밀도, 비중의 정의 및 차이

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밀도, 비중의 정의 및 차이

밀도, 비중의 정의 및 차이

개요

 

밀도와 비중은 비슷하면서 차이가 있다.
정확한 정의를 알고 차이점을 알아보자.

밀도의 정의

 

밀도는 단위 부피 당 질량을 나타내는 값(=질량/부피)이다. 단위는 g/cm3(mL) 혹은 kg/m3(L)로 나타낸다. 한마디로 일정한 공간안에 얼마나 조밀한지(빽빽한지) 수치화 하는 것이다.

밀도의 변화

 

밀도는 압력이나 온도에 따라 바뀐다. 압력이 증가하면 물질의 밀도가 증가한다. 일반적으로 온도가 증가하면 밀도가 낮아지지만, 예외가 있는데 바로 물(Water, H2O)이다. 물의 밀도는 녹는점 0 °C에서 4 °C 사이에서 증가하는데 이는 물 분자의 수소결합으로 인해 발생하는 특수한 경우다.

물의 밀도(출처 : 대한민국약전)

상태에 따른 밀도 비교

 

고체는 분자들이 매우 빽빽하게 모여 있는 상태이므로 밀도가 크다. 액체는 고체에 비해 분자 간의 거리가 멀기 때문에 좀 더 큰 부피를 차지하고, 고체보다 작은 밀도를 갖는다. 기체는 분자 간의 거리가 매우 멀어 같은 수의 분자에 대해 차지하는 부피가 고체나 액체에 비해 훨씬 크다. 그래서 밀도가 매우 작은 편이다.

그래서 보통 고체 > 액체 > 기체 순으로 밀도가 크다.  다만 물은 액체 > 고체 > 기체 순으로 밀도가 크다.(생수를 얼리면 부피가 팽창하는 것도 물은 액체상태보다 고체상태의 부피가 크고, 결론적으로 액체의 밀도가 더 크다)

물이 얼어서 부피가 팽창된 페트병

 

비중의 정의

비중은 어떤 물질의 밀도 ρ와, 표준물질의 밀도ρs와의 비(비율)이다. 일반적으로 표준물질을 물로 설정하여 측정물질과 비교한다. (20도에서 물의 밀도는 0.9982 g/mL)

비중은 밀도 간의 비율이기 때문에 단위가 없다.

비중의 활용

일반적으로 표준물질을 물로 정하기때문에 물질이 물에 뜨거나 가라앉는다는 것을 비중으로 판단한다다. 비중이 1보다 큰 물질은 물 아래로 가라앉고, 비중이 1보다 작은 물질은 물에 뜬다.

밀도와 비중의 차이

 

밀도와 비중은 혼동되기 쉽지만,
밀도는 질량을 부피로 나눈 양으로 단위가 있으나,
비중은 기준 물질과 비교되는 밀도의 비이며 단위가 없다.

계산법

 

비중이 밀도의 비율이기 때문에 비중과 밀도는 환산이 가능하다. 단 표준물질을 특정한 온도의 물로 설정하고, 물의 밀도를 곱하거나 나누면 된다.

비중 -> 밀도 : 비중 * 물의 밀도
밀도 -> 비중 : 밀도 / 물의 밀도

약전에서의 비중과 밀도

대한민국약전에서는 일반시험법에 비중과 밀도를 모아서 아래와 같이 하나로 관리하고 있다. 총 4가지의 시험방법(비중병, 비중계, 부칭, 전자식 밀도계) 등이 있으므로 상세방법은 약전 일반시험법을 참고 바란다.

마치며

비중과 밀도는 간단한 이론과 시험방법이지만 헷갈릴 수 있기에 둘의 정의와 차이점을 확실히 인지한다면 실험업무에 도움이 될 겁니다.


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