, tiheys ilmaistaan grammoina kuutiosenttimetriä kohti (gr/cm³ ) . Seuraavassa on useiden aineiden tiheystietoja.
-
henkilö
Tiheys (kg/ m³ )
Neste
Ilma
Merivesi
Veri
Kaasu
Merkurius
1,00 x 103
1,03 x 103
1,06 x 103
0,68 x 103
13,6 x 103
Kiinteä
Es
alumiini
Teräs
emas
Gelas
Puu
Tembaga
Timah
Luu
0,92 x 103
2,70 x 103
7,8 x 103
19,3 x 103
2,4–2,8 × 10³
0,3–0,9 × 10³
8,9 x 103
11,3 x 103
1,7–2.0 × 10³
Kaasumaiset aineet
Ilmaa
Helium
Vety
Vesihöyry (100 ° C)
1,293
0,1786
0,08994
0,6
Yllä olevassa taulukossa ilmoitettu aineen tiheys on aineen tiheys 0 ° C :n lämpötilassa ja 1 ilmakehän paineessa (atm = paineen yksikkö).
Ominaispaino
Ominaispaino on aineen tiheyden suhde veden tiheyteen. Aineen ominaispaino voidaan saada jakamalla sen tiheys 103 kg /m3 :llä ( veden tiheys). Ominaispainolla ei ole ulottuvuuksia.
Jos kappaleen tiheys on pienempi kuin veden tiheys, kappale kelluu. Kelluvan kappaleen ominaispaino on alle 1. Kääntäen, jos kappaleen tiheys on suurempi kuin veden tiheys, sen ominaispaino on suurempi kuin 1. Tässä tapauksessa kappale uppoaa.
