물질의 성질들 : 밀도, 비체적, 비중, 비중량

 유체역학이나 열역학, 또는 화학을 공부한다면 기본적으로 알고 있어야 할 물질의 여러 성질들이 있습니다. 대표적으로 밀도(density), 비체적(specific volume), 비중(specific gravity), 비중량(specific weight) 등이 있지요.

 

밀도란 무엇인가?

 밀도(density)는 물질의 단위 체적(부피) 당 질량으로 정의되고, 비질량(specific mass)이라고 표현하기도 합니다. 어떤 물질의 질량이 m, 부피가 V인 경우, 수식으로는 밀도(ρ)=질량(m)/부피(V)로 나타내죠. 때문에 국제단위계에서의 단위는 kg/㎥ 입니다. 다만 이 단위로는 밀도 값이 보통 한 두 자리로 나오기 때문에 g/㎤ 단위도 많이 사용합니다. 또는 단위 변환을 통해 다른 단위로 쓰기도 하지요. 대표적인 물질인 물(water)의 밀도는 4℃ 일 때 1g/㎤=1,000kg/㎥ 입니다.

 

비체적이란 무엇인가?

 비체적(specific volume)은 단위 질량 당 체적(부피)를 뜻합니다. 수식으로는 비체적(v)=부피(V)/질량(m)입니다. 밀도의 역수이지요. 당연히 단위도 역수입니다. 대학 과정에서부터 등장하는 용어라서 평소에는 익숙하지 않은 용어이지만, 이후에는 정말 많이 사용하는 물질의 성질이기 때문에 자연스레 익숙해지는 용어이기도 합니다.

 

비중이란 무엇인가?

 비중(specific gravity)은 물의 밀도에 대한 물질의 밀도 비율로 정의합니다. 일반적으로 액체의 경우 1기압 상태에서 4℃ 물(water)를 기준으로 합니다. 때문에 4℃ 물의 비중은 1이죠. 비중은 SG라고 표시하며, 밀도 분의 밀도의 형태를 띄고 있으므로 단위가 없는 무차원 수입니다.

 

비중량이란 무엇인가?

 비중량(specific weight)은 단위 체적당 무게, 또는 단위 부피당 중량으로 정의합니다. 무게는 질량(m)과 중력가속도(g)의 곱이기 때문에 비중량은 밀도(ρ)와 중력가속도(g)의 곱과 같습니다. 때문에 밀도가 1,000kg/㎥인 4℃ 물의 비중량은 1,000 kgf/㎥ 입니다.

 

더 알아보기

 종량적 상태량(extensive property)을 질량 단위로 나누면 비특성(specific property)이 됩니다. 이때, 비특성은 강도성 상태량(intensive property)의 성질을 가지게 되지요. 한 예로, 부피라는 종량적 상태량을 질량 단위로 나누면 비체적(specific volume)이라는 강도성 상태량이 됩니다. 거꾸로 말하면 비체적은 질량과 관계없이 크기 값이 결정되는 상태량이랍니다.

 

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