Yksi kappaleen tärkeimmistä ominaisuuksista on tiheys, ts. tiheysnya. Viileä termi on tiheys. Tiheys on aineen massan ja tilavuuden suhde. Matemaattisesti se kirjoitetaan seuraavasti:
ρ = m/V
(ρ lukee ”rho”) on kreikkalainen kirjain, jota käytetään yleisesti tiheyden ilmaisemiseen, m on massa ja V on tilavuus.
Kansainvälinen yksikköjärjestelmä tiheys on kilogrammoja kuutiometriä kohden (kg/m3). CGS-yksiköiden, eli senttimetrien, grammojen ja sekuntien, tiheysyksikkö ilmaistaan grammoina kuutiosenttimetriä kohden (gr/cm3).
Seuraavassa on useiden objektien tiheystietoja.
Yllä olevassa taulukossa ilmoitettu kappaleen tiheys on kappaleen tiheys 0 °C:n lämpötilassa.o C ja paine 1 atm (atm = paineen yksikkö)
Ilman ja nesteen tiheys
Nesteen tiheys eroaa kiinteän aineen tiheydestä. Raudalla tai puulla on sama tiheys joka osassa. Tämä eroaa nesteistä, kuten ilmasta tai vedestä. Mitä korkeammalla ilma on merenpinnan yläpuolella, sitä pienempi sen tiheys. Tämä johtuu siitä, että painovoima pienenee korkeuden kasvaessa. Mitä korkeammalle mennään, sitä pienempi painovoima, joten myös sisään imetyn ilman määrä vähenee. Ilman määrä lähellä merenpintaa on suurempi kuin ilman määrä vuoren huipulla. Samassa tilassa tai tilavuudessa meren lähellä olevalla ilmalla on suurempi massa ja siten suurempi tiheys. Kääntäen, vuoren huipulla olevalla ilmalla on pienempi massa ja siksi pienempi tiheys. Mitä kauempana merenpinnasta ollaan, sitä pienempi ilman tiheys on.
Entä veden, esimerkiksi meriveden, tiheys? Ilma koostuu erillisistä, liikkuvista atomeista tai molekyyleistä, joten ilman määrään vaikuttaa suuresti siihen vetävän painovoiman voimakkuus. Kääntäen, vesimolekyylit eivät ole yksin eivätkä erillään toisistaan; ne ovat sitoutuneet toisiinsa eivätkä liiku helposti. Siksi vesimolekyylien lukumäärä meren pinnalla ei ole paljon erilainen kuin vesimolekyylien lukumäärä merenpohjassa. Meriveden tiheys pinnalla on siis lähes sama kuin merenpohjassa, vaikka korkeus merenpinnasta on eri.
Lämpötilan ja tilavuuden muutosten vaikutus nesteiden tiheyteen
Jokainen kappale laajenee (tilavuus kasvaa), jos sen lämpötila nousee, ja supistuu (tilavuus pienenee), jos sen lämpötila laskee. Poikkeuksena on vesi, jonka lämpötila on 0–4 ° C . Seuraavat esimerkit selittävät tätä. Oletko koskaan kokenut tilanteen, jossa pysäköidyn moottoripyörän rengas on tyhjentynyt, vaikka vuotoa ei ollut? Moottoripyörän rengas on tyhjentynyt, koska renkaan sisällä olevan ilman tilavuus on pienentynyt. Ilman tilavuus on pienentynyt, koska ilman lämpötila on laskenut. Näin tapahtuu, kun ilman lämpötila on hyvin kylmä. Toinen esimerkki: Puhalla kumipalloon, kunnes se laajenee, ja sido sitten ilmapallon suu kiinni, jotta ilma ei pääse ulos. Kuivaa ilmapallo kuumassa paikassa. Tarkkaile, mitä ilmapallolle tapahtuu! Ilmapallo puhkeaa, koska ilmapallon sisällä olevan ilman tilavuus kasvaa ilman lämpötilan nousun vuoksi. Kumin elastisuus ei kestä ilman laajenemista, joten ilmapallo puhkeaa.
Yllä olevat kaksi esimerkkiä osoittavat, että nesteen, olipa kyseessä neste tai kaasu, tilavuus voi muuttua, jos sen lämpötila muuttuu. Suljetun pyörän tai ilmapallon sisällä olevan ilman massa pysyy vakiona; vain tilavuus muuttuu. Tilavuuden muutokset aiheuttavat ilman tiheyden muutoksen.
