밀도의 비
비중은 어떤 물질의 질량과, 이것과 같은 부피를 가진 표준물질의 질량과의 비율입니다. 쉽게 말해, 어떤 물질이 얼마나 무거운지를 나타내는 수치라고 할 수 있습니다. 하지만 단순히 무겁고 가볍다는 개념을 넘어, 표준물질과 비교하여 그 물질의 밀도를 나타내는 과학적인 개념입니다. 표준물질로는 일반적으로 4°C의 물이 사용됩니다. 비중은 무차원 값으로, 단위가 없습니다. 비중은 물질의 밀도를 나타내는 값으로도 사용됩니다. 밀도를 비중으로 표현하면, 표준물질의 밀도와 비교하여 상대적인 값으로 나타낼 수 있습니다.
비중의 특징
1. 정의: 비중은 물질의 밀도와 기준 물질(보통 물)의 밀도의 비율입니다.
2. 무차원 수: 비중은 단위가 없는 순수한 수치입니다.
3. 온도 의존성: 비중은 온도에 따라 변할 수 있습니다. 일반적으로 온도가 올라가면 비중이 낮아집니다.
4. 압력 의존성: 대부분의 경우 압력 변화에 따른 비중 변화는 미미하지만, 기체의 경우 압력에 따라 크게 변할 수 있습니다.
5. 물질 식별: 비중은 물질을 식별하거나 순도를 확인하는 데 사용될 수 있습니다.
6. 부력 관련: 비중이 1보다 작은 물질은 물에 뜨고, 1보다 큰 물질은 가라앉습니다.
7. 측정 방법: 비중계나 피크노미터 등을 사용하여 측정할 수 있습니다.
8. 산업적 응용: 석유 산업, 음료 산업, 제약 산업 등에서 품질 관리에 중요하게 사용됩니다.
9. 혼합물에서의 활용: 용액의 농도나 혼합물의 조성을 추정하는 데 사용될 수 있습니다.
10. 계산 용이성: 밀도에 비해 계산이 간단하여 실용적으로 많이 사용됩니다.
다양한 물질의 비중
1. 물질 상태별 비중
a) 고체
- 금: 19.3
- 납: 11.3
- 구리: 8.9
- 알루미늄: 2.7
- 얼음: 0.92
b) 액체
- 수은: 13.6
- 글리세린: 1.26
- 물: 1.0 (기준)
- 에탄올: 0.79
- 가솔린: 0.68-0.75
c) 기체 (공기 대비, 1기압)
- 이산화탄소: 1.52
- 산소: 1.10
- 질소: 0.97
- 헬륨: 0.14
2. 생활 속 물질의 비중
- 우유: 1.03
- 꿀: 1.36
- 식용유: 0.92
- 해수: 1.025
- 콘크리트: 2.4
3. 생체 물질의 비중
- 인체 평균: 1.07
- 뼈: 1.7-2.0
- 지방: 0.91
- 혈액: 1.06
4. 목재의 비중 (건조 상태)
- 참나무: 0.6-0.9
- 소나무: 0.35-0.60
- 벚나무: 0.55-0.65
5. 광물의 비중
- 다이아몬드: 3.5
- 석영: 2.65
- 흑연: 2.2
6. 플라스틱의 비중
- PVC: 1.3-1.45
- 폴리에틸렌: 0.91-0.97
- 폴리스티렌: 1.04-1.09
7. 합금의 비중
- 스테인리스 스틸: 7.8
- 황동: 8.4-8.7