Aine tihedus
Kass kaalub

Olgu meil kolm ühesugust klaasi, üks on täidetud liiva, teine vee ja kolmas vatiga. Milline neist klaasidest on kõige raskem?

Oma kogemuse põhjal oskame kohe öelda, et kõige raskem on liivaga täidetud klaas ning kõige kergem vatiga täidetud klaas. Oleme sellega tihti kokku puutunud, et ühesuguse ruumalaga kehade massid on erinevad. Ütleme selle kohta, et liiv on kõige suurema tihedusega ning vatt kõige väiksema tihedusega.

Aine tihedus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur on ühe ruumalaühiku aine mass.

Teame ka, et aine tiheduse definitsiooni saab kirja panna kujul:

Tiheduse ühik on massiühik jagatud ruumalaühikuga. Sagedamini kasutatavad ühikud on g/cm3, kg/dm3 ja kg/m3.

Meile kõige olulisem aine on vesi ning selle tihedust võikski peast teada. Vee ligikaudne tihedus väljendatuna erinevates ühikutes on

ρvesi = 1 g/cm3 = 1 kg/dm3 = 1000 kg/m3

Tihedust defineerida ei ole alati lihtne. Sellel pildil on alumiiniumvaht, kus alumiiniumist kärg on täis õhumulle. Kuidas arvutada sellise struktuuri ruumala ja tihedust?

Nende kehade puhul, mis koosnevad mitmest ainest, saame leida keha keskmise tiheduse. Keha keskmise tiheduse leidmiseks jagame keha kogu massi keha kogu ruumalaga. Suured laevad seisavad samuti vee peal, sest laevas on palju ruumi, mida täidab ainult õhk, ning laeva keskmine tihedus on vee tihedusest palju väiksem.

Aine tiheduse teadmine on oluline erinevate masinate ehitamisel. Näiteks peavad olema lennukid tehtud väikese tihedusega kergest materjalist, et lennuki mass oleks võimalikult väike. Enamasti kasutatakse lennukite ehitamisel alumiiniumi sulameid, kuna need on tugevad, kuid võrreldes rauaga kolm korda väiksema tihedusega.

Tihti on meil vaja teisendada tiheduse ühikuid ühest mõõtühikust teise. Teades vee tihedust erinevates ühikutes, on kerge teisendada ka kõigi teiste ainete tihedusi. Näiteks alumiiniumi tihedus on 2700 kg/m3. Meil on vaja seda väljendada ühikutes g/cm3. Teades, et vee tihedus on 1000 kg/m3 = 1 g/cm3, saab öelda, et alumiiniumi tihedus on 2700 kg/m3 = 2,7 kg/dm3 = 2,7 g/cm3. Vee tiheduse ühikutest näeme, et ühikud kg/m3 ning g/cm3 erinevad teineteisest 1000 korda, seega erinevad ka alumiiniumi tiheduse ühikud 1000 korda.

Kui meil on aga vaja väljendada alumiiniumi tihedus mõnes teises ühikus, näiteks g/dm3, peame teisendama eraldi massiühiku ja ruumalaühiku.

1 kg = 1000 g

1 m3 = 1000 dm3

Teisendades saame

Tuletame ka meelde, et ainete tihedus sõltub temperatuurist. Kõige rohkem mõjutab temperatuur gaaside tihedust. Vedelike ja tahkete ainete tihedus muutub temperatuuri tõustes või langedes vähe. Vee täpne tihedus 4 ˚C juures on 0,997 g/cm3, kuid tabelis on antud ümardatud tihedus (1,0 g/cm3).

Tahkete ainete tihedused 20°juuresVedelike tihedused 25°juuresGaaside tihedused 0°juures