Tihedus

Allikas: Vikipeedia

Tihedus on füüsikaline suurus, mis näitab aine massi ruumala ühikus. Seda tähistatakse reeglina sümboliga ρ ning mõõdetakse ühikutes kg/m³ (SI-süsteemi põhiühik) või g/cm³. Definitsiooni järgi

$\rho=\frac{m}{V}$ , kus m on aine mass ruumalas V.

Aine tihedus sõltub üldiselt rõhust ja temperatuurist. Gaasiliste ainete korral on see sõltuvus väga tugev: tihedus on ligilähedaselt võrdeline rõhuga ning pöördvõrdeline absoluutse temperatuuriga (see seos kehtib täpselt ideaalse gaasi korral). Kondensaine (tahkised, vedelikud) korral on see sõltuvus suhteliselt nõrk. Väikeste rõhu- ja temperatuurimuutuste vahemikus võib iga aine tiheduse suhtelise muutuse lugeda lineaarseks funktsiooniks rõhust ja temperatuurist:

$\frac{\rho-\rho_0}{\rho_0}=-\alpha(t-t_0)+\beta(p-p_0)$ ,

kus $α$ on aine ruumpaisumistegur, $β$ on kokkusurutavustegur, ρ on aine tihedus temperatuuril t ja rõhul p ning $ρ 0$ on aine tihedus temperatuuril t₀ ja rõhul p₀. Põhimõtteliselt on viimase valemi näol tegemist aine olekuvõrrandiga piiratud temperatuuri- ja rõhuvahemikus. Kokkusurutavus on alati positiivse märgiga (aine tihedus kasvab rõhu tõstmisel). Ruumpaisumistegur on reeglina positiivne, kuid sellele seaduspärasusele leidub ka erandeid. Näiteks vee tihedus kasvab temperatuurivahemikus 0°C. kuni 4°C. Soojuspaisumistegur on tahkiste ja vedelike korral tüüpiliselt suurusjärgus 10⁻⁵ K⁻¹, kokkusurutavus aga suurusjärgus 10⁻⁶ at⁻¹.