1. 비중량 또는 단위 중량 (Specific Weight), 체적 밀도 (Weight Density) ☞ Specific : 비(比)
ㅇ (의미) 단위 부피(체적) 당 중력의 작용을 받는 힘
ㅇ (정의) 단위 체적 당 무게(중량) : γ [N/㎥]
- γ = W / V = (무게 / 부피)
. (γ : 비중량, W : 무게, V : 부피)
. (γ : 그리스 문자 감마)
- 例) 293 [K](20 [℃]) 에서,
. 물의 비중량 : 9,790 ≒ 9,800 [N/㎥]
ㅇ (관계식)
- 비중량 γ 및 질량 밀도 ρ 간의 관계식
. γ = ρg = (밀도 x 중력 가속도)
.. (ρ : 밀도 [㎏/㎥], g : 중력 가속도 [m/s2], γ : 비중량 [kg m/s2 (뉴턴)])
- 압력 P 및 비중량 γ 간의 관계식
. P = γh = (비중량 x 높이)
.. (P : 압력 [N/㎡], γ : 비중량 [N/㎥], h : 높이 [m])
2. 비중 (Specific Gravity), 상대 밀도 (Relative Density) ☞ Specific : 비(比) 참조
ㅇ (의미) 물 또는 공기 밀도 와의 비교 수치 : S [무 차원 比]
- 비중이 작으면, 물 또는 공기 보다 가벼워서, 물 또는 공기에 뜨게됨
ㅇ (정의) 규정 온도에서, 어떤 물질과 같은 체적의 표준 물질과의 밀도 比 or 비중량 比
- S = ρ대상 물질 / ρ물 or 공기 = γ대상 물질 / γ물 or 공기
- 표준 물질 (물 또는 공기)
. 액체 표준 물질 : (4 ℃, 1 기압의 물) ρ물 = 1000 [㎏/㎥] = 1 [g/㎤]
.. 물은 4 ℃에서 밀도가 최대가 됨
. 기체 표준 물질 : (0 ℃, 1 기압의 공기)
- 例) (1 기압, 20 ℃)
. 물의 비중 : 1, 혈액의 비중(37 ℃) : 1.06, 철의 비중 : 7.87, 수은의 비중 : 13.6
3. 비중의 측정 : 비중계 (specific gravity balance)
ㅇ 액체 비중의 측정 : 비중계 (Hydrometer)
- 액체에 띄우면, 액체의 밀도에 따라 비중계가 어느 정도 잠기는지로, 비중을 직접 읽음
. 통상, 비중 눈금이 새겨진 유리관 기둥과 그 밑에 추를 매단 형태로써,
. 액체 내 수직으로 떠오르며, 그 떠오른 높이의 눈금 수치를 읽어, 비중을 측정
.. 눈금을 읽을 때, 메니스커스가 액체와 닿은 지점이 아닌,
.. 메니스커스 굽은 곡선의 밑부분 수평선과 일치하는 눈금을 읽음
ㅇ 고체 비중의 측정 : 모어 저울 (Mohr's balance)
- 아르키메데스 원리에 의한 부력법 사용
- 고체 물질의 비중을 측정하는 데 사용
. 고체 물체를 공기 중과 물 속에서 각각 무게를 잰 후,
. 두 값을 이용해 부력을 계산하여, 물체의 부피를 구하고,
.. 부력은, 공기 중 물체의 무게에서 유체 속 무게를 뺀 값.
.. 즉, 부력은, 물체가 밀어낸 유체의 무게에 해당
.. 만일, 유체의 밀도를 안다면, 밀어낸 유체의 부피(즉, 물체의 부피)를 부력으로부터 계산
.. (고체 부피 V) = (부력) / (유체 비중량 γ) = (부력) / (유체 밀도 ρ x 중력 가속도 g)
.. (고체 밀도 ρ) = (고체 중량 M) / (고체 부피 V)
. 이로부터 고체 비중을 계산 : (고체 비중량 γ) = (고체 밀도 ρ x 중력 가속도 g)