Tetthet måler hvor mye masse som er pakket inn i et volum. Som å sammenligne fjær med bly—samme størrelse, forskjellig vekt. En nøkkelegenskap for å identifisere materialer.

• Tetthet = masse ÷ volum (ρ = m/V)
• Høyere tetthet = tyngre for samme størrelse
• Vann: 1000 kg/m³ = 1 g/cm³
• Bestemmer om noe flyter/synker

Egenvekt = tetthet relativt til vann. Dimensjonsløst forhold. SG = 1 betyr det samme som vann. SG < 1 flyter, SG > 1 synker.

• SG = ρ_materiale / ρ_vann
• SG = 1: det samme som vann
• SG < 1: flyter (olje, tre)
• SG > 1: synker (metaller)

Tetthet endres med temperatur! Gasser: veldig følsomme. Væsker: små endringer. Vann har maksimal tetthet ved 4°C. Spesifiser alltid forholdene.

• Temperatur ↑ → tetthet ↓
• Vann: maks ved 4°C (997 kg/m³)
• Gasser er følsomme for trykk/temperatur
• Standard: 20°C, 1 atm

kg/m³ er SI-standarden. g/cm³ er veldig vanlig (= SG for vann). g/L for løsninger. Alle er relatert med potenser av 10.

• 1 g/cm³ = 1000 kg/m³
• 1 g/mL = 1 g/cm³ = 1 kg/L
• 1 t/m³ = 1000 kg/m³
• g/L = kg/m³ (numerisk)

lb/ft³ er mest vanlig. lb/in³ for tette materialer. lb/gal for væsker (amerikanske ≠ britiske gallons!). pcf = lb/ft³ i byggebransjen.

• 1 lb/ft³ ≈ 16 kg/m³
• Amerikansk gal ≠ Britisk gal (20% forskjell)
• lb/in³ for metaller
• Vann: 62.4 lb/ft³

API for petroleum. Brix for sukker. Plato for brygging. Baumé for kjemikalier. Ikke-lineære konverteringer!

• API: petroleum (10-50°)
• Brix: sukker/vin (0-30°)
• Plato: øl (10-20°)
• Baumé: kjemikalier

ρ = m/V. Vet du to, finner du den tredje. m = ρV, V = m/ρ. Lineært forhold.

• ρ = m / V
• m = ρ × V
• V = m / ρ
• Enhetene må stemme overens

Arkimedes: oppdriftskraft = vekten av fortrengt væske. Flyter hvis ρ_objekt < ρ_væske. Forklarer isfjell, skip.

• Flyter hvis ρ_objekt < ρ_væske
• Oppdriftskraft = ρ_væske × V × g
• Nedsenket % = ρ_objekt/ρ_væske
• Is flyter: 917 < 1000 kg/m³

Tetthet kommer fra atommasse + pakking. Osmium: tettest (22,590 kg/m³). Hydrogen: letteste gass (0.09 kg/m³).

• Atommasse er viktig
• Krystallpakking
• Metaller: høy tetthet
• Gasser: lav tetthet

• Vann er 1: g/cm³ = g/mL = kg/L = SG (alle er lik 1 for vann)
• Multipliser med 1000: g/cm³ × 1000 = kg/m³ (1 g/cm³ = 1000 kg/m³)
• Regelen om 16: lb/ft³ × 16 ≈ kg/m³ (1 lb/ft³ ≈ 16.018 kg/m³)
• SG til kg/m³: Bare multipliser med 1000 (SG 0.8 = 800 kg/m³)
• Flytetest: SG < 1 flyter, SG > 1 synker, SG = 1 nøytral oppdrift
• Isregelen: 917 kg/m³ = 0.917 SG → 91.7% nedsenket når det flyter

• g/cm³ ≠ g/m³! En faktor på 1,000,000 forskjell. Sjekk alltid enhetene dine!
• Temperatur betyr noe: Vann er 1000 ved 4°C, 997 ved 20°C, 958 ved 100°C
• Amerikanske vs Britiske gallons: 20% forskjell påvirker lb/gal-konverteringer (119.8 vs 99.8 kg/m³)
• SG er dimensjonsløs: Ikke legg til enheter. SG × 1000 = kg/m³ (legg deretter til enheter)
• API-gravitet er bakvendt: Høyere API = lettere olje (motsatt av tetthet)
• Gasstetthet endres med P&T: Må spesifisere forhold eller bruke den ideelle gassloven

Materialvalg etter tetthet. Stål (7850) sterkt/tungt. Aluminium (2700) lett. Betong (2400) strukturer.

• Stål: 7850 kg/m³
• Aluminium: 2700 kg/m³
• Betong: 2400 kg/m³
• Skum: 30-100 kg/m³

API-gravitet klassifiserer olje. Egenvekt for kvalitet. Tetthet påvirker blanding, separasjon, prising.

• API > 31.1: lett råolje
• API < 22.3: tung råolje
• Bensin: ~720 kg/m³
• Diesel: ~832 kg/m³

Brix for sukkerinnhold. Plato for malt. SG for honning, sirup. Kvalitetskontroll, gjæringsovervåking.

• Brix: juice, vin
• Plato: ølstyrke
• Honning: ~1400 kg/m³
• Melk: ~1030 kg/m³

g/cm³ × 1000 = kg/m³. lb/ft³ × 16 = kg/m³. SG × 1000 = kg/m³.

• 1 g/cm³ = 1000 kg/m³
• 1 lb/ft³ ≈ 16 kg/m³
• SG × 1000 = kg/m³
• 1 g/mL = 1 kg/L

m = ρ × V. Vann: 2 m³ × 1000 = 2000 kg.

• m = ρ × V
• Vann: 1 L = 1 kg
• Stål: 1 m³ = 7850 kg
• Sjekk enheter

V = m / ρ. Gull 1 kg: V = 1/19320 = 51.8 cm³.

• V = m / ρ
• 1 kg gull = 51.8 cm³
• 1 kg Al = 370 cm³
• Tett = lite

2m × 0.3m × 0.3m stålbjelke, ρ=7850. Vekt?

V = 0.18 m³. m = 7850 × 0.18 = 1413 kg ≈ 1.4 tonn.

Tre (600 kg/m³) i vann. Flyter det?

600 < 1000, det flyter! Nedsenket: 600/1000 = 60%.

1 kg gull. ρ=19320. Volum?

V = 1/19320 = 51.8 cm³. Fyrstikkeskestørrelse!

22,590 kg/m³. En kubikkfot = 1,410 lb! Slår iridium med en liten margin. Sjelden, brukes i pennespisser.

Is 917 < vann 1000. Nesten unikt! Innsjøer fryser ovenfra og ned, og redder vannlivet.

Tettest ved 4°C, ikke 0°C! Hindrer innsjøer i å fryse helt til bunns—4°C-vann synker til bunnen.

1-2 kg/m³. 'Frossen røyk'. Støtter 2000 ganger sin egen vekt. Mars-rovere bruker det!

~4×10¹⁷ kg/m³. En teskje = 1 milliard tonn! Atomer kollapser. Tetteste materie.

0.09 kg/m³. 14 ganger lettere enn luft. Mest utbredt i universet til tross for lav tetthet.

Det mest berømte 'Eureka!'-øyeblikket i vitenskapen skjedde da Arkimedes oppdaget prinsippet om oppdrift og tetthetsfortrengning mens han tok et bad i Siracusa, Sicilia.

• Kong Hiero II mistenkte at gullsmeden hans jukset ved å blande sølv i en gullkrone
• Arkimedes måtte bevise svindelen uten å ødelegge kronen
• Ved å legge merke til vannfortrengningen i badekaret sitt, innså han at han kunne måle volum uten å ødelegge gjenstanden
• Metode: Mål kronens vekt i luft og i vann; sammenlign med en ren gullprøve
• Resultat: Kronen hadde lavere tetthet enn rent gull—svindelen ble bevist!
• Arv: Arkimedes' prinsipp ble grunnlaget for hydrostatikk og tetthetsvitenskap

Denne 2,300 år gamle oppdagelsen forblir grunnlaget for moderne tetthetsmålinger via vannfortrengning og oppdriftsmetoder.

Den vitenskapelige revolusjonen brakte med seg presisjonsinstrumenter og systematiske studier av tettheten til materialer, gasser og løsninger.

• 1586: Galileo Galilei finner opp hydrostatisk vekt—det første presisjonsinstrumentet for tetthet
• 1660-årene: Robert Boyle studerer sammenhengen mellom gasstetthet og trykk (Boyles lov)
• 1768: Antoine Baumé utvikler hydrometerskalaer for kjemiske løsninger—fortsatt i bruk i dag
• 1787: Jacques Charles måler gasstetthet mot temperatur (Charles' lov)
• 1790-årene: Lavoisier etablerer tetthet som en fundamental egenskap i kjemi

Disse fremskrittene forvandlet tetthet fra en kuriositet til en kvantitativ vitenskap, noe som muliggjorde kjemi, materialvitenskap og kvalitetskontroll.

Industrier utviklet tilpassede tetthetsskalaer for petroleum, mat, drikke og kjemikalier, hver optimalisert for sine spesifikke behov.

• 1921: American Petroleum Institute lager API-gravitetsskalaen—høyere grader = lettere, mer verdifull råolje
• 1843: Adolf Brix perfeksjonerer sakkarometeret for sukkerløsninger—°Brix er fortsatt standard i mat/drikke
• 1900-tallet: Plato-skalaen standardiseres for brygging—måler ekstraktinnhold i vørter og øl
• 1768-nå: Baumé-skalaer (tung og lett) for syrer, siruper og industrielle kjemikalier
• Twaddell-skala for tunge industrielle væsker—fortsatt brukt i galvanisering

Disse ikke-lineære skalaene vedvarer fordi de er optimalisert for smale områder der presisjon er viktigst (f.eks. dekker API 10-50° de fleste råoljer).

Forståelse på atomnivå, nye materialer og presisjonsinstrumenter revolusjonerte tetthetsmåling og materialteknologi.

• 1967: Røntgenkrystallografi bekrefter osmium som det tetteste grunnstoffet med 22,590 kg/m³ (slår iridium med 0,12%)
• 1980-90-årene: Digitale tetthetsmålere oppnår ±0,0001 g/cm³ presisjon for væsker
• 1990-årene: Aerogel utvikles—verdens letteste faste stoff med 1-2 kg/m³ (99,8% luft)
• 2000-tallet: Metalliske glasslegeringer med uvanlige forhold mellom tetthet og styrke
• 2019: Omdefinering av SI knytter kilogrammet til Plancks konstant—tetthet kan nå spores til fundamental fysikk

Astrofysikk på 1900-tallet avslørte tetthetsekstremer hinsides jordisk fantasi.

• Interstellart rom: ~10⁻²¹ kg/m³—nesten perfekt vakuum med hydrogenatomer
• Jordens atmosfære ved havnivå: 1.225 kg/m³
• Hvite dvergstjerner: ~10⁹ kg/m³—en teskje veier flere tonn
• Nøytronstjerner: ~4×10¹⁷ kg/m³—en teskje tilsvarer ~1 milliard tonn
• Singularitet i sorte hull: Teoretisk uendelig tetthet (fysikken bryter sammen)

Kjente tettheter spenner over ~40 størrelsesordener—fra universets tomrom til kollapsede stjernekjerner.

I dag er tetthetsmåling uunnværlig på tvers av vitenskap, industri og handel.

• Petroleum: API-gravitet bestemmer prisen på råolje (±1° API = millioner i verdi)
• Matsikkerhet: Tetthetskontroller oppdager forfalskning i honning, olivenolje, melk, juice
• Farmasøytisk: Sub-milligram presisjon for legemiddelformulering og kvalitetskontroll
• Materialteknologi: Tetthetsoptimalisering for romfart (sterk + lett)
• Miljø: Måling av tetthet i hav/atmosfære for klimamodeller
• Romutforskning: Karakterisering av asteroider, planeter, eksoplanetatmosfærer

Tetthet har enheter (kg/m³, g/cm³). SG er et dimensjonsløst forhold til vann. SG=ρ/ρ_vann. SG=1 betyr det samme som vann. Multipliser SG med 1000 for å få kg/m³. SG er nyttig for raske sammenligninger.

Vann utvider seg når det fryser. Is=917, vann=1000 kg/m³. Is er 9% mindre tett. Innsjøer fryser ovenfra og ned, og etterlater vann under for liv. Hvis is sank, ville innsjøer fryse til bunns. Unik hydrogenbinding.

Høyere temperatur → lavere tetthet (utvidelse). Gasser er veldig følsomme. Væsker ~0.02%/°C. Faste stoffer minimalt. Unntak: vann er tettest ved 4°C. Spesifiser alltid temperaturen for presisjon.

Amerikansk=3.785L, Britisk=4.546L (20% større). Påvirker lb/gal! 1 lb/amerikansk gal=119.8 kg/m³. 1 lb/britisk gal=99.8 kg/m³. Spesifiser alltid.

Veldig nøyaktig hvis temperaturen er kontrollert. ±0.001 er typisk for væsker ved konstant temperatur. Faste stoffer ±0.01. Gasser trenger trykkontroll. Standard: 20°C eller 4°C for vannreferanse.

Væsker: hydrometer, pyknometer, digitalt meter. Faste stoffer: Arkimedes (vannfortrengning), gasspyknometer. Presisjon: 0.0001 g/cm³ er mulig. Temperaturkontroll er kritisk.